关于前端:2000字助你精通防抖与节流

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前言

防抖与节流是陈词滥调的话题了，不论是在面试还是理论开发中都常常波及。

本文将介绍防抖与节流的概念、利用场景、代码实现，其中代码实现参考了 lodash 的源码，剔除了其中参数类型与运行环境的检测，使代码更简洁易懂，不便学习了解。

概念与利用

防抖与节流都是为了防止代码被频繁执行

防抖

防抖（debounce）：在下达指令后会开始计时，如果在计时范畴内又反复下达指令，就从新计时，期待计时实现后才执行代码。

打个比方：公交车进站，行人陆续上车，假如等待时间是 20 秒，那就只有继续 20 秒无人上车时，公交车才会开走(执行代码)。

节流

节流（throttle）：在代码执行后进入冷却，冷却期间不会反复执行，冷却到了才会再次执行。

打个比方：女神每天回复舔狗一次，明天回复过后即使舔狗发再多信息，女神也只会等到第二天才回复(再次执行代码)。

利用场景

在说利用场景之前，先对立防抖和节流的概念

节流是蕴含最大时限的防抖

解释一下：假如 100 秒内继续频繁下达指令，防抖 的处理结果就是 100 秒后才会执行，但这样对用户极不敌对的。往往会在防抖代码中加一个最大时限，当达到最大时限时，即使依然在等待时间内下达指令，但代码也会执行一次。这就变成了 节流。

防抖与节流个别利用于 搜寻提醒、页面滚动等

也用来限度那些频繁触发又不确定次数的事件：mousemove、scroll、resize

目前浏览器性能过剩，为了用户良好的体验，以上这些场景根本都采纳了节流。

代码实现

在下面也说过了，防抖与节流的区别就在于是否具备 最大时限

所以在实现方面，先实现防抖函数，在后续加上最大时限来使其变为节流函数

在写代码前，要明确要实现的函数的参数、返回值

  • 函数须要传入两个参数，别离为想要限度执行频率的函数与延迟时间（单位为毫秒）
  • 函数的返回值也是一个函数，是与传入函数性能雷同，曾经防抖动的函数

因为在实现期间须要波及到三个函数，为了防止凌乱，在此对立一下称说：

  • 咱们行将要实现的函数，命名为 debounce，下文称作 内部函数
  • 曾经防抖动的函数，也就是内部函数的返回值，命名为 debounced，下文称作 防抖函数
  • 须要防抖动的函数，也就是用户调用内部函数时传入的函数，命名为 func，下文称作 外部函数

而对于外部函数，因为其函数并不会立即执行，也就不应该具备返回值

意识 requestAnimationFrame

基于 setTimeout 实现的防抖 / 节流函数网上已有很多，lodash 源码中应用的是 requestAnimationFrame，其性能与稳定性都要优于 setTimeout，所以本文也基于 requestAnimationFrame 实现

requestAnimationFrame() 须要传入一个函数作为参数，该函数会在浏览器下一次重绘之前执行

浏览器的重绘频率是每秒 60 次，约 16ms 重绘一次。

能够简略的将 requestAnimationFrame 函数视为提早为 16ms 的 setTimeout 函数

防抖函数实现

防抖函数代码实现如下，每次调用防抖函数都会从新计时，因为是基于 requestAnimationFrame，须要递归开启计时器

/**
 * @description:
 * @param {Function} func 要防抖的函数，外部函数
 * @param {number} wait 等待时间
 * @return {Function} 已防抖的函数
 */
function debounce(func, wait) {
  let lastArgs, // 保留参数
    lastThis, // 保留 this
    timerId, // 定时器 id
    lastCallTime // 最近调用防抖函数的工夫

  // 重置定时器
  function startTimer(pendingFunc) {
    // 勾销掉上一次开启的定时器
    cancelAnimationFrame(timerId)
    // 开启新的定时器并返回定时器 id
    return requestAnimationFrame(pendingFunc)
  }

  // 检测是否到了该执行的工夫
  function shouldInvoke(time) {
    const timeSinceLastCall = time - lastCallTime
    // 间隔上一次防抖函数的调用已超过等待时间
    return timeSinceLastCall >= wait
  }

  // 调用外部函数
  function invokeFunc() {
    // 获取之前保留的 this 与参数
    const args = lastArgs
    const thisArg = lastThis
    // this 与参数置空，不影响垃圾回收
    lastArgs = lastThis = undefined

    func.apply(thisArg, args)
  }

  // 传入定时器的回调函数
  // 一直获取以后工夫判断是否应该调用外部函数
  function timerExpired() {const time = Date.now()
    if (shouldInvoke(time)) {
      // 执行外部函数
      timerId = undefined
      invokeFunc()} else {
      // 递归开启定时器
      timerId = startTimer(timerExpired)
    }
  }

  // 返回的防抖函数，该函数无返回值
  function debounced(...args) {const time = Date.now()
    // 更新 this 与参数
    lastArgs = args
    lastThis = this
    // 更新防抖函数调用的工夫
    lastCallTime = time
    // 开启定时器
    timerId = startTimer(timerExpired)
  }

  return debounced
}

// 测试性能
let preTime = Date.now()
const func = () => {let nextTime = Date.now()
  console.log(nextTime - preTime)
  preTime = nextTime
}

const dfunc = debounce(func, 50)
dfunc()
dfunc()
// 通过 50ms 后，控制台打印 50

setTimeout(() => {dfunc()
  dfunc()}, 100)
// 通过 150ms 后，控制台打印 100

节流函数实现

在 lodash 中，节流函数与防抖函数专用一套代码，只是配置参数不同，本文也将复用之前的代码

节流函数比防抖函数多两个特点

  • 节流函数蕴含最大时限(maxWait)，这是防抖函数与节流函数的区别
  • 节流函数往往会立即执行外部函数一次(leading)

