JavaScriptで実行タイミングを最適化する方法10選

●JavaScriptの実行タイミングとは？
- ○JavaScriptはいつ実行される？
- ○DOMの読み込みとJavaScriptの実行順序
●ページ読み込み時の実行タイミング最適化
●非同期処理による実行タイミングの最適化
●イベントドリブンによる実行タイミングの最適化
- ○サンプルコード9：クリックイベントによる実行
- ○サンプルコード10：スクロールイベントによる実行
●よくあるエラーと対処法
- ○Uncaught ReferenceError: $ is not defined
- ○Uncaught TypeError: Cannot read property ‘addEventListener’ of null
●JavaScriptの実行タイミング最適化のコツ
まとめ

●JavaScriptの実行タイミングとは？

JavaScriptの基本的な文法は理解できていますが、実行タイミングの最適化については知識が浅いと感じていませんか？

Webアプリケーションのパフォーマンス改善に興味があるあなたにとって、JavaScriptの実行タイミングを適切に制御する方法を知ることは非常に重要です。

JavaScriptの実行タイミングとは、スクリプトがいつ、どのタイミングで実行されるかを指します。

ブラウザがHTMLを読み込み、DOMを構築する過程で、JavaScriptがどのように処理されるかによって、Webページの表示速度やユーザーエクスペリエンスに大きな影響を与えます。

適切な実行タイミングを設定することで、スムーズなページ表示と快適なユーザー体験を実現できるのです。

○JavaScriptはいつ実行される？

JavaScriptのコードは、HTMLファイル内のscriptタグで記述されたり、外部ファイルとして読み込まれたりします。

scriptタグがHTMLのどの位置に配置されているかによって、実行タイミングが変わってきます。

通常、scriptタグをbodyタグの最後に配置すると、HTMLの構造が完全に読み込まれた後にJavaScriptが実行されます。

これで、ページの表示が遅くなることを防げます。

一方、scriptタグをheadタグ内に配置すると、HTMLの読み込みが完了する前にJavaScriptが実行されるため、ページの表示が遅くなる可能性があります。

○DOMの読み込みとJavaScriptの実行順序

ブラウザは、HTMLを上から順番に読み込み、DOMツリーを構築していきます。

JavaScriptは、DOMが構築される過程で実行されます。

そのため、JavaScriptがDOMの要素を操作する際は、その要素がすでに存在している必要があります。

もしJavaScriptが、まだ読み込まれていないDOMの要素を参照しようとすると、エラーが発生します。

これを避けるために、DOMの構築が完了してからJavaScriptを実行するのが一般的です。

●ページ読み込み時の実行タイミング最適化

さて、JavaScriptの実行タイミングが重要だということがわかりましたね。

それでは、具体的にどのようにしてページ読み込み時の実行タイミングを最適化していけばいいのでしょうか。

ここからは、サンプルコードを交えながら、実践的なテクニックを学んでいきましょう。

○サンプルコード1：DOMContentLoadedイベントの利用

DOMContentLoadedイベントは、HTMLのDOM構築が完了した時点で発生します。

このイベントを利用することで、DOMが準備できた状態でJavaScriptを実行できます。

早速、サンプルコードを見てみましょう。

document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
  // DOMが構築された後に実行されるコード
  console.log('DOMの構築が完了しました');
});

このコードでは、addEventListenerメソッドを使って、DOMContentLoadedイベントにイベントリスナーを登録しています。

これにより、DOMの構築が完了した時点で、コールバック関数内のコードが実行されます。

実行結果

DOMの構築が完了しました

DOMContentLoadedイベントを利用することで、HTMLの構造が完全に読み込まれてからJavaScriptを実行できるため、エラーを防ぎ、スムーズなページ表示を実現できます。

○サンプルコード2：loadイベントの利用

loadイベントは、ページ上のすべてのリソース（画像、スタイルシート、スクリプトなど）が読み込まれた後に発生します。

このイベントを利用すると、ページが完全に読み込まれてからJavaScriptを実行できます。

サンプルコードを見てみましょう。

window.addEventListener('load', function() {
  // ページ上のすべてのリソースが読み込まれた後に実行されるコード
  console.log('ページの読み込みが完了しました');
});

