定時器setTimeout()、setInterval()理解


JavaScript提供定時執行代碼的功能,叫做定時器(timer),主要由setTimeout()和setInterval()這兩個函數來完成

一、setTimeout

  用來指定某個函數或某段代碼,在多少毫秒之后執行。它返回一個整數,表示定時器的編號,以后可以用來取消這個定時器。

var timerId = setTimeout(func|code, delay)

  上面代碼中,setTimeout函數接受兩個參數,第一個參數func|code是將要推遲執行的函數名或者一段代碼,第二個參數delay是推遲執行的毫秒數。

  除了前兩個參數,setTimeout還允許添加更多的參數。它們將被傳入推遲執行的函數。

setTimeout(function(a,b){
  console.log(a+b);
},1000,1,1);

  上面代碼中,setTimeout共有4個參數。最后那兩個參數,將在1000毫秒之后回調函數執行時,作為回調函數的參數。

  IE 9.0以下版本,只允許setTimeout有兩個參數,不支持更多的參數。這時有三種解決方法,第一種是自定義setTimeout,使用apply方法將參數輸入回調函數;第二種是在一個匿名函數里面,讓回調函數帶參數運行,再把匿名函數輸入setTimeout;第三種使用bind方法,把多余的參數綁定在回調函數上面,生成一個新的函數輸入setTimeout。

  除了參數問題,setTimeout還有一個需要注意的地方:被setTimeout推遲執行的回調函數是在全局環境執行,這有可能不同於函數定義時的上下文環境。

var x = 1;
var o = {
    x: 2,
    y: function(){
    console.log(this.x);
  }
};
setTimeout(o.y,1000);
// 1

  上面代碼輸出的是1,而不是2,這表示回調函數的運行環境已經變成了全局環境。

  再看一個不容易發現錯誤的例子。

function User(login) {
  this.login = login;
  this.sayHi = function() {
    console.log(this.login);
  }
}
 
var user = new User('John');
 
setTimeout(user.sayHi, 1000);

  上面代碼只會顯示undefined,因為等到user.sayHi執行時,它是在全局對象中執行,所以this.login取不到值。  

  為了防止出現這個問題,一種解決方法是將user.sayHi放在函數中執行。  

setTimeout(function() {
  user.sayHi();
}, 1000);

二、setInterval

  setInterval函數的用法與setTimeout完全一致,區別僅僅在於setInterval指定某個任務每隔一段時間就執行一次,也就是無限次的定時執行。

  與setTimeout一樣,除了前兩個參數,setInterval 方法還可以接受更多的參數,它們會傳入回調函數,下面是一個例子。

function f(){
    for (var i=0;i<arguments.length;i++){
        console.log(arguments[i]);
    }
}
setInterval(f, 1000, "Hello World")

  setInterval指定的是,“開始執行”之間的間隔,因此實際上,兩次執行之間的間隔會小於setInterval指定的時間。假定setInterval指定,每100毫秒執行一次,每次執行需要5毫秒,那么第一次執行結束后95毫秒,第二次執行就會開始。如果某次執行耗時特別長,比如需要105毫秒,那么它結束后,下一次執行就會立即開始。

var i = 1;
var timer = setInterval(function() { 
  alert(i++);
}, 2000);

  上面代碼每隔2000毫秒,就跳出一個alert對話框。如果用戶一直不點擊“確定”,整個瀏覽器就處於“堵塞”狀態,后面的執行就一直無法觸發,將會累積起來。舉例來說,第一次跳出alert對話框后,用戶過了6000毫秒才點擊“確定”,那么第二次、第三次、第四次執行將累積起來,它們之間不會再有等待間隔。

   為了確保兩次執行之間有固定的間隔,可以不用setInterval,而是每次執行結束后,使用setTimeout指定下一次執行的具體時間。上面代碼用setTimeout,可以改寫如下。
var i = 1;
var timer = setTimeout(function() {
  alert(i++);
  timer = setTimeout(arguments.callee, 2000);
}, 2000);

  arguments.callee 指向參數所屬的當前執行的函數. 就是說 callee 返回正在被執行的 function 對象, 也就是所指定的 function 對象的正文. callee 屬性的初始值就是正被執行的 Function 對象.  

