摘要:如果使用的是防抖,那么得等我们停止滚动之后一段时间才会加载新的内容,没有那种无限滚动的流畅感。这时候,我们就可以使用节流,将事件有效触发的频率降低的同时给用户流畅的浏览体验。调用,浏览器会在下次刷新的时候执行指定回调函数。
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本文从防抖和节流出发,分析它们的特性,并拓展一种特殊的节流方式requestAnimationFrame,最后对lodash中的debounce源码进行分析
防抖和节流是前端开发中经常使用的一种优化手段,它们都被用来控制一段时间内方法执行的次数,可以为我们节省大量不必要的开销
防抖(debounce)当我们需要及时获知窗口大小变化时,我们会给window绑定一个resize函数,像下面这样:
window.addEventListener("resize", () => { console.log("resize") });
我们会发现,即使是极小的缩放操作,也会打印数十次resize,也就是说,如果我们需要在onresize函数中搞一些小动作,也会重复执行几十次。但实际上,我们只关心鼠标松开,窗口停止变化的那一次resize,这时候,就可以使用debounce优化这个过程:
const handleResize = debounce(() => { console.log("resize"); }, 500); window.addEventListener("resize", handleResize);
运行上面的代码(你得有现成的debounce函数),在停止缩放操作500ms后,默认用户无继续操作了,才会打印resize
这就是防抖的功效,它把一组连续的调用变为了一个,最大程度地优化了效率
再举一个防抖的常见场景:
搜索栏常常会根据我们的输入,向后端请求,获取搜索候选项,显示在搜索栏下方。如果我们不使用防抖,在输入“debounce”时前端会依次向后端请求"d"、"de"、"deb"..."debounce"的搜索候选项,在用户输入很快的情况下,这些请求是无意义的,可以使用防抖优化
观察上面这两个例子,我们发现,防抖非常适于只关心结果,不关心过程如何的情况,它能很好地将大量连续事件转为单个我们需要的事件
为了更好理解,下面提供了最简单的debounce实现:返回一个function,第一次执行这个function会启动一个定时器,下一次执行会清除上一次的定时器并重起一个定时器,直到这个function不再被调用,定时器成功跑完,执行回调函数
const debounce = function(func, wait) { let timer; return function() { !!timer && clearTimeout(timer); timer = setTimeout(func, wait); }; };
那如果我们不仅关心结果,同时也关心过程呢?
节流(throttle)节流让指定函数在规定的时间里执行次数不会超过一次,也就是说,在连续高频执行中,动作会被定期执行。节流的主要目的是将原本操作的频率降低
实例:
我们模拟一个可无限滚动的feed流
html:
css:
#wrapper { height: 500px; overflow: auto; } .feed { height: 200px; background: #ededed; margin: 20px; }
js:
const wrapper = document.getElementById("wrapper"); const loadContent = () => { const { scrollHeight, clientHeight, scrollTop } = wrapper; const heightFromBottom = scrollHeight - scrollTop - clientHeight; if (heightFromBottom < 200) { const wrapperCopy = wrapper.cloneNode(true); const children = [].slice.call(wrapperCopy.children); children.forEach(item => { wrapper.appendChild(item); }) } } const handleScroll = throttle(loadContent, 200); wrapper.addEventListener("scroll", handleScroll);
可以看到,在这个例子中,我们需要不停地获取滚动条距离底部的高度,以判断是否需要增加新的内容。我们知道,srcoll同样也是种会高频触发的事件,我们需要减少它有效触发的次数。如果使用的是防抖,那么得等我们停止滚动之后一段时间才会加载新的内容,没有那种无限滚动的流畅感。这时候,我们就可以使用节流,将事件有效触发的频率降低的同时给用户流畅的浏览体验。在这个例子中,我们指定throttle的wait值为200ms,也就是说,如果你一直在滚动页面,loadCotent函数也只会每200ms执行一次
同样,这里有throttle最简单的实现,当然,这种实现很粗糙,有不少缺陷(比如没有考虑最后一次执行),只供初步理解使用:
const throttle = function (func, wait) { let lastTime; return function () { const curTime = Date.now(); if (!lastTime || curTime - lastTime >= wait) { lastTime = curTime; return func(); } } }requestAnimationFrame(rAF)
rAF在一定程度上和throttle(func,16)的作用相似,但它是浏览器自带的api,所以,它比throttle函数执行得更加平滑。调用window.requestAnimationFrame(),浏览器会在下次刷新的时候执行指定回调函数。通常,屏幕的刷新频率是60hz,所以,这个函数也就是大约16.7ms执行一次。如果你想让你的动画更加平滑,用rAF就再好不过了,因为它是跟着屏幕的刷新频率来的
rAF的写法与debounce和throttle不同,如果你想用它绘制动画,需要不停地在回调函数里调用自身,具体写法可以参考mdn
rAF支持ie10及以上浏览器,不过因为是浏览器自带的api,我们也就无法在node中使用它了
总结debounce将一组事件的执行转为最后一个事件的执行,如果你只关注结果,debounce再适合不过
如果你同时关注过程,可以使用throttle,它可以用来降低高频事件的执行频率
如果你的代码是在浏览器上运行,不考虑兼容ie10,并且要求页面上的变化尽可能的平滑,可以使用rAF
参考:https://css-tricks.com/debouncing-throttling-explained-examples/
附:lodash源码解析lodash的debounce功能十分强大,集debounce、throttle和rAF于一身,所以我特意研读一下,下面是我的解析(我删去了一些不重要的代码,比如debounced的cancel方法):
