了解 Throttling(防抖) 和 Debouncing(节流)
参考:
The Difference Between Throttling and Debouncing
Debouncing and Throttling Explained Through Examples
应用场景:一个典型的应用场景是浏览器窗口中 scrolling 和 resizing,如设置了滚动的监听函数,在滚动 5000px的时候可能会触发 100 次以上的监听事件,如果监听事件做了大量计算或操作很多 DOM 元素,可能就会遇到性能问题。即时搜索也有同样的问题。
相同点:它们是为了解决性能问题而限制基于 DOM 事件的 JavaScript 的执行次数的两种方式,这是在事件和函数执行之间加的控制,因为 DOM 事件的触发频率是无法控制的。
不同点:Throttling 是限制一个函数能够被执行的最大时间间隔,保证了函数至少每隔 X 毫秒会被调用一次,如每隔 100ms 执行一次函数。Debouncing 是限制一个函数距上次调用达到一定时间间隔才会被再次调用,相当于连续的事件被分成了一组,只触发一次函数调用,如距上次调用达到 100ms 才会再次执行。
了解 requestAnimationFrame
window.requestAnimationFrame(callback)
方法告诉浏览器执行动画并请求浏览器在下一次重绘之前调用函数 callback 来更新动画,返回一个 long 整数的 ID,可以通过传此值到 window.cancelAnimationFrame()
来取消回调函数的执行,注意只是在下一次重绘时调用回调函数。
requestAnimationFrame 的优势,在于充分利用显示器的刷新机制,比较节省系统资源。显示器有固定的刷新频率(60Hz 或 75Hz),requestAnimationFrame 的基本思想就是与这个刷新频率保持同步,利用这个刷新频率进行页面重绘。此外,使用这个API,一旦页面不处于浏览器的当前标签,就会自动停止刷新,这就节省了CPU、GPU和电力。注意 requestAnimationFrame 是在主线程上完成,这也意味着,如果主线程非常繁忙,requestAnimationFrame 的动画效果会大打折扣。
requestAnimationFrame 是限制函数执行次数的另一种方式,可以被认为是 _.throttle(dosomething, 16)
,但是是高保真的,会针对不同设备本身的性能而更精确一些,浏览器内部决定渲染的最佳时机,它可以作为 throttle 的替换。
如果浏览器标签不是激活状态,就不会被执行,虽然对滚动、鼠标或键盘事件没有影响。还有需要考虑浏览器兼容性,node.js 中也没有提供该 API。
最佳实践:使用 requestAnimationFrame 进行重新绘制、计算元素位置或直接改变属性的操作,使用 _.debounce
或 _.throttle
进行 Ajax 请求或添加、移除 class(可以触发 CSS 动画),这时可以设置一个低一些的频率,如 200ms。
lodash 之 debounce 源码
这里不再描述 throttle 了,其实 throttle 就是设置了 maxWait 的 debounce,lodash 源码中对 throttle 的实现就是调用了 wait 和 maxWait 相等的 debounce。
/*
* root 为全局变量,浏览器下为 window,node.js 下为 global
* isObject 函数判断传入参数是否为一个对象
* 创建一个 debounced 函数并返回,该函数延迟 func 在距离上一次调用达到 wait 时间之后再执行,如果在这期间内又调用了函数则将取消前一次并重新计* 算时间
* options.leading 函数在每个等待延迟的开始被调用
* options.trailing 函数在每个等待延迟的结束被调用
* options.maxWait 函数被调用的最大等待时间,实现 throttle 效果,保证大于一定时间后一定能执行
* 如果 leading 和 trailing 都设置为 true 了,只有函数在 wait 时间内被执行一次以上才会执行 trailing
*/
function debounce(func, wait, options) {
// 变量初始化
let lastArgs,
lastThis,
maxWait,
result,
timerId,
lastCallTime;
let lastInvokeTime = 0;
let leading = false;
let maxing = false;
let trailing = true;
// 如果 wait = NaN 并且当前是浏览器环境 requestAnimationFrame 存在时,返回 true
const userRAF = (!wait && wait !== 0 && typeof root.requestAnimationFrame === 'function');
// 传入参数的验证
if (typeof func != 'function') {
throw new TypeError('Expected a function');
}
wait = +wait || 0; // 将传入的 wait 转为数字,如果没有传入值默认赋值为 0
if (isObject(options)) {
leading = !!options.leading;
maxing = 'maxWait' in options;
// maxWait 为设置的 maxWait 值和 wait 值中最大的,因为如果 maxWait 小于 wait,debounce 就失效了,相当于只有 throttle 了
maxWait = maxing ? Math.max(+options.maxWait || 0, wait) : maxWait;
trailing = 'trailing' in options ? !!options.trailing : trailing;
}
function invokeFunc(time) {
// 进入 debounced 函数时对 lastArgs、lastThis 进行的赋值,在这里执行完函数后,对 lastArgs、lastThis 进行了重置
// 个人认为这样做的原因,是保证通过计时的方式执行函数最多只能执行一次
const args = lastArgs;
const thisArg = lastThis;
lastArgs = lastThis = undefined;
lastInvokeTime = time;
result = func.apply(thisArg, args);
return result;
}
function startTimer(pendingFunc, wait) {
if (userRAF) {
return root.requestAnimationFrame(pendingFunc);
}
return setTimeout(pendingFunc, wait);
}
