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關於JavaScript中定時器的原理解析

黄舟

發布： 2017-11-18 13:53:48

原創

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在我們工作中很多人說到javascript中的計時器都會想到setTimeout() 和setInterval() 這兩個函數，但是卻不知道JavaScript中計時器的原理是什麼，那麼本文將從事件循環（Event Loop）的角度來分析定時器函數的工作原理和差異！

setTimeout()

MDN對setTimeout 的定義為：

在指定的延遲時間之後呼叫一個函數或執行一個程式碼片段。

語法

setTimeout 的語法非常簡單，第一個參數為回呼函數，第二個參數為延時的時間。函數傳回一個數值類型的ID唯一標示符，此ID可以用作clearTimeout 的參數來取消計時器：

var timeoutID = window.setTimeout(code, delay);

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IE0+ 也支援回呼參數的傳入：

var timeoutID = window.setTimeout(func, delay, [param1, param2, ...]);

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setInterval()

MDN 對setInterval 的定義為：

週期性地呼叫一個函數(function)或執行一段程式碼。

由於 setInterval 和 setTimeout 的用法一樣，所以這裡不再列出。

對第二個參數（delay）的說明

由於javascript 的事件循環機制，導致第二個參數並不代表延遲delay毫秒之後立即執行回調函數，而是嘗試將回呼函數加入到事件隊列。實際上，setTimeout 和 setInterval 在這一點上處理又有區別：

setTimeout：延時delay毫秒之後，啥也不管，直接將回呼函數加入事件佇列。
setInterval: 延時delay毫秒之後，先看看事件佇列中是否存在還沒執行的回呼函數（setInterval的回呼函數），如果存在，就不要再往事件佇列裡加入回調函數了。

所以，當我們的程式碼中存在耗時的任務時，計時器並不會表現的如我們所想的那樣。

透過一個例子來理解

##下面的程式碼，本來希望能夠在 100ms 和 200ms 的時候（也就是剛好等待 100ms）呼叫回呼函數：

var timerStart1 = now();
setTimeout(function () {
 console.log(&#39;第一个setTimeout回调执行等待时间：&#39;, now() - timerStart1);
 var timerStart2 = now();
 setTimeout(function () {
  console.log(&#39;第二个setTimeout回调执行等待时间：&#39;, now() - timerStart2);
 }, 100);
}, 100);
// 输出：
// 第一个setTimeout回调执行等待时间： 106
// 第二个setTimeout回调执行等待时间： 107

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這樣的結果看上去正是我們所想的那樣，但是一旦我們在程式碼中加入了耗時的任務時候，結果就不像我們所期望的那樣了：

var timerStart1 = now();
setTimeout(function () {
 console.log(&#39;第一个setTimeout回调执行等待时间：&#39;, now() - timerStart1);

 var timerStart2 = now();
 setTimeout(function () {
  console.log(&#39;第二个setTimeout回调执行等待时间：&#39;, now() - timerStart2);
 }, 100);

 heavyTask(); // 耗时任务
}, 100);

var loopStart = now();
heavyTask(); // 耗时任务
console.log(&#39;heavyTask耗费时间：&#39;, now() - loopStart);

function heavyTask() {
 var s = now();
 while(now() - s < 1000) {
 }
}

function now () {
 return new Date();
}
// 输出：
// heavyTask耗费时间： 1015
// 第一个setTimeout回调执行等待时间： 1018
// 第二个setTimeout回调执行等待时间： 1000

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兩個 setTimeout 的等待事件由於耗時任務的存在不再是 100ms 了！讓我們來描述一下事情的經過：

首先，第一個耗時任務（heavyTask()）開始執行，它需要大約 1000ms 才能執行完畢。
從耗時任務開始執行，過了 100ms，第一個 setTimeout 的回呼函數期望執行，於是加入事件佇列，但此時前面的耗時任務還沒執行完，所以它只能在佇列中等待，直到耗時任務執行完畢它才開始執行，所以結果中我們開的看到的是：第一個setTimeout回調執行等待時間： 1018。
第一個 setTimeout 回呼一執行，又開啟了第二個 setTimeout，這個計時器也是期望延遲 100ms 之後能夠執行它的回呼函數。但是，在第一個 setTimeout 又存在一個耗時任務，所有它的劇情跟第一個計時器一樣，也等待了 1000ms 才開始執行。

可以用下面的圖來概括：

#再來看setInterval 的一個例子：

var intervalStart = now();
setInterval(function () {
 console.log(&#39;interval距定义定时器的时间：&#39;, now() - loopStart);
}, 100);
var loopStart = now();
heavyTask();
console.log(&#39;heavyTask耗费时间：&#39;, now() - loopStart);
function heavyTask() {
 var s = now();
 while(now() - s < 1000) {
 }
}
function now () {
 return new Date();
}
// 输出：
// heavyTask耗费时间： 1013
// interval距定义定时器的时间： 1016
// interval距定义定时器的时间： 1123
// interval距定义定时器的时间： 1224

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上面這段程式碼，我們期望每隔100ms 就打出一條日誌。相對於 setTimeout 的區別， setInterval 在準備把回呼函數加入到事件佇列的時候，會判斷佇列中是否還有未執行的回調，如果有的話，它就不會再在佇列中加入回調函數。不然，會出現多個回調同時執行的情況。

可以用下面的圖來概括：