一文教你JavaScript如何实现分支优化

1. 分支优化的背景和意义

在聊分支优化之前，我们先来看一张图。

对于一个普通的代码块，我们会将代码块按照预期的执行顺序翻译成一个个指令序列，依次加载到 CPU 里面，使 CPU 执行指令。这么做虽然简单，但是发现当控制流的数量很大时，这个模型的性能就开始愈发地受到影响。因为控制流的变化会对 CPU 的执行流水线产生重大影响。

因此，我们需要对代码进行优化，使它在编译后的执行过程中更加高效。其中一种优化方式就是分支优化。

2. 减少分支操作的影响

2.1. 分支优化

通俗来说，分支优化就是减少 if、else 等分支操作对 CPU 流水线的影响。

我们知道，在 CPU 的执行流水线里有一个“分支预测”（branch prediction）的模块。它的主要作用就是预测下一条要执行的指令。如果预测出来的下一条指令是准确的，那么 CPU 流水线可以避免中断，继续执行，大大提高了代码的执行效率。否则，CPU 流水线会被打断，打乱了指令的执行流程，降低了程序的执行效率。

所以，在分支语句中，我们可以通过优化控制流的设计，将代码中的分支减少甚至消除，从而减少对分支预测性的影响。在 JavaScript 中，我们可以采用有趣的技巧来实现分支优化。具体方法如下。

let value = test();
let result1 = condition1(value) ? value : null;
let result2 = condition2(value) ? value : null;
let result3 = condition3(value) ? value : null;
return result1 || result2 || result3;
function test() {
  //返回一个有效值
}
function conditionX(value) {
  //一个布尔判断条件
}

上述代码中，我们采用函数式编程思想，将多个表达式使用逻辑运算符串在了一起。虽然看起来比 if、else 稍显臃肿，但是它对于分支预测的优化效果会更加彻底，避免 CPU 流水线的中断。

2.2. switch 语句的优化

不仅仅是 if、else 分支语句，switch 语句也可以采用一些小技巧进行优化。

我们可以通过将 switch 语句的表达式提取为一个常量，在执行 switch 语句的过程中，先将该表达式的结果缓存到一个变量中。这么做的目的也是为了减少表达式的计算次数，防止影响整个控制流的执行效率。

const value = test();
switch(value) {
  case value1:
    return 'value1';
  case value2:
    return 'value2';
  case value3:
    return 'value3';
  default:
    return 'default';
}
function test() {
  //返回一个有效值
}

上述代码中，我们将 test 函数返回的结果缓存到了 value 常量中，然后在执行 switch 语句的过程中直接引用了这个常量。这个优化技巧相比于直接对表达式进行计算，可以减少 CPU 流水线的影响。

3. 总结

在编写 JavaScript 的过程中，分支语句是我们经常会使用到的一个功能。但是，在使用过程中，我们也应该注意到分支语句对 CPU 流水线的影响。为了减少这种影响，我们可以采用函数式编程思想，将多个表达式进行逻辑运算符的串联，消除分支语句的影响。另外，我们也可以将 switch 语句中的表达式提取为一个常量进行缓存，避免表达式的重复计算，进一步优化代码的执行效率。