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JavaScript定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的原理分析

更新時(shí)間：2016年12月06日 08:28:45 作者：謝燦勇

JavaScript中的定時(shí)器大家基本在平時(shí)的開發(fā)中都遇見過吧，但是又有多少人去深入的理解其中的原理呢？本文我們就來分析一下定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)原理、定時(shí)器的妙用、定時(shí)器使用注意事項(xiàng)，有興趣的朋友可以看下

JavaScript中的定時(shí)器大家基本在平時(shí)的開發(fā)中都遇見過吧，但是又有多少人去深入的理解其中的原理呢？下面我們就來分析一下定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)原理。

一、儲備知識

在我們在項(xiàng)目中一般會遇見過這樣的兩種定時(shí)器，第一種是setTimeOut,第二種是setInterval，這兩種定時(shí)器有如下的區(qū)別：

1、setTimeout允許設(shè)置一個(gè)超時(shí)對象，超時(shí)后執(zhí)行這個(gè)對象，但是只執(zhí)行一次，無周期

2、setInternval允許設(shè)置一個(gè)超時(shí)對象，超時(shí)后執(zhí)行這個(gè)對象，周期等于超時(shí)對象指定的時(shí)間，周期為無限循環(huán)

舉一個(gè)簡單的例子來說明一下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>blog案例</title>
</head>
<body>
 <script type="text/javascript">
  setTimeout("alert('this is test')",2000);
  setInterval("console.log('demo');",1000);
 </script>
</body>
</html>

這個(gè)運(yùn)行后的結(jié)果是彈出了一次對話框，然后在控制臺可以看到每1秒鐘會向其中輸出demo字樣

二、定時(shí)器原理初識

那么問題來了，如下的代碼運(yùn)行的時(shí)候會出現(xiàn)什么情況呢？

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>blog案例</title>
</head>
<body>
 <script type="text/javascript">
  setTimeout("alert('定時(shí)器!')",0);
  alert("測試")
 </script>
</body>
</html>

是先執(zhí)行alert("測試")，還是先執(zhí)行alert("定時(shí)器")呢，那么我們就來運(yùn)行一下吧！

運(yùn)行后的結(jié)果是先彈出測試字樣的彈出框，然后才彈出定時(shí)器字樣的彈出框，為什么會這樣呢？不是定時(shí)器的時(shí)間為0就即可執(zhí)行嗎？

答案不是這樣的，因?yàn)镴S眾所周知是單線程的，所以很多人會認(rèn)為在上面的例子中會先阻塞等待定時(shí)器執(zhí)行完成后再執(zhí)行下面的語句，但是這個(gè)也就是單線程的一個(gè)缺陷之一吧，為了解決這個(gè)問題，引入了異步機(jī)制。異步機(jī)制主要是利用一個(gè)我們平時(shí)很少去關(guān)注的一個(gè)知識點(diǎn)——瀏覽器的多線程。究竟什么是瀏覽器的多線程呢？

三、瀏覽器的多線程

這里我們就來講解一下，眾所周知，JS是單線程的，但是對于瀏覽器來說JS的執(zhí)行只不過是在瀏覽器眾多現(xiàn)成中的一條，我們稱之為JS引擎線程。而瀏覽器的其他線程則是通過JS引擎線程在執(zhí)行到某個(gè)特定的功能之后指定給瀏覽器的對應(yīng)線程。具體的原理詳見圖示：

從這張圖我們可以知道JS引擎線程首先執(zhí)行回調(diào)函數(shù)塊，然后是執(zhí)行點(diǎn)擊事件回調(diào)，接著是執(zhí)行定時(shí)器的線程，最后在執(zhí)行其他的線程。

以下面的代碼我們來分析一下：

setTimeout("alert('定時(shí)器!')",0);
alert("測試")

首先JS線程讀取到setTimeout定時(shí)器，這個(gè)時(shí)候就會執(zhí)行瀏覽器的線程，然后跳過定時(shí)器繼續(xù)執(zhí)行，這個(gè)時(shí)候你就看到了彈出框的內(nèi)容為測試，然后因?yàn)槎〞r(shí)器的時(shí)間為0，所以一執(zhí)行定時(shí)器線程就會即可將彈出框?yàn)槎〞r(shí)器字樣的任務(wù)添加到主線程（JS引擎線程）的隊(duì)列之后，等待JS引擎的調(diào)用，這個(gè)時(shí)候我們看到的結(jié)果是先彈出測試，然后再彈出定時(shí)器

另外我們要注意在HTML5規(guī)范中規(guī)定定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間不能小于4ms，如果是小于4ms，則默認(rèn)為4ms，所以在這個(gè)例子中的0，默認(rèn)的是4ms，但是這個(gè)在不通過的瀏覽器中的表現(xiàn)是不同的，但是這個(gè)一般在項(xiàng)目中是沒有什么印象的，這個(gè)只是僅做了解即可。

好的我們將上面的代碼改寫成這樣，然后我們再來看看效果：

 <script type="text/javascript">
  console.time("test");
  setTimeout("for(var i=0;i<1000;i++)console.log('定時(shí)器!');",1000);
  console.log("測試");
  console.timeEnd("test");
 </script>