function debounce(func, wait, options) { /** * lastCallTime是上一次执行debounced函数的时间 * lastInvokeTime是上一次调用func的时间 */ let lastArgs, lastThis, maxWait, result, timerId, lastCallTime; let lastInvokeTime = 0; let leading = false; let maxing = false; let trailing = true; /** * 如果没设置wait且raf可用 则默认使用raf */ const useRAF = !wait && wait !== 0 && typeof root.requestAnimationFrame === "function"; if (typeof func !== "function") { throw new TypeError("Expected a function"); } wait = +wait || 0; if (isObject(options)) { leading = !!options.leading; maxing = "maxWait" in options; maxWait = maxing ? Math.max(+options.maxWait || 0, wait) : maxWait; trailing = "trailing" in options ? !!options.trailing : trailing; } /** * 执行func */ function invokeFunc(time) { const args = lastArgs; const thisArg = lastThis; lastArgs = lastThis = undefined; /** * 更新lastInvokeTime */ lastInvokeTime = time; result = func.apply(thisArg, args); return result; } /** * 调用定时器 */ function startTimer(pendingFunc, wait) { if (useRAF) { root.cancelAnimationFrame(timerId); return root.requestAnimationFrame(pendingFunc); } return setTimeout(pendingFunc, wait); } /** * 在每轮debounce开始调用 */ function leadingEdge(time) { lastInvokeTime = time; timerId = startTimer(timerExpired, wait); return leading ? invokeFunc(time) : result; } /** * 计算剩余时间 * 1是 wait 减去 距离上次调用debounced时间(lastCallTime) * 2是 maxWait 减去 距离上次调用func时间(lastInvokeTime) * 1和2取最小值 */ function remainingWait(time) { const timeSinceLastCall = time - lastCallTime; const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime; const timeWaiting = wait - timeSinceLastCall; return maxing ? Math.min(timeWaiting, maxWait - timeSinceLastInvoke) : timeWaiting; } /** * 判断是否需要执行 */ function shouldInvoke(time) { const timeSinceLastCall = time - lastCallTime; const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime; /** * 4种情况返回true,否则返回false * 1.第一次调用 * 2.距离上次调用debounced时间(lastCallTime)>=wait * 3.系统时间倒退 * 4.设置了maxWait,距离上次调用func时间(lastInvokeTime)>=maxWait */ return ( lastCallTime === undefined || timeSinceLastCall >= wait || timeSinceLastCall < 0 || (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait) ); } /** * 通过shouldInvoke函数判断是否执行 * 执行:调用trailingEdge函数 * 不执行:调用startTimer函数重新开始timer,wait值通过remainingWait函数计算 */ function timerExpired() { const time = Date.now(); if (shouldInvoke(time)) { return trailingEdge(time); } // Restart the timer. timerId = startTimer(timerExpired, remainingWait(time)); } /** * 在每轮debounce结束调用 */ function trailingEdge(time) { timerId = undefined; /** * trailing为true且lastArgs不为undefined时调用 */ if (trailing && lastArgs) { return invokeFunc(time); } lastArgs = lastThis = undefined; return result; } function debounced(...args) { const time = Date.now(); const isInvoking = shouldInvoke(time); lastArgs = args; lastThis = this; /** * 更新lastCallTime */ lastCallTime = time; if (isInvoking) { /** * 第一次调用 */ if (timerId === undefined) { return leadingEdge(lastCallTime); } /** * 【注1】 */ if (maxing) { timerId = startTimer(timerExpired, wait); return invokeFunc(lastCallTime); } } /** * 【注2】 */ if (timerId === undefined) { timerId = startTimer(timerExpired, wait); } return result; } return debounced; }
推荐是从返回的方法debounced开始,顺着执行顺序阅读,理解起来更轻松
【注1】一开始我没看明白if(maxing)里面这段代码的作用,按理说,是不会执行这段代码的,后来我去lodash的仓库里看了test文件,发现对这段代码,专门有一个case对其测试。我剥除了一些代码,并修改了测试用例以便展示,如下:
var limit = 320, withCount = 0 var withMaxWait = debounce(function () { console.log("invoke"); withCount++; }, 64, { "maxWait": 128 }); var start = +new Date; while ((new Date - start) < limit) { withMaxWait(); }
执行代码,打印了3次invoke;我又将if(maxing){}这段代码注释,再执行代码,结果只打印了1次。结合源码的英文注释Handle invocations in a tight loop,我们不难理解,原本理想的执行顺序是withMaxWait->timer->withMaxWait->timer这种交替进行,但由于setTimeout需等待主线程的代码执行完毕,所以这种短时间快速调用就会导致withMaxWait->withMaxWait->timer->timer,从第二个timer开始,由于lastArgs被置为undefined,也就不会再调用invokeFunc函数,所以只会打印一次invoke。
同时,由于每次执行invokeFunc时都会将lastArgs置为undefined,在执行trailingEdge时会对lastArgs进行判断,确保不会出现执行了if(maxing){}中的invokeFunc函数又执行了timer的invokeFunc函数
这段代码保证了设置maxWait参数后的正确性和时效性
【注2】执行过一次trailingEdge后,再执行debounced函数,可能会遇到shouldInvoke返回false的情况,需多带带处理
【注3】对于lodash的debounce来说,throttle是一种leading为true且maxWait等于wait的特殊debounce
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