防抖与节流,不要再分不清啦!

本篇文章主要介绍防抖和节流的原理,以及它们的区别。

防抖与节流的问题总是会在面试中出现(然而我并没有遇到),如果你在面试前有背书,那肯定能过这题的,但如果现实开发中用的不多的话,估计就很快忘记了怎么写来着(我就是这样)。究其原因就是没彻底弄清楚这两个的原理与区别,所以准备这次来好好梳理一下。

我们知道前端开发中会遇到频繁触发的事件,比如keyup、keydown事件,mousedown、mousemove事件,还有window 的 resize、scroll等。如果任由用户频繁触发此类事件,将带来极大的性能消耗,或可能导致页面卡顿。作为有前途的前端人,我们有必要掌握优化技巧,一般解决这类问题的方法也就是防抖节流了。

那么问题也就来了,我们可以去网上搜到相关插件,也能搜到很多优秀的实现源码,那到底什么场景用防抖,什么场景用节流呢?我们慢慢来看。

防抖(debounce)

先看防抖,用一句话概括防抖就是:触发高频事件后n秒内函数只会执行一次,如果n秒内高频事件再次被触发,则重新计算时间

说的通俗点就是:你尽管频繁触发事件,但我一定是在触发事件的n秒后才执行,如果在前一个事件触发的n秒内又重新触发了这个事件,那就以新的事件的时间为准,n 秒后才执行。核心点就是,要等你在触发事件后的n秒内不再重新触发事件,我才执行

我先放一段基本的防抖函数源码:

// fn 函数传入用户方法
// delay 延迟执行的时间,默认 500ms
function debounce(fn, delay = 500) {
  let timer = null
  return function() {
    if (timer) {
      clearTimeout(timer)
    }
    timer = setTimeout(() => {
      fn.apply(this, arguments)
      timer = null
    }, delay)
  }
}

社区有很多文章写了关于防抖函数的实现,每个人的实现方式可能都有细微区别,但其核心部分也就是上面这段了,对我而言够用,后面会详细说这段代码。现在我们举例一个常见场景来应用一下这段代码,我们来监听一下 input元素的 keyup事件,每次释放键盘时打印输入值,我们先不加入防抖

<body>
  <input id="input" type="text" />

  <script>
    let input = document.getElementById('input')

    input.addEventListener('keyup', function() {
      console.log(input.value)
    })
  </script>
</body>

运行上面代码,可以看到每次释放键盘时控制台都在打印,频率很高,但因为要执行的操作只是简单的打印,所以感受不到性能的消耗。而现实开发里时常要执行的操作是ajax请求,假设 1 秒触发了 60 次,每个请求回调就必须在 1000 / 60 = 16.67ms 内完成,否则可能就会出现卡顿。所以优化这段操作很有必要,我们来应用前面的防抖函数:

  <body>
    <input id="input" type="text" />

    <script>
      let input = document.getElementById('input')

      input.addEventListener(
        'keyup',
        debounce(function() { // 此处通过 debounce 返回用户操作函数
          console.log(input.value)
        }, 1000)
      )
    </script>
  </body>

加入防抖的效果大家是可以预见的,它抑制住了高频操作,此时用户持续输入,并在 1s 内重新输入时是不会触发打印操作的,核心就在这个 1s 内,如果用户停止输入并超过 1s ,则会执行打印。我们可以结合上面的debounce函数源码来分析一下流程:

  1. 当输入第一个字符,并第一次触发keyup时,timer为null,所以开始新的定时任务,1秒后执行打印操作,并晴空timer
  2. 在 1 秒内,用户又输入了第二个字符,再次触发事件,此时定时器保存了上一次的任务,所以执行clearTimeout(timer)清空了定时器,并重新赋值新的定时任务;
  3. 后续用户持续输入时,反复执行上一步的操作;
  4. 当用户停止输入时,经过 1 秒后,则终于可以执行定时器里的任务。

以前不知道为什么这么写,现在了解了,记住就行了。另外debounce函数中有一个问题一直被人问起,就是为什么要fn.apply(this, arguments)这样,而不是直接fn()这样。其实不使用apply也是可以的,但为了程序的稳定性,还是加入比较好,毕竟又不麻烦。加入apply后解决了两个不稳定因素:

  1. 不使用防抖函数时,在fn中打印this,本例中指向的是<input id="input" type="text">,而在加入防抖函数后,指向的是Window对象,所以要手动改正 this 指向。
  2. 事件处理函数中会提供事件对象 event,使用防抖函数前后会改变事件对象。比如例子中,使用防抖前,event指向的是 KeyboardEvent对象,加入防抖后则变成 undefined了,所以也要手动传入参数。

