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一家之言:说说 JavaScript 计时器的工作原理

看下面内容之前,看一小段代码,如果读者能说出代码的用意,那就没必要往下看了,因为你都懂。

setTimeout(function(){

/* Some long block of code… */

setTimeout(arguments.callee, 10);

}, 10);

setInterval(function(){

/* Some long block of code… */

}, 10);

计时器是一个很牛X的东西,但是很多人其实只限于知道它的语法,缺乏对其原理的认识。计时器通过设定一定的时间段(毫秒)来异步的执行一段代码。因为 Javascript 是一个单线程语言,计时器提供了一种绕过这种语言限制来执行代码的能力。

今天就简单的来说下计时器的工作原理。

JavaScript 提供了三个函数来构建和操作计时器

1 var id = setTimeout(fn, delay);

2 var id = setInterval(fn, delay);

3 clearInterval(id); clearTimeout(id);

具体的语法我就不多说了,可以查手册。为了了解计时器的工作原理,有一个概念必须记在心里:时间延迟不能被保证。什么意思,就是说你这样写setTimeout(fn, 500)并不代表fn肯定在500毫秒之后马上就执行,延迟很可能会更长。因为 JavaScript 是单线程语言,所有的异步事件(包括计时器、鼠标事件或者一个 XMLHttpRequest 完成)仅仅当程序执行期间有缺口的时候才会执行,不是你规定了什么时候就什么时候执行,要知道程序员不是万能的,你写的东西最终还是要看浏览器脸色的。

下面的这张图片可以很好的说明问题,感谢 John Resig 大神。

从上往下看,左面的数字代表时间(毫秒),右面的文字代表了一系列异步事件的设置和触发,中间则是代码块。最上面的 JavaScript 代码块可能是你在浏览器载入的时候执行的片段,大概耗时18毫秒,紧接着下面的 Mouse Click Callback 代码块可能是你一个鼠标事件触发时的回调函数,大概耗时11毫秒,依次类推。

JavaScript 的单线程特性决定了每次只能执行一块,所以当第一块代码执行的时候(它一共运行了18毫秒),本身构造了两个计时器,期间可能用户还点了一下鼠标(你有过在网页一打开还没载完就在那乱点的情况吗)。按理说用户点完鼠标就应该马上执行那个回调函数,但是不行,JavaScript 执行只有一条道嘛,在那18毫秒没跑完之前,其他代码块想执行就只能排队,没空间给你超车都。那两个计时器都是10毫秒的延迟,从图中可以看到,setTimeout也在那18毫秒执行结束之前触发了,没办法也排队吧。

终于,18毫秒后,天上一道神雷把前面的车直接劈成空气了,后面两个排队的可以过去了,但是还得一个一个,不能并列,那谁先过去呢?是不是两个人在那划拳?不是的,浏览器说的算,浏览器说,鼠标单击事件先过去,setTimeout只能继续等11毫秒。注意看图,在鼠标事件回调函数执行的时候,又一个计时器事件触发了(setInterval),等着,而且必须排在setTimeout的后面。

11毫秒过去了,setTimeout 终于可以过去了,注意看,setInterval 的第二次触发了,虽然它第一次都在排队呢,如果这个时候还向往常一样排队,最后是什么情况,setTimeout执行完了,就会连续执行两个setInterval,你设置的延迟没用了都。所以浏览器还是比较智能的,它在处理setInterval的时候,如果发现已经有排队的,就直接把新来的 Kill 掉。

接着看,轮到排队的 setInterval 第一次触发开始执行了,它执行的时候,第三次触发又到了,这一次没有排队了,所以浏览器没把它 Kill 掉,给丫排队的机会,所以你会发现这两次的setInterval的执行没有间隔的,如果你做一个幻灯片,遇到这种情况就要好好想想自己的代码是不是有问题了。

最后,再也没有别的因素干扰了 setInterval 了(假如用户被 MM 叫走了),setInterval 就按照你想要的步骤执行了。

讲到这里,开头的代码可以理解了吧。

setTimeout(function(){

/* Some long block of code… */

setTimeout(arguments.callee, 10);

}, 10);

setInterval(function(){

/* Some long block of code… */

}, 10);

这两个函数看起来效果一样,其实不然,第一个代码块总会延迟10毫秒执行,虽然大多时候是大于10毫秒的。而第二个每到10毫秒就尝试执行,不管之前的触发执行了没有。

总结起来四条

• JavaScript 引擎只有一个线程,它会迫使某些异步事件排队

• setTimeout 和 setInterval 在执行异步代码的时候有很大区别

• 假如一个计时器被阻止执行,它会等待知道遇到一个代码执行空隙,通常时间比预计的要长

• Intervals 可能会一个挨着一个执行,如果回调函数的执行时间大于间隔

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