運(yùn)行后的結(jié)果如下：

這里有幾個(gè)知識點(diǎn)：

1、console.time和console.timeEnd這兩個(gè)方法是可以獲取在其中間執(zhí)行的語句所用的時(shí)間，從圖中我們可以知道test執(zhí)行的時(shí)間在1ms左右，然而定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間是在1000ms左右所以這兩個(gè)語句只能計(jì)算當(dāng)前引擎的執(zhí)行時(shí)間，換句話說就是在瀏覽器中的定時(shí)器模塊的運(yùn)行時(shí)間是這樣是沒法計(jì)算的

2、另外我們可以看到一個(gè)現(xiàn)象就是定時(shí)器在執(zhí)行的時(shí)候不是一千個(gè)定時(shí)器的字樣全都一次性的打印出來，而是幾百幾百的增加，這個(gè)是為什么呢？這里就涉及到了另外的一個(gè)問題，如果是定時(shí)器的時(shí)間到了，但是定時(shí)器中的任務(wù)沒有執(zhí)行完成這個(gè)時(shí)候會怎樣？

我們上面說過就是定時(shí)器的時(shí)間到了的情況下，就會向JS引擎線程添加任務(wù)，不論任務(wù)里面的語句是否執(zhí)行完成，都會像JS引擎線程隊(duì)列中添加，但是剩下的未執(zhí)行完成的語句怎么辦呢？

程序執(zhí)行到了定時(shí)器任務(wù)的時(shí)候，就會先把已經(jīng)在定時(shí)器模塊執(zhí)行過的語句加載一次，然后是繼續(xù)執(zhí)行定時(shí)器模塊的剩余語句。(定時(shí)器模塊向JS引擎中添加的任務(wù)相當(dāng)于就是C語言中的一個(gè)指針，指向的是定時(shí)器模塊)

所以，setTimeout我們可以定義為：

在指定時(shí)間內(nèi), 將任務(wù)放入事件隊(duì)列,等待js引擎空閑后被執(zhí)行.

四、setInterval的使用

setInterval最基礎(chǔ)的使用方法是直接當(dāng)一個(gè)循環(huán)定時(shí)器使用，這里就不舉例說明

對于setInterval(fn, 100)容易產(chǎn)生一個(gè)誤區(qū)：并不是上一次fn執(zhí)行完了之后再過100ms才開始執(zhí)行下一次fn。事實(shí)上，setInterval并不管上一次fn的執(zhí)行結(jié)果，而是每隔100ms就將fn放入主線程隊(duì)列，而兩次fn之間具體間隔多久就不一定了，跟setTimeout實(shí)際延遲時(shí)間類似，和JS執(zhí)行情況有關(guān)。具體的延遲效果與內(nèi)存等因素有關(guān)。

五、定時(shí)器的可靠性

雖說定時(shí)器在大部分的情況下都是趨于穩(wěn)定的，但是定時(shí)器在使用的時(shí)候也存在著一些誤差

如下所示：

<script type="text/javascript">
  var time1 = new Date().getTime();
  setInterval(function(){
   var time2 = new Date().getTime();
   console.log("setInterval執(zhí)行的差值時(shí)間："+(time2-time1));
  },1000);
 </script>

運(yùn)行的結(jié)果如下：

從圖中我們基本可以看出定時(shí)器存在著一些小小的誤差就比如第一次的運(yùn)行時(shí)間為1001ms比我們設(shè)定的時(shí)間多出了1ms，所以得出結(jié)論：定時(shí)器不是完全的可靠的，存在極小的誤差。這個(gè)還是在chrome瀏覽器上面測試的結(jié)果，換是在IE瀏覽器測試那又如何呢？

結(jié)果顯示，在IE瀏覽器下面的誤差更大

六、定時(shí)器的妙用

定時(shí)器在項(xiàng)目中除了可以作為定時(shí)的作用外還可以用來做耗時(shí)代碼的優(yōu)化：

我們假設(shè)有這樣的一個(gè)場景，就是在某個(gè)頁面中要渲染50萬個(gè)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候?qū)τ谝话愕捻?xiàng)目中，直接渲染是不可取的，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候會占用過多的內(nèi)存，導(dǎo)致瀏覽器出現(xiàn)了卡死的狀態(tài)，用戶誤以為是頁面卡死而直接關(guān)閉瀏覽器或者殺死進(jìn)程，即使是用戶不關(guān)閉頁面這樣給用戶的體驗(yàn)也是不好的，這個(gè)時(shí)候我們要怎樣來解決這個(gè)問題呢，我們可以利用定時(shí)器來優(yōu)化這個(gè)問題首先我們可以把50萬個(gè)節(jié)點(diǎn)分成多組，每組渲染的節(jié)點(diǎn)數(shù)不要過多，然后通過setInterval來進(jìn)行循環(huán)這個(gè)既不阻塞JS引擎線程的運(yùn)行，又不可以提高渲染的消耗時(shí)間。從而達(dá)到最終的優(yōu)化渲染。

七、定時(shí)器使用注意事項(xiàng)

如果是項(xiàng)目中有對個(gè)定時(shí)器的參與那么記得在一個(gè)定時(shí)器執(zhí)行結(jié)束的時(shí)候記得要調(diào)用clearInterval或clearTimeout這兩個(gè)方法來清除定時(shí)器，以免定時(shí)器之間互相干擾出現(xiàn)一些抓摸不定的現(xiàn)象

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，同時(shí)也希望多多支持腳本之家！

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