残缺代码如下：

/**
 * @description:
 * @param {Function} func 要防抖的函数，外部函数
 * @param {number} wait 等待时间
 * @param {number|undefined} maxWait 最大时限，有的话是节流函数，没有的话是防抖函数
 * @param {boolean} leading 规定在提早开始前是否调用外部函数，默认不调用
 * @return {Function}
 */
function debounce(func, wait, maxWait = undefined, leading = false) {
  let lastArgs, // 保留参数
    lastThis, // 保留 this
    timerId, // 定时器 id
    lastCallTime, // 最近调用防抖函数的工夫
    lastInvokeTime // 最近调用外部函数的工夫，0 初值确保
  let maxing = !!maxWait // 是否指定了最大等待时间

  // 最大时限不应该小于等待时间
  if (maxWait) {maxWait = Math.max(wait, maxWait)
  }

  // 重置定时器
  function startTimer(pendingFunc) {cancelAnimationFrame(timerId)
    return requestAnimationFrame(pendingFunc)
  }

  // 检测是否到了该执行的工夫
  function shouldInvoke(time) {
    const timeSinceLastCall = time - lastCallTime
    const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime

    // 上次外部函数工夫尚未定义 (首次执行节流函数)
    // 间隔上一次防抖函数的调用已超过等待时间 (防抖函数的性能)
    // 设置了最大时限，且间隔上次外部函数的调用已达到最大时限 (节流函数的性能)
    return (
      lastInvokeTime === undefined ||
      timeSinceLastCall >= wait ||
      (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait)
    )
  }

  // 调用外部函数
  function invokeFunc(time) {
    // 获取之前保留的 this 与参数
    const args = lastArgs
    const thisArg = lastThis
    // this 与参数置空，不影响垃圾回收
    lastArgs = lastThis = undefined
    // 更新最近外部函数的调用工夫
    lastInvokeTime = time

    func.apply(thisArg, args)
  }

  // 一直获取以后工夫判断是否应该调用外部函数
  function timerExpired() {const time = Date.now()
    if (shouldInvoke(time)) {
      timerId = undefined
      // 如果曾经立即执行外部函数
      // 且等待时间内没有再次调用节流函数的话
      // 就不须要在等待时间过后再次执行外部函数了
      if (lastArgs) invokeFunc(time)
    } else {
      // 从新开启定时器
      timerId = startTimer(timerExpired)
    }
  }

  // 返回的防抖函数，该函数无返回值
  function debounced(...args) {const time = Date.now()
    // 这里检测是否应该重置定时器
    const isInvoking = shouldInvoke(time)
    // 更新 this 与参数
    lastArgs = args
    lastThis = this
    // 更新防抖函数调用的工夫
    lastCallTime = time

    if (isInvoking) {if (timerId === undefined) {
        // 首次执行节流函数，更新外部函数调用工夫
        lastInvokeTime = time
        timerId = startTimer(timerExpired)
        // 检测 leading 属性，立刻调用外部函数
        if (leading) invokeFunc(time)
      } else if (maxing) {
        // 节流性能，执行外部函数并重置定时器
        timerId = startTimer(timerExpired)
        invokeFunc(time)
      }
    } else if (timerId === undefined) {
      // 外部函数刚执行完又调用了节流函数
      // 只开启定时器，无需更新外部函数调用工夫
      timerId = startTimer(timerExpired)
    }
  }

  return debounced
}

/**
 * @description:
 * @param {Function} func 要防抖的函数，外部函数
 * @param {number} wait 冷却工夫
 * @param {boolean} leading 规定在提早开始前是否调用外部函数，默认调用
 * @return {Function}
 */
function throttle(func, wait, leading = true) {return debounce(func, wait, wait, leading)
}

// 测试性能
let preTime = Date.now()
let arr = []
const func = () => {let nextTime = Date.now()
  arr.push(nextTime - preTime)
  preTime = nextTime
}

const tfunc = throttle(func, 100, false)
let id = setInterval(tfunc, 10)
setTimeout(() => {clearInterval(id)
  console.log(arr) // [112, 101, 104, 103, 100, 100, 100, 101, 106, 101]
}, 1000)

其余性能实现

来看一个业务场景吧
鼠标悬停在按钮上 0.5 秒后呈现按钮的性能提醒，有多个按钮，只显示最初鼠标悬停的按钮的性能提醒，很显著要用防抖来实现

然而如果用户在 0.5 秒内从按钮移出，理当不显示提醒，但防抖函数的定时器曾经设置，0.5 秒后提醒仍旧显示，很显著的 bug

所以，防抖函数身上应该有个 勾销定时器 的性能

function debounce(func, wait, maxWait = undefined, leading = false) {
  ……
  
  debounced.cancel = function () {
    // 革除定时器
    if (timerId !== undefined) {cancelAnimationFrame(timerId)
    }
    // 清空变量
    lastArgs = lastThis = timerId = lastCallTime = lastInvokeTime = undefined
  }

  return debounced
}

结语

置信通过本文的浏览，您对防抖与节流肯定有较深的了解了

本文代码实现只提取了 lodash 源码中外围的局部，且做了肯定的批改

lodash 提供的其余配置项与性能在业务中极少应用，本文便不做介绍了，有趣味的能够自行去查看

如果文中有不了解或不谨严的中央，欢送评论发问。

如果喜爱或有所帮忙，心愿能点赞关注，激励一下作者。

正文完
前端
发表至： 前端
2022-06-21
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