剖析前端开发中的防抖和节流

更新日期: 2019-03-11阅读量: 1187标签: 前端

啥是节流?

节流是保证在一段时间内,代码只执行了一次。这个一段时间内指的是不管用户操作了几次,最终仅执行一次。比如说一个按钮,用户狂点按钮,但是如果用节流技术的话,不管用户点击了几次,最终某个时间段内只执行了一次代码。这个时间段是可以自行设置,比如说每一秒执行一次。


啥是防抖?

防抖其实和节流有些类似,毕竟它们的最终目的都是如出一辙。防抖是在一段时间结束之后,才触发一次事件。如果一段时间内未结束再次触发了事件,那么就会重新计算这段时间。同样的例子,还是用户狂点按钮。但是仅在用户停止点击按钮后的一段时间之后才会执行一次。如果用户暂停点击按钮的时间不到一段时间内又再次点击按钮,那么就会重新计算时间。这个时间同样可以自行设置。


为啥要防抖或节流呢?

为了优化高频率事件,比如说onscroll滚动 oninput搜索框联想 resize窗口大小变化 onkeydown onkeyup...等等。这些高频率事件很有可能导致页面卡顿,影响用户体验。运用防抖和节流可以有效降低代码的执行频率,从而解决高频率事件的页面卡顿问题。或许还有疑问,为啥高频事件就会导致页面卡顿呢?
这就要从页面的展示过程说起了。


页面的展示过程

展示过程大致为以下顺序:

  • JavaScript -> Style -> Layout -> Paint -> Composite

首先,JavaScript阶段会往页面中添加一些DOM或动画,然后到Style阶段确定每个DOM应该用什么样式规则。在Layout阶段布局,最终确定DOM显示的位置和大小。在Paint阶段进行DOM的绘制,它是在不同层上进行绘制。注意,样式变化是重绘,布局和位置变化是重排。重排一定导致重绘,重绘不一定导致重排。最后一个阶段Composite进行渲染层合并。(所以做一些动画效果尽量用css3的transform等属性,因为该属性是脱离文档流,不用合并渲染层的。)由此可见,如果触发了很多高频率的事件,就会导致页面不停的确定位置和大小 ,不停的重排重绘并且合并渲染层。所以导致页面卡顿也可以解释了。

接下来会用例子来一步步实现节流和防抖的原理。


节流

首先 比如页面上有个按钮,用户可以点击该按钮。该按钮上绑定了一个点击事件,用户可以疯狂点击触发该事件,肯定结果就是疯狂触发该事件。目标是让该按钮不管用户点击的多快,最终该事件每秒仅执行一次。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>throttle</title>
    <style>
    .btn{
        width: 250px;
        height: 60px;
        background-color: hotpink;
        color: #fff;
        display: block;
        text-align: center;
        line-height: 60px;
        cursor: pointer;
        border-radius: 10px;
    }
    </style>
</head>
<body>
    <btn class="btn">按钮</btn>
    <script>
        let btn = document.getElementsByClassName('btn')[0];
        function logger(){
            console.log('log');
        }
        /* 按钮绑定了一个事件 打印log */
        btn.addEventListener('click',logger);
    </script>
</body>
</html>


可以看到,用户疯狂点击了20次,那么该事件也理所当然的执行了20次,这显然不是我们想要的。


基础版:

<body>
    <btn class="btn">按钮</btn>
    <script>
        let btn = document.getElementsByClassName('btn')[0];
        function logger(){
            console.log('log');
        }
        btn.addEventListener('click',throttle(logger,1000));

        function throttle(func, wait){
            /* 上次的时间戳 默认第一次0 */
            let pre = 0;
            return function(){
                let now = Date.now();
                /* 如果当前时间与上次时间的间隔大于wait */
                if(now - pre > wait){
                    func.apply(this,arguments);
                    pre = now;
                }
            }
        }
    </script>
</body>

为了尽可能的减少篇幅,把一些无用的代码都删除了。
定义一个throttle方法,该方法传入了两个参数,一个是要执行的事件,另一个是间隔时间。该throttle方法是一个闭包的写法,并且返回了一个函数。首先定义了上次的时间戳pre,pre默认第一次为0。然后获取到当前时间,用当前时间减去上次的时间戳也就是pre,如果这个差值大于了传递的时间间隔wait,也就表明可以执行下一次的函数了。所以执行方法并且传递this和参数。并把当前时间赋给pre,以便做下一次节流的判断。 看下效果:


可以看到,虽然疯狂点击按钮,但是事件却没有疯狂触发,保持了每一秒执行一次的速度。也就达成了我们的目标。
但是还有一个问题就是,我最后点击按钮的那次也应该延迟触发最后一次的事件,但是结果并没有。需要补上最后一次没有触发事件的问题,接下来优化它。


进阶版:

<body>
    <btn class="btn">按钮</btn>
    <script>
        let btn = document.getElementsByClassName('btn')[0];
        function logger(){
            console.log('log');
        }
        btn.addEventListener('click',throttle(logger,1000,{trailing:true}));

        function throttle(func, wait, options){
            let pre = 0;
            /* 定义一个timeout定时器 */
            let timeout;
            return function(){
                let now = Date.now();
                if(now - pre > wait){
                    if(timeout){
                        clearTimeout(timeout);
                        timeout = null;
                    }
                    func.apply(this,arguments);
                    pre = now;
                }else if(!timeout && options.trailing !== false){
                    /* 如果当前时间和上次️时间的间隔小于wait 并且trailing为true */
                    timeout = setTimeout(later,wait-(now-pre));
                }
            }
            function later(){
                func.apply(this,arguments);
            }
        }
    </script>
</body>