  上面代碼可以確保兩次執行的間隔是2000毫秒。

  根據這種思路,可以封裝一個函數,實現間隔時間確定的setInterval的效果。

function interval(func, wait){
  var interv = function(w){
    return function(){
      setTimeout(interv, w);
      func.call(null);
    }
  }(wait);
 
  setTimeout(interv, wait);
}
 
interval(function(){
  console.log(2);
},1000);

3.clearTimeout()和clearInterval() 

  setTimeout和setInterval函數,都返回一個表示計數器編號的整數值,將該整數傳入clearTimeout和clearInterval函數,就可以取消對應的定時器。

var id1 = setTimeout(f,1000);
var id2 = setInterval(f,1000);
 
clearTimeout(id1);
clearInterval(id2);

  現實中,最好不要設置太多的setTimeout和setInterval,它們耗費CPU。比較理想的做法是,將要推遲執行的代碼都放在一個函數里,然后只對這個函數使用setTimeout或setInterval。

4.運行機制

  setTimeout和setInterval的運行機制是,將指定的代碼移出本次執行,等到下一輪Event Loop時,再檢查是否到了指定時間。如果到了,就執行對應的代碼;如果不到,就等到再下一輪Event Loop時重新判斷。這意味着,setTimeout指定的代碼,必須等到本次執行的所有代碼都執行完,才會執行。

  每一輪Event Loop時,都會將“任務隊列”中需要執行的任務,一次執行完。setTimeout和setInterval都是把任務添加到“任務隊列”的尾部。因此,它們實際上要等到當前腳本的所有同步任務執行完,然后再等到本次Event Loop的“任務隊列”的所有任務執行完,才會開始執行。由於前面的任務到底需要多少時間執行完,是不確定的,所以沒有辦法保證,setTimeout和setInterval指定的任務,一定會按照預定時間執行。

setTimeout(someTask,100);
veryLongTask();

  上面代碼的setTimeout,指定100毫秒以后運行一個任務。但是,如果后面立即運行的任務(當前腳本的同步任務))非常耗時,過了100毫秒還無法結束,那么被推遲運行的someTask就只有等着,等到前面的veryLongTask運行結束,才輪到它執行。

  這一點對於setInterval影響尤其大。

setInterval(function(){
  console.log(2);
},1000);
 
(function (){ 
  sleeping(3000);
})();

  上面的第一行語句要求每隔1000毫秒,就輸出一個2。但是,第二行語句需要3000毫秒才能完成,請問會發生什么結果?

  結果就是等到第二行語句運行完成以后,立刻連續輸出三個2,然后開始每隔1000毫秒,輸出一個2。也就是說,setIntervel具有累積效應,如果某個操作特別耗時,超過了setInterval的時間間隔,排在后面的操作會被累積起來,然后在很短的時間內連續觸發,這可能或造成性能問題(比如集中發出Ajax請求)。

  調用init函數后,這段代碼的運行順序是怎樣的?

function init(){
  { 耗時5ms的某個操作 } 
  觸發mouseClickEvent事件
  { 耗時5ms的某個操作 }
  setInterval(timerTask,10);
  { 耗時5ms的某個操作 }
}
 
function handleMouseClick(){
   耗時8ms的某個操作 
}
 
function timerTask(){
   耗時2ms的某個操作 
}
  • 0-15ms:運行init函數。

  • 15-23ms:運行handleMouseClick函數。請注意,這個函數是在5ms時觸發的,應該在那個時候就立即運行,但是由於單線程的關系,必須等到init函數完成之后再運行。

  • 23-25ms:運行timerTask函數。這個函數是在10ms時觸發的,規定每10ms運行一次,即在20ms、30ms、40ms等時候運行。由於20ms時,JavaScript線程還有任務在運行,因此必須延遲到前面任務完成時再運行。

  • 30-32ms:運行timerTask函數。

  • 40-42ms:運行timerTask函數。

5.settimeout(f,0)

  setTimeout的作用是將代碼推遲到指定時間執行,如果指定時間為0,即setTimeout(f,0),那么會立刻執行嗎?