このコードでは、windowオブジェクトに対してloadイベントのイベントリスナーを登録しています。

ページ上のすべてのリソースが読み込まれた後に、コールバック関数内のコードが実行されます。

実行結果

ページの読み込みが完了しました

loadイベントを利用することで、画像やスタイルシートなどのリソースを含め、ページ全体が完全に読み込まれてからJavaScriptを実行できます。

ただし、ページの読み込みが完了するまで実行が遅れるため、ユーザーエクスペリエンスに影響を与える可能性があります。

○サンプルコード3：defer属性の利用

Script要素の defer 属性を使うと、スクリプトの実行をHTMLのパース完了後まで遅延させることができます。

これにより、ページの表示を妨げることなく、JavaScriptを読み込むことができます。サンプルコードを見てみましょう。

<script src="script.js" defer></script>

このコードでは、script要素にdefer属性を追加しています。

これで、スクリプトの読み込みはHTMLのパースと並行して行われますが、実行はHTMLのパースが完了した後に行われます。

実行すると、HTMLのパースが完了した後に、script.jsの内容が実行されます。

defer属性を利用することで、JavaScriptの読み込みによるページ表示の遅延を防ぎ、ユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

ただし、defer属性はIE9以降でしかサポートされていないため、古いブラウザへの対応が必要な場合は注意が必要です。

●非同期処理による実行タイミングの最適化

ページ読み込み時の実行タイミング最適化について理解が深まってきましたね。

でも、JavaScriptの実行タイミングを最適化するには、非同期処理の活用も欠かせません。

非同期処理を用いることで、重い処理を別のタイミングで実行したり、定期的にタスクを実行したりできるんです。

ここからは、非同期処理による実行タイミングの最適化について、具体的なサンプルコードを交えて解説していきましょう。

○サンプルコード5：setTimeoutを用いた遅延実行

setTimeout関数は、指定した時間が経過した後に、コールバック関数を実行するための関数です。

これを使うと、重い処理を遅延させて実行することができます。

サンプルコードを見てみましょう。

console.log('処理を開始します');

setTimeout(function() {
  console.log('3秒後に実行されるコード');
}, 3000);

console.log('処理を終了します');

このコードでは、setTimeout関数を使って、3秒後にコールバック関数を実行するように設定しています。

setTimeout関数の第一引数にはコールバック関数を、第二引数には遅延時間をミリ秒単位で指定します。

実行結果

処理を開始します
処理を終了します
3秒後に実行されるコード

setTimeout関数を使うことで、重い処理を遅延させて実行できるため、メインスレッドをブロックせずに処理を進めることができます。

ただし、遅延時間の設定には注意が必要です。

あまりにも長い遅延時間を設定すると、ユーザーエクスペリエンスに悪影響を与える可能性があります。

○サンプルコード6：setIntervalによる定期的な実行

setInterval関数は、指定した時間間隔で繰り返しコールバック関数を実行するための関数です。

これを使うと、定期的にタスクを実行することができます。

サンプルコードを見てみましょう。

let count = 0;

const intervalId = setInterval(function() {
  console.log(`${count}秒経過しました`);
  count++;

  if (count > 5) {
    clearInterval(intervalId);
    console.log('カウントを終了します');
  }
}, 1000);

このコードでは、setInterval関数を使って、1秒ごとにコールバック関数を実行するように設定しています。

setInterval関数の第一引数にはコールバック関数を、第二引数には実行間隔をミリ秒単位で指定します。

また、clearInterval関数を使って、setInterval関数の実行を停止しています。

実行結果

0秒経過しました
1秒経過しました
2秒経過しました
3秒経過しました
4秒経過しました
5秒経過しました
カウントを終了します

setInterval関数を使うことで、定期的にタスクを実行できるため、リアルタイム性が求められるアプリケーションなどで活用できます。

ただし、実行間隔の設定には注意が必要です。

短い間隔で実行すると、パフォーマンスに悪影響を与える可能性があります。

○サンプルコード7：Promiseを用いた非同期処理

Promiseは、非同期処理の状態を表すオブジェクトです。

Promiseを使うことで、非同期処理の結果を簡潔に扱うことができます。

サンプルコードを見てみましょう。

function fetchData(url) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    // 非同期処理を行う（例: データのフェッチ）
    // 処理が成功した場合はresolve()を呼ぶ
    // 処理が失敗した場合はreject()を呼ぶ
    setTimeout(function() {
      const data = { id: 1, name: 'John Doe' };
      resolve(data);
    }, 2000);
  });
}

fetchData('https://example.com/api/data')
  .then(function(data) {
    console.log('データの取得に成功しました:', data);
  })
  .catch(function(error) {
    console.error('データの取得に失敗しました:', error);
  });

