6.2 定時器 · JavaScript 標準參考教程

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。 [TOC] ## setTimeout() setTimeout函數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。 ~~~ console.log(1); setTimeout('console.log(2)',1000); console.log(3); ~~~ 上面代碼的輸出結果就是1，3，2，因為setTimeout指定第二行語句推遲1000毫秒再執行。需要注意的是，推遲執行的代碼必須以字符串的形式，放入setTimeout，因為引擎內部使用eval函數，將字符串轉為代碼。如果推遲執行的是函數，則可以直接將函數名，放入setTimeout。一方面eval函數有安全顧慮，另一方面為了便于JavaScript引擎優化代碼，setTimeout方法一般總是采用函數名的形式，就像下面這樣。 ~~~ function f(){ console.log(2); } setTimeout(f,1000); // 或者 setTimeout(function (){console.log(2)},1000); ~~~ 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（回調函數）。 ~~~ 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及以下版本，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。 ~~~ setTimeout(function() { myFunc("one", "two", "three"); }, 1000); ~~~ 上面代碼中，myFunc是真正要推遲執行的函數，有三個參數。如果直接放入setTimeout，低版本的IE不能帶參數，所以可以放在一個匿名函數。第二種解決方法是使用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。 ~~~ setTimeout(function(arg1){}.bind(undefined, 10), 1000); ~~~ 上面代碼中，bind方法第一個參數是undefined，表示將原函數的this綁定全局作用域，第二個參數是要傳入原函數的參數。它運行后會返回一個新函數，該函數不帶參數。第三種解決方法是自定義setTimeout，使用apply方法將參數輸入回調函數。 ~~~  ~~~ 除了參數問題，setTimeout還有一個需要注意的地方：如果被setTimeout推遲執行的回調函數是某個對象的方法，那么該方法中的this關鍵字將指向全局環境，而不是定義時所在的那個對象。 ~~~ 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o.y的this所指向的已經不是o，而是全局環境了。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); ~~~ 上面代碼中，sayHi是在user作用域內執行，而不是在全局作用域內執行，所以能夠顯示正確的值。另一種解決方法是，使用bind方法，將綁定sayHi綁定在user上面。 ~~~ setTimeout(user.sayHi.bind(user), 1000); ~~~ HTML 5標準規定，setTimeout的最短時間間隔是4毫秒。為了節電，對于那些不處于當前窗口的頁面，瀏覽器會將時間間隔擴大到1000毫秒。另外，如果筆記本電腦處于電池供電狀態，Chrome和IE 9以上的版本，會將時間間隔切換到系統定時器，大約是15.6毫秒。 ## setInterval() setInterval函數的用法與setTimeout完全一致，區別僅僅在于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。 ~~~ <input type="button" onclick="clearInterval(timer)" value="stop"> <script> var i = 1 var timer = setInterval(function() { console.log(2); }, 1000); </script> ~~~ 上面代碼表示每隔1000毫秒就輸出一個2，直到用戶點擊了停止按鈕。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"); // Hello World // Hello World // Hello World // ... ~~~ 如果網頁不在瀏覽器的當前窗口（或tab），許多瀏覽器限制setInteral指定的反復運行的任務最多每秒執行一次。 setInterval指定的是“開始執行”之間的間隔，并不考慮每次任務執行本身所消耗的事件。因此實際上，兩次執行之間的間隔會小于指定的時間。比如，setInterval指定每100ms執行一次，每次執行需要5ms，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”，整個瀏覽器就處于“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); ~~~ 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，可以自己部署一個函數，實現間隔時間確定的setInterval的效果。 ~~~ function interval(func, wait){ var interv = function(){ func.call(null); setTimeout(interv, wait); }; setTimeout(interv, wait); } interval(function(){ console.log(2); },1000); ~~~ 上面代碼部署了一個interval函數，用循環調用setTimeout模擬了setInterval。 HTML 5標準規定，setInterval的最短間隔時間是10毫秒，也就是說，小于10毫秒的時間間隔會被調整到10毫秒。 ## clearTimeout()，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); ~~~ setTimeout和setInterval返回的整數值是連續的，也就是說，第二個setTimeout方法返回的整數值，將比第一個的整數值大1。