编程 Javascript

详解JavaScript节流函数中的Throttle

Posted in Javascript onJuly 16, 2016

首先我们来了解下什么是Throttle　

1. 定义

如果将水龙头拧紧直到水是以水滴的形式流出，那你会发现每隔一段时间，就会有一滴水流出。

也就是会说预先设定一个执行周期，当调用动作的时刻大于等于执行周期则执行该动作，然后进入下一个新周期。

接口定义：

* 频率控制 返回函数连续调用时，action 执行频率限定为 次 / delay
* @param delay {number} 延迟时间，单位毫秒
* @param action {function} 请求关联函数，实际应用需要调用的函数
* @return {function} 返回客户调用函数
*/
throttle(delay,action)

2. 简单实现

var throttle = function(delay, action){
 var last = 0return function(){
 var curr = +new Date()
 if (curr - last > delay){
  action.apply(this, arguments)
  last = curr 
 }
 }
}

下面我仔细解释一下这个节流函数。

在浏览器 DOM 事件里面，有一些事件会随着用户的操作不间断触发。比如：重新调整浏览器窗口大小（resize），浏览器页面滚动（scroll），鼠标移动（mousemove）。也就是说用户在触发这些浏览器操作的时候，如果脚本里面绑定了对应的事件处理方法，这个方法就不停的触发。

这并不是我们想要的，因为有的时候如果事件处理方法比较庞大，DOM 操作比如复杂，还不断的触发此类事件就会造成性能上的损失，导致用户体验下降（UI 反映慢、浏览器卡死等）。所以通常来讲我们会给相应事件添加延迟执行的逻辑。

通常来说我们用下面的代码来实现这个功能：

var COUNT = 0;
function testFn() { console.log(COUNT++); }
// 浏览器resize的时候
// 1. 清除之前的计时器
// 2. 添加一个计时器让真正的函数testFn延后100毫秒触发
window.onresize = function () {
 var timer = null;
 clearTimeout(timer);
 
 timer = setTimeout(function() {
  testFn();
 }, 100);
};

细心的同学会发现上面的代码其实是错误的，这是新手会犯的一个问题：setTimeout 函数返回值应该保存在一个相对全局变量里面，否则每次 resize 的时候都会产生一个新的计时器，这样就达不到我们发的效果了

于是我们修改了代码：

var timer = null;
window.onresize = function () {
 clearTimeout(timer);
 timer = setTimeout(function() {
  testFn();
 }, 100);
};

这时候代码就正常了，但是又多了一个新问题 —— 产生了一个全局变量 timer。这是我们不想见到的，如果这个页面还有别的功能也叫 timer 不同的代码之前就是产生冲突。为了解决这个问题我们要用 JavaScript 的一个语言特性：闭包 closures 。相关知识读者可以去 MDN 中了解，改造后的代码如下：

/**
 * 函数节流方法
 * @param Function fn 延时调用函数
 * @param Number delay 延迟多长时间
 * @return Function 延迟执行的方法
 */
var throttle = function (fn, delay) {
 var timer = null;
 
 return function () {
  clearTimeout(timer);
  timer = setTimeout(function() {
   fn();
  }, delay);
 }
};
window.onresize = throttle(testFn, 200, 1000);

我们用一个闭包函数（throttle节流）把 timer 放在内部并且返回延时处理函数，这样以来 timer 变量对外是不可见的，但是内部延时函数触发时还可以访问到 timer 变量。

当然这种写法对于新手来说不好理解，我们可以变换一种写法来理解一下：

var throttle = function (fn, delay) {
 var timer = null;
 
 return function () {
  clearTimeout(timer);
  timer = setTimeout(function() {
   fn();
  }, delay);
 }
};
 
var f = throttle(testFn, 200);
window.onresize = function () {
 f();
};

这里主要了解一点：throttle 被调用后返回的 function 才是真正的 onresize 触发时需要调用的函数

现在看起来这个方法已经接近完美了，然而实际使用中并非如此。举个例子：

如果用户不断的 resize 浏览器窗口大小，这时延迟处理函数一次都不会执行

于是我们又要添加一个功能：当用户触发 resize 的时候应该在某段时间内至少触发一次，既然是在某段时间内，那么这个判断条件就可以取当前的时间毫秒数，每次函数调用把当前的时间和上一次调用时间相减，然后判断差值如果大于某段时间就直接触发，否则还是走 timeout 的延迟逻辑。

下面的代码里面需要指出的是：

previous 变量的作用和 timer 类似，都是记录上一次的标识，必须是相对的全局变量
如果逻辑流程走的是“至少触发一次”的逻辑，那么函数调用完成需要把 previous 重置成当前时间，简单来说就是：相对于下一次的上一次其实就是当前

/**
 * 函数节流方法
 * @param Function fn 延时调用函数
 * @param Number delay 延迟多长时间
 * @param Number atleast 至少多长时间触发一次
 * @return Function 延迟执行的方法
 */
var throttle = function (fn, delay, atleast) {
 var timer = null;
 var previous = null;
 
 return function () {
  var now = +new Date();
 
  if ( !previous ) previous = now;
 
  if ( now - previous > atleast ) {
   fn();
   // 重置上一次开始时间为本次结束时间
   previous = now;
  } else {
   clearTimeout(timer);
   timer = setTimeout(function() {
    fn();
   }, delay);
  }
 }
};

实践：

我们模拟一个窗口 scroll 时节流的场景，也就是说当用户滚动页面向下的时候我们需要节流执行一些方法，比如：计算 DOM 位置等需要连续操作 DOM 元素的动作

完整代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>throttle</title>
</head>
<body>
 <div style="height:5000px">
  <div id="demo" style="position:fixed;"></div>
 </div>
 <script>
 var COUNT = 0, demo = document.getElementById('demo');
 function testFn() {demo.innerHTML += 'testFN 被调用了 ' + ++COUNT + '次<br>';}
 
 var throttle = function (fn, delay, atleast) {
  var timer = null;
  var previous = null;
 
  return function () {
   var now = +new Date();
 
   if ( !previous ) previous = now;
   if ( atleast && now - previous > atleast ) {
    fn();
    // 重置上一次开始时间为本次结束时间
    previous = now;
    clearTimeout(timer);
   } else {
    clearTimeout(timer);
    timer = setTimeout(function() {
     fn();
     previous = null;
    }, delay);
   }
  }
 };
 window.onscroll = throttle(testFn, 200);
 // window.onscroll = throttle(testFn, 500, 1000);
 </script>
</body>
</html>

我们用两个 case 来测试效果，分别是添加至少触发 atleast 参数和不添加：

// case 1
window.onscroll = throttle(testFn, 200);
// case 2
window.onscroll = throttle(testFn, 200, 500);

case 1 的表现为：在页面滚动的过程（不能停止）中 testFN 不会被调用，直到停止的时候会调用一次，也就是说执行的是 throttle 里面最后一个 setTimeout ，效果如图：

详解JavaScript节流函数中的Throttle

case 2 的表现为：在页面滚动的过程（不能停止）中 testFN 第一次会延迟 500ms 执行（来自至少延迟逻辑），后来至少每隔 500ms 执行一次，效果如图

详解JavaScript节流函数中的Throttle

如上展示，我们要实现的效果已经介绍完毕并奉上了示例，望对有需要的朋友有所帮助。后续的一些辅助性优化读者可以自己琢磨，如：函数 this 指向，返回值保存等。总之仔仔细细理解一下这个过程感觉真好！

详解JavaScript节流函数中的Throttle

- Author -

daisy

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