このコードでは、fetchData関数内でPromiseを使って非同期処理を行っています。

非同期処理が成功した場合はresolve関数を呼び、失敗した場合はreject関数を呼びます。

そして、fetchData関数の戻り値としてPromiseオブジェクトを返します。

fetchData関数を呼び出す側では、thenメソッドとcatchメソッドを使って、非同期処理の結果を処理しています。

thenメソッドには成功時のコールバック関数を、catchメソッドには失敗時のコールバック関数を指定します。

実行結果

データの取得に成功しました: {id: 1, name: "John Doe"}

Promiseを使うことで、非同期処理の結果を簡潔に扱うことができ、コードの可読性が向上します。

また、複数の非同期処理を連結することも容易になります。

●イベントドリブンによる実行タイミングの最適化

ページ読み込み時の最適化や非同期処理による最適化について解説してきましたが、JavaScriptの実行タイミングを最適化するもう一つの重要な方法が、イベントドリブンプログラミングです。

イベントドリブンプログラミングでは、特定のイベントが発生したときにJavaScriptを実行することで、無駄なリソースを消費せずに効率的な処理を行うことができます。

それでは、イベントドリブンによる実行タイミングの最適化について、具体的なサンプルコードを見ながら理解を深めていきましょう。

○サンプルコード9：クリックイベントによる実行

クリックイベントは、ユーザーがある要素をクリックしたときに発生するイベントです。

このイベントを利用することで、ユーザーのアクションに応じてJavaScriptを実行できます。

サンプルコードを見てみましょう。

const button = document.getElementById('myButton');

button.addEventListener('click', function() {
  console.log('ボタンがクリックされました');
  // クリック時に実行する処理をここに記述する
});

このコードでは、getElementByIdメソッドを使って、id属性がmyButtonの要素を取得しています。

そして、addEventListenerメソッドを使って、その要素にクリックイベントのイベントリスナーを登録しています。

ユーザーがボタンをクリックすると、コールバック関数内のコードが実行されます。

実行結果

ボタンがクリックされました

クリックイベントを利用することで、ユーザーのアクションに応じて必要な処理だけを実行できるため、無駄なリソースを消費せずに済みます。

また、ユーザーにとってもインタラクティブな体験を提供できます。

○サンプルコード10：スクロールイベントによる実行

クリックイベント以外にも、スクロールイベントを活用することで、ユーザーのスクロール操作に応じてJavaScriptを実行できます。

これは、ページ内の特定の位置に到達したときに処理を行いたい場合などに便利です。

サンプルコードを見てみましょう。

window.addEventListener('scroll', function() {
  const scrollPosition = window.scrollY;
  const targetElement = document.getElementById('targetElement');
  const targetPosition = targetElement.offsetTop;

  if (scrollPosition >= targetPosition) {
    console.log('ターゲット要素に到達しました');
    // スクロール位置がターゲット要素に到達したときの処理をここに記述する
  }
});

このコードでは、addEventListenerメソッドを使って、windowオブジェクトにスクロールイベントのイベントリスナーを登録しています。

スクロールが発生すると、コールバック関数内のコードが実行されます。

コールバック関数内では、window.scrollYプロパティを使ってスクロール位置を取得し、getElementByIdメソッドとoffsetTopプロパティを使ってターゲット要素の位置を取得しています。

そして、スクロール位置がターゲット要素の位置以上になったときに、特定の処理を実行するようにしています。

実行結果

ターゲット要素に到達しました

スクロールイベントを利用することで、ユーザーのスクロール操作に応じて動的にコンテンツを表示したり、アニメーションを起動したりすることができます。

これにより、ページ内のインタラクションを向上させ、ユーザーエンゲージメントを高めることができます。

ただし、スクロールイベントは頻繁に発生するため、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。

そのため、イベントハンドラ内の処理は軽量に保ち、必要に応じてスロットリング（一定時間内のイベント発生を制限する）やデバウンス（連続したイベントを1つのイベントとしてまとめる）のテクニックを用いることが重要です。

