Debounce 和 Throttle 的原理及实现

在处理诸如 resizescrollmousemovekeydown/keyup/keypress 等事件的时候,通常我们不希望这些事件太过频繁地触发,尤其是监听程序中涉及到大量的计算或者有非常耗费资源的操作。

有多频繁呢?以 mousemove 为例,根据 DOM Level 3 的规定,「如果鼠标连续移动,那么浏览器就 应该 触发多个连续的 mousemove 事件」,这意味着浏览器会在其内部计时器允许的情况下,根据用户移动鼠标的速度来触发 mousemove 事件。(当然了,如果移动鼠标的速度足够快,比如“刷”一下扫过去,浏览器是不会触发这个事件的)。 resizescrollkey* 等事件与此类似。

可以参看这个 Demo 体会下。

Debounce

DOM 事件里的 debounce 概念其实是从机械开关和继电器的“去弹跳”(debounce) 衍生 出来的,基本思路就是把多个信号合并为一个信号。 这篇文章 解释得非常清楚,感兴趣的可以一读。

在 JavaScript 中, debounce 函数所做的事情就是, 强制一个函数在某个连续时间段内只执行一次,哪怕它本来会被调用多次 。我们希望在用户停止某个操作一段时间之后才执行相应的监听函数,而不是在用户操作的过程当中,浏览器触发多少次事件,就执行多少次监听函数。

比如,在某个 3s 的时间段内连续地移动了鼠标,浏览器可能会触发几十(甚至几百)个 mousemove 事件,不使用 debounce 的话,监听函数就要执行这么多次;如果对监听函数使用 100ms 的“去弹跳”,那么浏览器只会 执行一次 这个监听函数,而且是在第 3.1s 的时候执行的。

现在,我们就来实现一个 debounce 函数。

实现

我们这个 debounce 函数接收两个参数,第一个是要“去弹跳”的回调函数 fn ,第二个是延迟的时间 delay

实际上,大部分的完整 debounce 实现还有第三个参数 immediate ,表明回调函数是在一个时间区间的最开始执行( immediatetrue )还是最后执行( immediatefalse ),比如 underscore 的 _.debounce 。本文不考虑这个参数,只考虑最后执行的情况,感兴趣的可以自行研究。

/**
*
* @param fn {Function} 实际要执行的函数
* @param delay {Number} 延迟时间,也就是阈值,单位是毫秒(ms)
*
* @return {Function} 返回一个“去弹跳”了的函数
*/

function debounce(fn, delay) {

// 定时器,用来 setTimeout
var timer

// 返回一个函数,这个函数会在一个时间区间结束后的 delay 毫秒时执行 fn 函数
return function () {

// 保存函数调用时的上下文和参数,传递给 fn
var context = this
var args = arguments

// 每次这个返回的函数被调用,就清除定时器,以保证不执行 fn
clearTimeout(timer)

// 当返回的函数被最后一次调用后(也就是用户停止了某个连续的操作),
// 再过 delay 毫秒就执行 fn
timer = setTimeout(function () {
fn.apply(context, args)
}, delay)
}
}

其实思路很简单, debounce 返回了一个闭包,这个闭包依然会被连续频繁地调用,但是在闭包内部,却限制了原始函数 fn 的执行,强制 fn 只在连续操作停止后只执行一次。

debounce 的使用方式如下:

$(document).on('mouvemove', debounce(function(e) {
// 代码
}, 250))

用例

还是以 mousemove 为例,为其绑定一个“去弹跳”的监听器,效果是怎样的?请看这个 Demo

再来考虑另外一个场景:根据用户的输入实时向服务器发 ajax 请求获取数据。我们知道,浏览器触发 key* 事件也是非常快的,即便是正常人的正常打字速度, key* 事件被触发的频率也是很高的。以这种频率发送请求,一是我们并没有拿到用户的完整输入发送给服务器,二是这种频繁的无用请求实在没有必要。

更合理的处理方式是,在用户“停止”输入一小段时间以后,再发送请求。那么 debounce 就派上用场了:

$('input').on('keyup', debounce(function(e) {
// 发送 ajax 请求
}, 300))

可以查看这个 Demo 看看效果。

Throttle

throttle 的概念理解起来更容易,就是 固定函数执行的速率 ,即所谓的“节流”。正常情况下, mousemove 的监听函数可能会每 20ms(假设)执行一次,如果设置 200ms 的“节流”,那么它就会 每 200ms 执行一次。比如在 1s 的时间段内,正常的监听函数可能会执行 50(1000/20) 次,“节流” 200ms 后则会执行 5(1000/200) 次。

我们先来看 Demo 。可以看到,不管鼠标移动的速度是慢是快,“节流”后的监听函数都会“匀速”地每 250ms 执行一次。

实现

debounce 类似,我们这个 throttle 也接收两个参数,一个实际要执行的函数 fn ,一个执行间隔阈值 threshhold

同样的, throttle 的更完整实现可以参看 underscore 的 _.throttle

/**
*
* @param fn {Function} 实际要执行的函数
* @param delay {Number} 执行间隔,单位是毫秒(ms)
*
* @return {Function} 返回一个“节流”函数
*/


function throttle(fn, threshhold) {

// 记录上次执行的时间
var last

// 定时器
var timer

// 默认间隔为 250ms
threshhold || (threshhold = 250)

// 返回的函数,每过 threshhold 毫秒就执行一次 fn 函数
return function () {

// 保存函数调用时的上下文和参数,传递给 fn
var context = this
var args = arguments

var now = +new Date()

// 如果距离上次执行 fn 函数的时间小于 threshhold,那么就放弃
// 执行 fn,并重新计时
if (last && now < last + threshhold) {
clearTimeout(timer)

// 保证在当前时间区间结束后,再执行一次 fn
timer = setTimeout(function () {
last = now
fn.apply(context, args)
}, threshhold)

// 在时间区间的最开始和到达指定间隔的时候执行一次 fn
} else {
last = now
fn.apply(context, args)
}
}
}

原理也不复杂,相比 debounce ,无非是多了一个时间间隔的判断,其他的逻辑基本一致。 throttle 的使用方式如下:

$(document).on('mouvemove', throttle(function(e) {
// 代码
}, 250))

用例

throttle 常用的场景是限制 resizescroll 的触发频率。以 scroll 为例,查看这个 Demo 感受下。

可视化解释

如果还是不能完全体会 debouncethrottle 的差异,可以到 这个页面 看一下两者可视化的比较。

总结

debounce 强制函数在某段时间内只执行一次, throttle 强制函数以固定的速率执行。在处理一些高频率触发的 DOM 事件的时候,它们都能极大提高用户体验。

参考

我来评几句
登录后评论

已发表评论数()

相关站点

+订阅
热门文章