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理解JavaScript中的去抖函數

清除 渲染 註定 back 導致 lB brush stop rail

何為去抖函數?在學習JavaScript去抖函數之前我們需要先弄明白這個概念。很多人都會把去抖跟節流兩個概念弄混,但是這兩個概念其實是很好理解的。

去抖函數(Debounce Function),是一個可以限制指定函數觸發頻率的函數。我們可以理解為連續調用同一個函數多次,只得到執行該函數一次的結果;但是隔一段時間再次調用時,又可以重新獲得新的結果,具體這段時間有多長取決於我們的設置。這種函數的應用場景有哪些呢?

比如我們寫一個DOM事件監聽函數,

window.onscroll = function(){
    console.log(‘Got it!‘);
}

  

現在當我們滑動鼠標滾輪的時候,我們就可以看到事件被觸發了。但是我們可以發現在我們滾動鼠標滾輪的時候,我們的控制臺在不斷的打印消息,因為window的scroll事件被我們不斷的觸發了。

在當前場景下,可能這是一個無傷大雅的行為,但是可以預見到,當我們的事件監聽函數(Event Handler)涉及到一些復雜的操作時(比如Ajax請求、DOM渲染、大量數據計算),會對計算機性能產生多大影響;在一些比較老舊的機型或者較低版本的瀏覽器(尤其IE)中,很可能會導致死機情況的出現。所以這個時候我們就要想辦法,在指定時間段內,只執行一定次數的事件處理函數。

理解去抖函數

說了一些概念和應用場景,但是還是很拗口,到底什麽是去抖函數?

我們可以通過如下實例來理解:

假設有以下代碼:

var debounce = function(callback, delay, immediate){
    var timeout, result;
    return function(){
        var callNow;
        if(timeout)
            clearTimeout(timeout);
        callNow = !timeout && immediate;
        if(callNow) {
            result = callback.apply(this, Array.prototype.slice.call(arguments, 0));
            timeout = {};
        }
        else {
            timeout = setTimeout(()=>{
                callback.apply(this, Array.prototype.slice.call(arguments, 0));
            }, delay);
        }
    };
};
var s = debounce(()=>{
    console.log(‘yes...‘);
}, 2000);
window.onscroll = s;

  

debounce函數就是我自己實現的一個簡單的去抖函數,我們可以通過這段代碼進行實驗。

步驟如下:

  • 復制以上代碼,打開瀏覽器,打開控制臺(F12),然後粘貼代碼並回車執行。
  • 連續不斷的滾動鼠標,查看控制臺有無輸出。
  • 停止滾動鼠標,2s之內再次滾動鼠標,查看是否有輸出。
  • 連續滾動之後停止2s以上,查看是否有輸出。

通過以上步驟,我們可以發現當我們連續滾動鼠標時,控制臺沒有消息被打印出來,停止2s以內並再次滾動時,也沒有消息輸出;但是當我們停止的時間超過2s時,我們可以看到控制臺有消息輸出。

這就是去抖函數。在連續的觸發中(無論時長),只能得到觸發一次的效果。在指定時間長度內連續觸發,最多只能得到一次觸發的效果。

underscore的實現

underscore源碼如下(附代碼註釋):

// Returns a function, that, as long as it continues to be invoked, will not
// be triggered. The function will be called after it stops being called for
// N milliseconds. If `immediate` is passed, trigger the function on the
// leading edge, instead of the trailing.
//去抖函數,傳入的函數在wait時間之後(或之前)執行,並且只會被執行一次。
//如果immediate傳遞為true,那麽在函數被傳遞時就立即調用。
//實現原理:涉及到異步JavaScript,多次調用_.debounce返回的函數,會一次性執行完,但是每次調用
//該函數又會清空上一次的TimeoutID,所以實際上只執行了最後一個setTimeout的內容。
_.debounce = function (func, wait, immediate) {
	var timeout, result;

	var later = function (context, args) {
		timeout = null;
		//如果沒有傳遞args參數,那麽func不執行。
		if (args) result = func.apply(context, args);
	};

	//被返回的函數,該函數只會被調用一次。
	var debounced = restArgs(function (args) {
		//這行代碼的作用是清除上一次的TimeoutID,
		//使得如果有多次調用該函數的場景時,只執行最後一次調用的延時。
		if (timeout) clearTimeout(timeout);
		if (immediate) {
			////如果傳遞了immediate並且timeout為空,那麽就立即調用func,否則不立即調用。
			var callNow = !timeout;
			//下面這行代碼,later函數內部的func函數註定不會被執行,因為沒有給later傳遞參數。
			//它的作用是確保返回了一個timeout。
			timeout = setTimeout(later, wait);
			if (callNow) result = func.apply(this, args);
		} else {
			//如果沒有傳遞immediate,那麽就使用_.delay函數延時執行later。
			timeout = _.delay(later, wait, this, args);
		}

		return result;
	});

	//該函數用於取消當前去抖效果。
	debounced.cancel = function () {
		clearTimeout(timeout);
		timeout = null;
	};

	return debounced;
};

  

可以看到underscore使用了閉包的方法,定義了兩個私有屬性:timeout和result,以及兩個私有方法later和debounced。最終會返回debounced作為處理之後的函數。timeout用於接受並存儲setTimeout返回的TimeoutID,result用於執行用戶傳入的func函數的執行結果,later方法用於執行傳入的func函數。

實現原理

利用了JavaScript的異步執行機制,JavaScript會優先執行完所有的同步代碼,然後去事件隊列中執行所有的異步任務。

當我們不斷的觸發debounced函數時,它會不斷的clearTimeout(timeout),然後再重新設置新的timeout,所以實際上在我們的同步代碼執行完之前,每次調用debounced函數都會重置timeout。所以異步事件隊列中的異步任務會不斷刷新,直到最後一個debounced函數執行完。只有最後一個debounced函數設置的later異步任務會在同步代碼執行之後被執行。

所以當我們在之前實驗中不斷的滾動鼠標時,實際上是在不斷的調用debounced函數,不斷的清除timeout對應的異步任務,然後又設置新的timeout異步任務。當我們停止的時間不超過2s時,timeout對應的異步任務還沒有被觸發,所以再次滾動鼠標觸發debounced函數還可以清除timeout任務然後設置新的timeout任務。一旦停止的時間超過2s,最終的timeout對應的異步代碼就會被執行。

總結

  • 去抖是限制函數執行頻率的一種方法。
  • 去抖後的函數在指定時間內最多被觸發一次,連續觸發去抖後的函數只能得到一次的觸發效果。
  • underscore去抖的實現依賴於JavaScript的異步執行機制,優先執行同步代碼,然後執行事件隊列中的異步代碼。

參考

  • underscore 函數去抖的實現
  • JavaScript Debounce Function
  • Stack Overflow:What does _.debounce do?

更多underscore源碼解讀:GitHub

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