很明显看到,进阶版多传了一个参数对象,trailing:true。该参数用来表示是否执行最后一次触发的方法。
在函数中,首先定义了一个空的定时器变量timeout,用来计算时间间隔。其次多了一个else if的条件判断,判断如果时间间隔小于wait,就表示该方法要保留起来延迟去执行。所以生成了一个定时器,延迟执行later函数,later函数就是执行该func函数。此处注意一点,这个延迟时间的问题。延迟时间不能是wait,必须是wait减去当前时间和上次时间的时间奖额。剩下的才是剩余时间延迟。还有一点要注意,在if中一定要清楚定时器,不然会影响else if的条件判断。经过测试,确实能在点击的最后一次后,延迟不到一秒触发了该事件。
剩下最后一个优化点,其实第一次点击按钮,也应该延迟触发事件。目前的版本是点击按钮的第一次就直接触发该事件。优化它:


最终版:

<body>
    <btn class="btn">按钮</btn>
    <script>
        let btn = document.getElementsByClassName('btn')[0];
        function logger(){
            console.log('log');
        }
        btn.addEventListener('click',throttle(logger,1000,{leading:false}));

        function throttle(func, wait, options){
            let pre = 0;
            let timeout;
            let now = Date.now();
            
            /* leading为false 把当前时间赋给上次时间pre */
            if(!options.leading) pre = now;

            return function(){
                if(now - pre > wait){
                    if(timeout){
                        clearTimeout(timeout);
                        timeout = null;
                    }
                    func.apply(this,arguments);
                    pre = now;
                }else if(!timeout && options.trailing !== false){
                    timeout = setTimeout(later,wait-(now-pre));
                }
            }
            function later(){
                /* 如果leading为false 校正pre时间为0 */
                pre = options.leading===false?0:Date.now();
                func.apply(this,arguments);
            }
        }
    </script>
</body>

可以看到,传递一个新的参数对象leading为false。用来表示第一次也延迟执行。那么问题来了,怎样才能第一次延迟执行呢?实现其实很简单,进阶版已经实现了else if延迟执行,现只需让第一次不走if,走else if就可实现第一次的延迟执行。总共改动仅两处,第一处:判断用户是否传递了参数leading为false。如果传递了leading为false,则把当前时间now赋给上次时间pre。为何这样做呢? 目的就是为了第一步的时候也走else if。这么看。pre=now 那么if判断条件就相当与now-now。now-now=0,当然不满足if条件,即第一次走了else if。这还不算完,在else if中要校正pre时间。如果option.leading为false,那么pre就初始为0。pre为0的就会走if。只有走了if才会清空定时器,不然的话只会执行一次便不会继续往下执行。因为if和else if的判断条件都不满足。节流到此为止,接下来是防抖。


防抖

基础版:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>debounce</title>
    <style>
            .btn{
                width: 250px;
                height: 60px;
                background-color: hotpink;
                color: #fff;
                display: block;
                text-align: center;
                line-height: 60px;
                cursor: pointer;
                border-radius: 10px;
            }
            </style>
</head>
<body>
    <btn class="btn">按钮</btn>
    <script>
        let btn = document.getElementsByClassName('btn')[0];
        function logger(){
            console.log('log');
        }
        btn.addEventListener('click',debounce(logger,1000));

        function debounce(func, wait){
            let timeout;
            return function(){
                clearTimeout(timeout);
                timeout = setTimeout(()=>{
                    func.apply(this,arguments)
                },wait);
            }
        }
    </script>
</body>
</html>

和节流类似,也是一个按钮,按钮上绑定事件。通过debounce函数,传入了func和wait。首先,debounce函数也是一个闭包写法,并返回了一个函数。该函数做了两件事。第一,清除上次的定时器。第二,执行并定时器并把wait延迟时间传进去(定时器中执行了func函数)。至此,即可以实现防抖功能。


可以看到,不管疯狂点击了多少次。仅仅执行了最后的那一次。只有当时间间隔大于1秒后,才有机会触发下一个函数。但是我们不仅仅满足于此,如果用户第一次点击的时候就想马上执行一次,接下来的点击才延迟执行呢?实现它:


最终版:

<body>
    <btn class="btn">按钮</btn>
    <script>
        let btn = document.getElementsByClassName('btn')[0];
        function logger(){
            console.log('log');
        }
        btn.addEventListener('click',debounce(logger,1000,true));

        function debounce(func, wait, firstRun){
            let timeout;
            return function(){
                clearTimeout(timeout);

                if(firstRun){
                    func.apply(this,arguments);
                    firstRun = false;
                }else{
                    timeout = setTimeout(()=>{
                        func.apply(this,arguments)
                    },wait);    
                }
            }
        }
    </script>
</body>

首先看到参数的变化,debounce多了第三个参数firstRun。参数firstRun是第一次是否延迟执行的标识。true表示第一次立即执行。反之,延迟执行。debounce函数体中多了一个条件判断if。首先判断了第三个参数是否为true,为true就立即执行func并把this绑定把参数传递进去。并且,很重要一点,执行完func后把firstRun置为false。这样之后的执行都会走else if。else if就是正常的延迟执行。看下效果吧:


可以看到。当点击按钮的第一次就马上触发了函数,之后的疯狂点击暂停后也仅仅执行了一次。效果达成~

ok,至此。我们分别实现了防抖和节流。


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