  答案是不會。因為上一段說過,必須要等到當前腳本的同步任務和“任務隊列”中已有的事件,全部處理完以后,才會執行setTimeout指定的任務。也就是說,setTimeout的真正作用是,在“任務隊列”的現有事件的后面再添加一個事件,規定在指定時間執行某段代碼。setTimeout添加的事件,會在下一次Event Loop執行。

  setTimeout(f,0)將第二個參數設為0,作用是讓f在現有的任務(腳本的同步任務和“任務隊列”中已有的事件)一結束就立刻執行。也就是說,setTimeout(f,0)的作用是,盡可能早地執行指定的任務。

  setTimeout(f,0)指定的任務,最早也要到下一次Event Loop才會執行。請看下面的例子

setTimeout(function() { 
  console.log("Timeout");
}, 0);
 
function a(x) { 
    console.log("a() 開始運行");
    b(x);
    console.log("a() 結束運行");
}
 
function b(y) { 
    console.log("b() 開始運行");
    console.log("傳入的值為" + y);
    console.log("b() 結束運行");
}
 
console.log("當前任務開始");
a(42);
console.log("當前任務結束");
 
// 當前任務開始
// a() 開始運行
// b() 開始運行
// 傳入的值為42
// b() 結束運行
// a() 結束運行
// 當前任務結束
// Timeout

  0毫秒實際上達不到的。根據HTML5標准,setTimeOut推遲執行的時間,最少是4毫秒。如果小於這個值,會被自動增加到4。另一方面,瀏覽器內部使用32位帶符號的整數,來儲存推遲執行的時間。這意味着setTimeout最多只能推遲執行2147483647毫秒(24.8天),超過這個時間會發生溢出,導致回調函數將在當前任務隊列結束后立即執行,即等同於setTimeout(f,0)的效果

6.settimeout(f,0)用途

  setTimeout(f,0)有幾個非常重要的用途。它的一大應用是,可以調整事件的發生順序。比如,網頁開發中,某個事件先發生在子元素,然后冒泡到父元素,即子元素的事件回調函數,會早於父元素的事件回調函數觸發。如果,我們先讓父元素的事件回調函數先發生,就要用到setTimeout(f, 0)。

var input = document.getElementsByTagName('input[type=button]')[0];
 
input.onclick = function A() {
  setTimeout(function B() {
    input.value +=' input'; 
  }, 0)
};
 
document.body.onclick = function C() {
  input.value += ' body'
};

  上面代碼在點擊按鈕后,先觸發回調函數A,然后觸發函數C。在函數A中,setTimeout將函數B推遲到下一輪Loop執行,這樣就起到了,先觸發父元素的回調函數C的目的了。

  用戶自定義的回調函數,通常在瀏覽器的默認動作之前觸發。比如,用戶在輸入框輸入文本,keypress事件會在瀏覽器接收文本之前觸發。因此,下面的回調函數是達不到目的的。

document.getElementById('input-box').onkeypress = function(event) {
  this.value = this.value.toUpperCase();
}

  上面代碼想在用戶輸入文本后,立即將字符轉為大寫。但是實際上,它只能將上一個字符轉為大寫,因為瀏覽器此時還沒接收到文本,所以this.value取不到最新輸入的那個字符。只有用setTimeout改寫,上面的代碼才能發揮作用。

document.getElementById('my-ok').onkeypress = function() {
  var self = this;
  setTimeout(function() {
    self.value = self.value.toUpperCase();
  }, 0);
}

  上面代碼將代碼放入setTimeout之中,就能使得它在瀏覽器接收到文本之后觸發。

  由於setTimeout(f,0)實際上意味着,將任務放到瀏覽器最早可得的空閑時段執行,所以那些計算量大、耗時長的任務,常常會被放到幾個小部分,分別放到setTimeout(f,0)里面執行。

var div = document.getElementsByTagName('div')[0];
 
// 寫法一
for(var i=0xA00000;i<0xFFFFFF;i++) {
  div.style.backgroundColor = '#'+i.toString(16);
}
 
// 寫法二
var timer;
var i=0x100000;
 
function func() {
  timer = setTimeout(func, 0);
  div.style.backgroundColor = '#'+i.toString(16);
  if (i++ == 0xFFFFFF) clearInterval(timer);
}
 
timer = setTimeout(func, 0);

  上面代碼有兩種寫法,都是改變一個網頁元素的背景色。寫法一會造成瀏覽器“堵塞”,而寫法二就能就不會,這就是setTimeout(f,0)的好處。


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