JS定时器机制详解

前言

JavaScript 提供定时执行代码的功能,叫做定时器(timer),主要由setTimeout()setInterval()这两个函数来完成。它们向任务队列添加定时任务。在了解定时器前,你首页也要对事件循环机制有一定的了解。可以先阅读这篇文章Js事件循环(Event Loop)机制

基本概念

什么是定时器?

定时器是一种异步任务,通常浏览器都有一个独立的定时器模块,定时器的延迟时间就由定时器模块来管理,当某个定时器到了可执行状态,就会被加入主线程队列。

定时器的运行机制是什么?

定时器的运行机制,是将指定的代码移出本轮事件循环,等到下一轮事件循环,再检查是否到了指定时间。如果到了,就执行对应的代码;如果不到,就继续等待。

定时器解决了什么问题?

由于JS的单线程特性,定时器提供了一种跳出单线程限制的方法,即让一段代码在一定毫秒之后,再异步执行。

基本用法

setTimeout()

setTimeout函数用来指定某个函数或某段代码,在多少毫秒之后执行。它返回一个整数,表示定时器的编号,以后可以用来取消这个定时器。

var timer = setTimeout(func|code, delay);

clearTimeout(timer);

setTimeout接受两个参数:

  • func|code: 是将要推迟执行的函数名或者一段代码。
  • delay: 是推迟执行的毫秒数。
  • clearTimeout(): 是取消对应的定时器的函数。

除了前两个参数,setTimeout还允许更多的参数。它们将依次传入推迟执行的函数(回调函数)。

举个栗子:

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

setInterval()

setInterval函数的用法与setTimeout完全一致,区别仅仅在于setInterval指定某个任务每隔一段时间就执行一次,也就是无限次的定时执行。

var timer = setInterval(function() {
  console.log(2);
}, 1000)

clearInterval(timer)

上面代码中,每隔1000毫秒就输出一个2,会无限运行下去,直到关闭当前窗口。clearInterval函数是用来取消对应的定时器的。其他的跟setTimeout基本一样。

深入机制

定时器不是JavaScript的一项功能,而是作为对象和方法的一部分,在浏览器中使用。也就是说,在非浏览器环境中使用JavaScript,很可能定时器不存在来。

我们都知道JavaScript是单线程的,这也决定了在异步事件(鼠标单击、定时器等)程序的处理中,在线程中没有代码的时候才会执行。即处理程序需要排队执行,且不会被其他处理程序中断。

下面通过例子来了解定时器的详细机制:

image

  • 0ms时,处启动一个10ms延迟的定时器,以及一个10ms间隔定时器。
  • 6ms时,触发鼠标点击事件。
  • 10ms时,定时器和第一个间隔定时器都过期了(由于主程序还在执行,所以定时器仍然在排队,等待空闲在执行)。
  • 由于定时器和点击事件都是异步事件,所以他们会进行事件排队,当主程序的同步事件执行完成(即在18ms之后),线程空闲时才执行。
  • 18ms时,主线程执行完毕,开始执行队列里面的事件,队列里面现在有鼠标单击事件、setTimeout定时器和setInterval定时器。
  • 20ms时,由于队列里面有setInterval定时器,所以第二个到期的间隔定时器就会作废处理。
  • 28ms时,单击事件执行完成,并且在10ms就应该执行的setTimeout定时器,现在才开始执行。
  • 30ms时,第三个setInterval定时器到期,因队列中有间隔定时器,所以第三个也作废。
  • 34ms时,setTimeout定时器执行完成,开始执行setInterval,但由于第一个间隔定时器在42ms时结束,所以40ms时,到期的第二个间隔定时器,又要进行排队等待。
  • 47ms时,由于第二个setInterval可以在第三个间隔定时器50ms到期时执行完,所以不需要排队直接执行。

根据上面的流程进行小结:

  • 事件排队:同时发生了这么多事情,由于js的单线程特性,当线程正在执行状态,有异步事件触发时,它就会排队,并且在线程空闲时才进行执行。并且依照先进先出的顺序执行(先排队的先执行)。
  • setInterval调用被废弃:在线程被占用的情况下,并且队列中已经有setInterval在排队,则下一个到期的setInterval会被废弃。
  • 定时器无法保证准时执行回调函数:在主线程还没有结束,即使定时器时间到期仍然不会执行,必须等到主程序同步代码全部执行完。
  • setTimeout和setInterval的区别:其最主要的区别是功能上的区别,setTimeout只延迟执行一次,setInterval按时间周期性的执行。

其他相关知识:

  • 定时器不能非常细粒化的控制执行的时间,建议在15ms以上。
  • 可以使用定时器来分解长时间运行的任务,

结语

即使设置了时间,如果使用不当的话,定时器还是不会保证准时执行回调函数。而通过本文,相信你以前对定时器出现过类似问题有了一定的了解。希望大家熟练理解原理,大家加油!!

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