javascript 定時器工作原理

mcbird.cn發表於2016-11-17

  說到 javascript 中的定時器,我們肯定會想到 setTimeout() 和 setInterval() 這兩個函式。本文將從 事件迴圈(Event Loop) 的角度來分析兩者的工作原理和區別。

 setTimeout()

  MDN對 setTimeout 的定義為:

在指定的延遲時間之後呼叫一個函式或執行一個程式碼片段。

  語法

  setTimeout 的語法非常簡單,第一個引數為回撥函式,第二個引數為延時的時間。函式返回一個數值型別的ID唯一標示符,此ID可以用作 clearTimeout 的引數來取消定時器:

var timeoutID = window.setTimeout(code, delay);

  IE0+ 還支援回撥引數的傳入:

var timeoutID = window.setTimeout(func, delay, [param1, param2, ...]);

 setInterval()

  MDN 對 setInterval 的定義為:

週期性地呼叫一個函式(function)或者執行一段程式碼。

  由於 setInterval 和 setTimeout 的用法一樣,所以這裡不再列出。

 對第二個引數(delay)的說明

  由於javascript 的事件迴圈機制,導致第二個引數並不代表延遲delay毫秒之後立即執行回撥函式,而是嘗試將回撥函式加入到事件佇列。實際上,setTimeout 和 setInterval 在這一點上處理又存在區別:

  • setTimeout:延時delay毫秒之後,啥也不管,直接將回撥函式加入事件佇列。
  • setInterval: 延時delay毫秒之後,先看看事件佇列中是否存在還沒有執行的回撥函式(setInterval的回撥函式),如果存在,就不要再往事件佇列里加入回撥函式了。

  所以,當我們的程式碼中存在耗時的任務時,定時器並不會表現的如我們所想的那樣。

 通過一個例子來理解

  下面的程式碼,本來希望能夠在 100ms 和 200ms 的時候(也就是剛好等待 100ms)呼叫回撥函式:

var timerStart1 = now();
setTimeout(function () {
  console.log('第一個setTimeout回撥執行等待時間:', now() - timerStart1);

  var timerStart2 = now();
  setTimeout(function () {
    console.log('第二個setTimeout回撥執行等待時間:', now() - timerStart2);
  }, 100);
}, 100);
// 輸出:
// 第一個setTimeout回撥執行等待時間: 106
// 第二個setTimeout回撥執行等待時間: 107

  這樣的結果看上去正是我們所想的那樣,但是一旦我們在程式碼中加入了耗時的任務時候,結果就不像我們所期望的那樣了:

var timerStart1 = now();
setTimeout(function () {
  console.log('第一個setTimeout回撥執行等待時間:', now() - timerStart1);

  var timerStart2 = now();
  setTimeout(function () {
    console.log('第二個setTimeout回撥執行等待時間:', now() - timerStart2);
  }, 100);

  heavyTask();  // 耗時任務
}, 100);

var loopStart = now();
heavyTask(); // 耗時任務
console.log('heavyTask耗費時間:', now() - loopStart);

function heavyTask() {
  var s = now();
  while(now() - s < 1000) {
  }
}

function now () {
  return new Date();
}
// 輸出:
// heavyTask耗費時間: 1015
// 第一個setTimeout回撥執行等待時間: 1018
// 第二個setTimeout回撥執行等待時間: 1000

  兩個 setTimeout 的等待事件由於耗時任務的存在不再是 100ms 了!我們來描述一下事情的經過:

  1. 首先,第一個耗時任務(heavyTask())開始執行,它需要大約 1000ms 才能執行完畢。
  2. 從耗時任務開始執行,過了 100ms, 第一個 setTimeout 的回撥函式期望執行,於是被加入到事件佇列,但是此時前面的耗時任務還沒執行完,所以它只能在佇列中等待,直到耗時任務執行完畢它才開始執行,所以結果中我們開的看到的是: 第一個setTimeout回撥執行等待時間: 1018。
  3. 第一個 setTimeout 回撥一執行,又開啟了第二個 setTimeout, 這個定時器也是期望延時 100ms 之後能夠執行它的回撥函式。 但是,在第一個 setTimeout 又存在一個耗時任務,所有它的劇情跟第一個定時器一樣,也等待了 1000ms 才開始執行。

  可以用下面的圖來概括:

setTimeout

  再來看 setInterval 的一個例子:

var intervalStart = now();
setInterval(function () {
  console.log('interval距定義定時器的時間:', now() - loopStart);
}, 100);

var loopStart = now();
heavyTask();
console.log('heavyTask耗費時間:', now() - loopStart);

function heavyTask() {
  var s = now();
  while(now() - s < 1000) {
  }
}

function now () {
  return new Date();
}
// 輸出:
// heavyTask耗費時間: 1013
// interval距定義定時器的時間: 1016
// interval距定義定時器的時間: 1123
// interval距定義定時器的時間: 1224

  上面這段程式碼,我們期望每隔 100ms 就打出一條日誌。相對於 setTimeout 的區別, setInterval 在準備把回撥函式加入到事件佇列的時候,會判斷佇列中是否還有未執行的回撥,如果有的話,它就不會再往佇列中新增回撥函式。 不然,會出現多個回撥同時執行的情況。

  可以用下面的圖來概括:

setInterval

 總結

  上面對javascript定時器執行原理進行了簡要的分析,希望能夠幫助我們更深入的理解javascript。文中有描述不當的地方可以在評論中指出。

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