●よくあるエラーと対処法

JavaScriptの実行タイミングの最適化について学んできましたが、実際にコードを書いていると、さまざまなエラーに遭遇することがあります。

エラーメッセージを理解し、適切な対処法を知ることは、スムーズなデバッグとコードの改善につながります。

ここからは、JavaScriptの実行タイミングに関連してよく発生するエラーとその対処法について見ていきましょう。

エラーメッセージから原因を推測し、解決策を見つけるためのヒントを得ることができます。

○Uncaught ReferenceError: $ is not defined

このエラーは、jQueryを使用しようとしたときに、jQueryライブラリが読み込まれていない場合に発生します。

$はjQueryの関数ですが、jQueryが読み込まれていないとブラウザはこの関数を認識できません。

対処法としては、HTMLファイルにjQueryライブラリを読み込むためのscriptタグを追加します。

jQueryを使用するコードよりも前に、scriptタグを配置することが重要です。

<script src="https://code.jquery.com/jquery-3.6.0.min.js"></script>

これにより、jQueryが読み込まれ、$関数が利用できるようになります。

○Uncaught TypeError: Cannot read property ‘addEventListener’ of null

このエラーは、存在しないDOM要素にイベントリスナーを追加しようとした場合に発生します。

getElementByIdやquerySelectorなどのメソッドで要素を取得しようとしたが、該当する要素が存在しなかったためにnullが返され、addEventListenerメソッドが呼び出せないというエラーです。

対処法としては、次の点を確認します。

IDやクラス名などのセレクターが正しいかどうか
JavaScriptコードがHTML要素よりも後に読み込まれているかどうか

document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
  const element = document.getElementById('myElement');
  element.addEventListener('click', function() {
    console.log('クリックされました');
  });
});

上記のように、DOMContentLoadedイベントを使ってDOM構築後にJavaScriptを実行することで、要素の取得エラーを防ぐことができます。

●JavaScriptの実行タイミング最適化のコツ

JavaScriptの実行タイミングを最適化するために、ページの読み込み時の最適化や非同期処理、イベントドリブンプログラミングなどの手法について学んできました。

でも、それだけではありません。

コードの書き方自体にも、実行タイミングの最適化につながるコツがあるんです。

ここからは、JavaScriptのコードを書く際に意識すべき最適化のコツについて、具体的に見ていきましょう。

このコツを実践することで、よりパフォーマンスの高いJavaScriptコードを書くことができます。

○不要なコードを削除する

JavaScriptのコードを書いていると、デバッグ用のコードや未使用の関数、コメントアウトされたコードなどが残っていることがあります。

不要なコードは、実行時のオーバーヘッドになるだけでなく、コードの可読性も下げてしまいます。

そこで、不要なコードを積極的に削除することが重要です。

リリース前にはコードを見直し、不要な部分を取り除くようにしましょう。

○変数のスコープを最小限に抑える

変数のスコープが広いと、メモリの使用量が増えるだけでなく、予期しない変数の値の変更によるバグが発生する可能性もあります。

そのため、変数のスコープは必要最小限に抑えることが大切です。

function exampleFunction() {
  const localVariable = 'ローカル変数';
  console.log(localVariable);
}

上記のように、関数内で使用する変数はその関数内で宣言するようにします。

グローバルスコープに変数を定義することは避け、必要な場合はモジュールパターンやクロージャを活用しましょう。

○ループ処理を効率化する

ループ処理は、JavaScriptのパフォーマンスに大きな影響を与えます。

ループ内で不必要な処理を行っていると、実行時間が長くなってしまいます。

const array = [1, 2, 3, 4, 5];
for (let i = 0; i < array.length; i++) {
  console.log(array[i]);
}

上記のコードでは、ループ内で毎回array.lengthにアクセスしています。

これを改善するには、ループ外で配列の長さを変数に保持するようにします。

const array = [1, 2, 3, 4, 5];
const length = array.length;
for (let i = 0; i < length; i++) {
  console.log(array[i]);
}

このように、ループ処理を効率化することで、実行時間を短縮できます。

まとめ

JavaScriptの実行タイミングを最適化することは、Webアプリケーションのパフォーマンスを向上させるために欠かせません。

ページの読み込み時の最適化では、DOMContentLoadedイベントやloadイベント、defer属性やasync属性を活用することで、JavaScriptの実行タイミングを制御できます。

非同期処理を利用することで、重い処理を別のタイミングで実行したり、定期的にタスクを実行したりできます。

また、イベントドリブンプログラミングを活用することで、ユーザーのアクションに応じて効率的にJavaScriptを実行できます。

コードの書き方自体にも、不要なコードの削除や変数のスコープの最小化、ループ処理の効率化などの最適化のコツがあります。

今回紹介した手法を適切に組み合わせることで、JavaScriptの実行タイミングを最適化し、ユーザーエクスペリエンスの向上と開発スピードの向上を実現できるでしょう。

常に最適化を意識し、パフォーマンスを追求していくことが、Webプログラマーにとって重要なスキルの一つです。

今回学んだ実行タイミングの最適化手法を活かして、より高品質なWebアプリケーションを開発していきましょう。