function cancelTimer(id) {
if (userRAF) {
return root.cancelAnimationFrame(id);
}
clearTimeout(id);
}
function leadingEdge(time) {
// TODO 不明白为什么这里需要更新 lastInvokeTime,进入 leadingEdge 函数不一定会真的触发函数的执行
lastInvokeTime = time;
// 为 trailingEdge 触发函数调用设置定时器
timerId = startTimer(timerExpired, wait);
// 如果 leading 为 true,会触发函数执行,否则返回上一次执行结果
return leading ? invokeFunc(time) : result;
}
// 主要作用就是触发 trailingEdge
function timerExpired() {
const time = Date.now();
// 在 trailingEdge 且时间符合条件时,调用 trailingEdge函数,否则重启定时器
if (shouldInvoke(time)) {
return trailingEdge(time);
}
// 重启定时器,保证下一次时延的末尾触发
timerId = startTimer(timerExpired, remainingWait(time));
}
function remainingWait(time) {
// 距离上次函数被调用的时间
const timeSinceLastCall = time - lastCallTime;
// 距离上次函数被执行的时间
const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime;
// wait - timeSinceLastCall 为距离下一次 trailing 的位置
const timeWaiting = wait - timeSinceLastCall;
// maxWait - timeSinceLastInvoke 为距离下一次 maxing 的位置
// 有maxing:比较出下一次 maxing 和下一次 trailing 的最小值,作为下一次函数要执行的时间
// 无maxing:在下一次 trailing 时执行 timerExpired
return maxing ? Math.min(timeWaiting, maxWait - timeSinceLastInvoke) : timeWaiting;
}
function trailingEdge(time) {
timerId = undefined;
// 有 lastArgs 才执行,意味着只有 func 已经被 debounced 过一次,也就是被调用过一次,以后才会在 trailingEdge 执行
if (trailing && lastArgs) {
return invokeFunc(time);
}
// 每次 trailingEdge 都会清除 lastArgs 和 lastThis,目的是避免最后一次函数被执行了两次
// 举个例子:最后一次函数执行的时候,可能恰巧是前一次的 trailing edge,函数被调用,而这个函数又需要在自己时延的 trailing edge 触发,导致触发多次
lastArgs = lastThis = undefined;
return result;
}
function shouldInvoke(time) {
const timeSinceLastCall = time - lastCallTime;
const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime;
return (
lastCallTime === undefined // 第一次调用
|| (timeSinceLastCall >= wait) // 距离上次被调用已经超过 wait
|| (timeSinceLastCall < 0) //系统时间倒退
|| (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait) //超过最大等待时间
);
}
// 取消函数延迟执行
function cancel() {
if (timerId !== undefined) {
cancelTimer(timerId);
}
lastInvokeTime = 0;
lastArgs = lastCallTime = lastThis = timerId = undefined;
}
// 触发函数立即执行
function flush() {
// 如果前面没有定时任务在执行,也就是没有前面没有调用过函数,返回最后一次执行的结果,否则才会触发一次函数执行
return timerId === undefined ? result : trailingEdge(Date.now());
}
// 检查当前是否在计时中
function pending() {
return timerId !== undefined;
}
// 返回的控制函数真正调用频率的函数
function debounced(...args) {
const time = Date.now();
const isInvoking = shouldInvoke(time);
lastArgs = args;
lastThis = this;
// 更新上次函数调用时间
lastCallTime = time;
// 无 timerId 的情况有两种:1.首次调用 2.trailingEdge执行过函数
if (isInvoking) {
if (timerId === undefined) {
return leadingEdge(lastCallTime);
}
if (maxing) {
// Handle invocations in a tight loop.
timerId = startTimer(timerExpired, wait);
return invokeFunc(lastCallTime);
}
}
// 负责一种 case:trailing 为 true 的情况下,在前一个 wait 的 trailingEdge 已经执行了函数;
// 而这次函数被调用时 shouldInvoke 不满足条件,因此要设置定时器,在本次的 trailingEdge 保证函数被执行
if (timerId === undefined) {
timerId = startTimer(timerExpired, wait);
}
return result;
}
debounced.cancel = cancel;
debounced.flush = flush;
debounced.pending = pending;
return debounced;
}
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