利用這一點，可以寫一個函數，取消當前所有的setTimeout。 ~~~ (function() { var gid = setInterval(clearAllTimeouts, 0); function clearAllTimeouts() { var id = setTimeout(function() {}, 0); while (id > 0) { if (id !== gid) { clearTimeout(id); } id--; } } })(); ~~~ 運行上面代碼后，實際上再設置任何setTimeout都無效了。下面是一個clearTimeout實際應用的例子。有些網站會實時將用戶在文本框的輸入，通過Ajax方法傳回服務器，jQuery的寫法如下。 ~~~ $('textarea').on('keydown', ajaxAction); ~~~ 這樣寫有一個很大的缺點，就是如果用戶連續擊鍵，就會連續觸發keydown事件，造成大量的Ajax通信。這是不必要的，而且很可能會發生性能問題。正確的做法應該是，設置一個門檻值，表示兩次Ajax通信的最小間隔時間。如果在設定的時間內，發生新的keydown事件，則不觸發Ajax通信，并且重新開始計時。如果過了指定時間，沒有發生新的keydown事件，將進行Ajax通信將數據發送出去。這種做法叫做debounce（防抖動）方法，用來返回一個新函數。只有當兩次觸發之間的時間間隔大于事先設定的值，這個新函數才會運行實際的任務。假定兩次Ajax通信的間隔不小于2500毫秒，上面的代碼可以改寫成下面這樣。 ~~~ $('textarea').on('keydown', debounce(ajaxAction, 2500)) ~~~ 利用setTimeout和clearTimeout，可以實現debounce方法。 ~~~ function debounce(fn, delay){ var timer = null; // 聲明計時器 return function(){ var context = this, args = arguments; clearTimeout(timer); timer = setTimeout(function(){ fn.apply(context, args); }, delay); }; } ~~~ 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。 ## 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。這意味著，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。由于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就只有等著，等到前面的veryLongTask運行結束，才輪到它執行。這一點對于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）。為了進一步理解JavaScript的單線程模型，請看下面這段偽代碼。 ~~~ 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 } ~~~ 請問調用init函數后，這段代碼的運行順序是怎樣的？ * 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，但是由于單線程的關系，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。由于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。 ## setTimeout(f,0) ### 含義 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(function (){ console.log("你好！"); }, 0); ~~~ 上面代碼的含義是，盡可能早地顯示“你好！”。 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 ~~~ 上面代碼說明，setTimeout(f,0)必須要等到當前腳本的所有同步任務結束后才會執行。 0毫秒實際上達不到的。根據[HTML 5標準](http://www.whatwg.org/specs/web-apps/current-work/multipage/timers.html#timers)，setTimeOut推遲執行的時間，最少是4毫秒。如果小于這個值，會被自動增加到4。這是為了防止多個`setTimeout(f,0)`語句連續執行，造成性能問題。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。這意味著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，即等同于setTimeout(f,0)的效果。 ### 應用 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，會早于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。由于setTimeout(f,0)實際上意味著，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。另一個使用這種技巧的例子是，代碼高亮的處理。如果代碼塊很大，就會分成一個個小塊，寫成諸如`setTimeout(highlightNext, 50)`的樣子，進行分塊處理。 ## 參考鏈接 * Ilya Kantor,?[Understanding timers: setTimeout and setInterval](http://javascript.info/tutorial/settimeout-setinterval) * Ilya Kantor,?[Events and timing in-depth](http://javascript.info/tutorial/events-and-timing-depth) * MDN,?[WindowTimers.setTimeout()](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WindowTimers.setTimeout) * Artem Tyurin,?[Being evil with setTimeout](http://agentcooper.ghost.io/being-evil-with-settimeout/)