JavaScript 節流函式 Throttle 詳解

keelii發表於2016-06-29
JavaScript函式

在瀏覽器 DOM 事件裡面，有一些事件會隨著使用者的操作不間斷觸發。比如：重新調整瀏覽器視窗大小（resize），瀏覽器頁面滾動（scroll），滑鼠移動（mousemove）。也就是說使用者在觸發這些瀏覽器操作的時候，如果指令碼里面繫結了對應的事件處理方法，這個方法就不停的觸發。

這並不是我們想要的，因為有的時候如果事件處理方法比較龐大，DOM 操作比如複雜，還不斷的觸發此類事件就會造成效能上的損失，導致使用者體驗下降（UI 反映慢、瀏覽器卡死等）。所以通常來講我們會給相應事件新增延遲執行的邏輯。

通常來說我們用下面的程式碼來實現這個功能：

var COUNT = 0;
function testFn() { console.log(COUNT++); }
// 瀏覽器resize的時候
// 1. 清除之前的計時器
// 2. 新增一個計時器讓真正的函式testFn延後100毫秒觸發
window.onresize = function () {
    var timer = null;
    clearTimeout(timer);

    timer = setTimeout(function() {
        testFn();
    }, 100);
};

細心的同學會發現上面的程式碼其實是錯誤的，這是新手會犯的一個問題：setTimeout 函式返回值應該儲存在一個相對全域性變數裡面，否則每次 resize 的時候都會產生一個新的計時器，這樣就達不到我們發的效果了

於是我們修改了程式碼：

var timer = null;
window.onresize = function () {
    clearTimeout(timer);
    timer = setTimeout(function() {
        testFn();
    }, 100);
};

這時候程式碼就正常了，但是又多了一個新問題 —— 產生了一個全域性變數 timer。這是我們不想見到的，如果這個頁面還有別的功能也叫 timer 不同的程式碼之前就是產生衝突。為了解決這個問題我們要用 JavaScript 的一個語言特性：閉包 closures 。相關知識讀者可以去 MDN 中瞭解，改造後的程式碼如下：

/**
 * 函式節流方法
 * @param Function fn 延時呼叫函式
 * @param Number delay 延遲多長時間
 * @return Function 延遲執行的方法
 */
var throttle = function (fn, delay) {
    var timer = null;

    return function () {
        clearTimeout(timer);
        timer = setTimeout(function() {
            fn();
        }, delay);
    }
};
window.onresize = throttle(testFn, 200, 1000);

我們用一個閉包函式（throttle節流）把 timer 放在內部並且返回延時處理函式，這樣以來 timer 變數對外是不可見的，但是內部延時函式觸發時還可以訪問到 timer 變數。

當然這種寫法對於新手來說不好理解，我們可以變換一種寫法來理解一下：

var throttle = function (fn, delay) {
    var timer = null;

    return function () {
        clearTimeout(timer);
        timer = setTimeout(function() {
            fn();
        }, delay);
    }
};

var f = throttle(testFn, 200);
window.onresize = function () {
    f();
};

這裡主要了解一點：Throttle 被呼叫後返回的 function 才是真正的 onresize 觸發時需要呼叫的函式

現在看起來這個方法已經接近完美了，然而實際使用中並非如此。舉個例子：

如果使用者 不斷的 resize 瀏覽器視窗大小，這時延遲處理函式一次都不會執行

於是我們又要新增一個功能：當使用者觸發 resize 的時候應該 在某段時間 內至少觸發一次，既然是在某段時間內，那麼這個判斷條件就可以取當前的時間毫秒數，每次函式呼叫把當前的時間和上一次呼叫時間相減，然後判斷差值如果大於 某段時間 就直接觸發，否則還是走 timeout 的延遲邏輯。

下面的程式碼裡面需要指出的是：

  1. previous 變數的作用和 timer 類似，都是記錄上一次的標識，必須是相對的全域性變數
  2. 如果邏輯流程走的是“至少觸發一次”的邏輯，那麼函式呼叫完成需要把 previous 重置成當前時間，簡單來說就是：相對於下一次的上一次其實就是當前
/**
 * 函式節流方法
 * @param Function fn 延時呼叫函式
 * @param Number delay 延遲多長時間
 * @param Number atleast 至少多長時間觸發一次
 * @return Function 延遲執行的方法
 */
var throttle = function (fn, delay, atleast) {
    var timer = null;
    var previous = null;

    return function () {
        var now = +new Date();

        if ( !previous ) previous = now;

        if ( now - previous > atleast ) {
            fn();
            // 重置上一次開始時間為本次結束時間
            previous = now;
        } else {
            clearTimeout(timer);
            timer = setTimeout(function() {
                fn();
            }, delay);
        }
    }
};

實踐：

我們模擬一個視窗 scroll 時節流的場景，也就是說當使用者滾動頁面向下的時候我們需要節流執行一些方法，比如：計算 DOM 位置等需要連續操作 DOM 元素的動作

完整程式碼如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>throttle</title>
</head>
<body>
    <div style="height:5000px">
        <div id="demo" style="position:fixed;"></div>
    </div>
    <script>
    var COUNT = 0, demo = document.getElementById('demo');
    function testFn() {demo.innerHTML += 'testFN 被呼叫了 ' + ++COUNT + '次<br>';}

    var throttle = function (fn, delay, atleast) {
        var timer = null;
        var previous = null;

        return function () {
            var now = +new Date();

            if ( !previous ) previous = now;
            if ( atleast && now - previous > atleast ) {
                fn();
                // 重置上一次開始時間為本次結束時間
                previous = now;
                clearTimeout(timer);
            } else {
                clearTimeout(timer);
                timer = setTimeout(function() {
                    fn();
                    previous = null;
                }, delay);
            }
        }
    };
    window.onscroll = throttle(testFn, 200);
    // window.onscroll = throttle(testFn, 500, 1000);
    </script>
</body>
</html>

我們用兩個 case 來測試效果，分別是新增至少觸發 atleast 引數和不新增：

// case 1
window.onscroll = throttle(testFn, 200);
// case 2
window.onscroll = throttle(testFn, 200, 500);

case 1 的表現為：在頁面滾動的過程（不能停止）中 testFN 不會被呼叫，直到停止的時候會呼叫一次，也就是說執行的是 throttle 裡面 最後 一個 setTimeout ，效果如圖（檢視原 gif 圖）：

case 2 的表現為：在頁面滾動的過程（不能停止）中 testFN 第一次會延遲 500ms 執行（來自至少延遲邏輯），後來至少每隔 500ms 執行一次，效果如圖

至此為止，我們想要實現的效果已經基本完成。後續的一些輔助性優化讀者可以自己琢磨，如：函式 this 指向，返回值儲存等。

引用

  1. 測試程式碼 http://jsbin.com/tanuxegija/edit
  2. 完整版本程式碼 http://jsbin.com/jigozuvuko
  3. Debounce VS throttle https://github.com/dcorb/debounce-throttle

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