这些都是js基础,还是需要打牢的。如果源码中的定时器里不是箭头函数,就需要这样写了:

function debounce(fn, delay = 1000) {
  let timer = null

  return function(...args) {  // 此处显示定义出参数对象
    let context = this // 缓存 this 对象

    if (timer) {
      clearTimeout(timer)
    }
    timer = setTimeout(function() { 
      fn.apply(context, args) // 注意改变
      timer = null
    }, delay)
  }
}

节流(throttle)

也用一句话概括节流:高频事件触发,但在n秒内只会执行一次,所以节流会稀释函数的执行频率

同样是抑制高频事件触发,与防抖的区别在于它不需要用户停顿,而是在持续触发的过程中每隔 n 秒执行一次。

实现节流一般有两个方向,一是使用时间戳,而是使用定时器

既然是为了比较,那还是使用上面的例子,即监听keyup事件。我们先看用时间戳来实现节流

// fn 函数传入用户方法
// wait 间隔执行时间,默认 500ms
function throttle(fn, wait=500) {
  // 初始时间点
  let previous = 0
  return function(...args) {
    let context = this
    let now = +new Date() // 当前时间戳
    if (now - previous > wait) {
      fn.apply(context, args)
      previous = now
    }
  }
}

当我们应用这个方法时,即:

input.addEventListener(
  'keyup',
  throttle(function() {
    console.log(input.value)
  }, 1000)  // 便于演示,设定wait为 1秒
)

此时浏览器运行代码,在input框持续输入时,会发现每隔 1 秒就会打印值。我们来梳理一下流程:

  1. 输入第一个字符时,进入节流逻辑,时间戳肯定大于 1 秒,所以立刻执行打印操作,同时将 previous 设定为当前时间戳;
  2. 持续输入,间隔时间小于 1 秒时,不执行操作,previous不变,now一直在增长;
  3. now增长到与previous的差值大于 1000 时,执行打印,更新previous;
  4. 如此往复,每隔 1 秒打印一次。而最后输入的值则不会被打印,因为持续的过程中,最后一次的差值还没到1000就停止输入了,超过 1000 时,则是算重新第一次输入了。我说的可能不好明白,自己走一遍流程就清楚了。

由此,上面的节流方案可以做到限制高频触发事件,它的特点是:使用时间戳方式实现的节流,在第一次触发时会立刻执行,而停止触发后没有办法再执行事件

现在我们再来试试使用定时器实现的节流方式,放上源码:

// fn 函数传入用户方法
// wait 间隔执行时间,默认 500ms
function throttle(fn, wait) {
  let timeout
  return function(...args) {
    if (!timeout) {
      timeout = setTimeout(() => {
        fn.apply(this, args)
        timeout = null
      }, wait)
    }
  }
}

使用方法是一样的:

input.addEventListener(
  'keyup',
  throttle(function() {
    console.log(input.value)
  }, 1000)  // 便于演示,设定wait为 1秒
)

此时运行效果依旧是每隔 1 秒执行一次,但也稍有区别,再来梳理一下这个流程:

  1. 输入第一个字符时,进入节流逻辑,初始定时器无值,所以赋值新的定时任务,1 秒后执行;
  2. 此时用户在持续输入,但因为第 1 步定时器已经被赋值了,所以不重新赋值了,函数不执行逻辑;
  3. 此时 1 秒已经过去了,第一步中的定时任务触发,执行打印操作,清空定时器;
  4. 继续输入时,timeout定时器因为被清空了,所以重新赋值,走第 1 步中的逻辑;
  5. 如此往复,总是间隔 1 秒执行一次。可以发现第一次触发事件时不会立刻执行,而停止输入时,最后还会执行一次。

自己多过几遍流程就会很清晰了。

总结

来做个总结:

防抖与节流的区别

我不想从定义上说区别,直接从使用结果上比较区别:

  • 使用防抖:持续触发高频事件时,只要触发时间间隔小于设定的时间阀值,不管持续多久都不会执行用户操作,只有当停顿时间超过设定的时间阀值时,才会执行一次操作
  • 使用节流:持续触发高频事件时,每隔一段时间就触发一次操作,不需要“停顿”,这个一段时间是指你设定的时间阀值。所以在这个持续的过程中,会多次触发操作,而防抖是一个持续过程后只触发一次。

所以何时使用防抖,何时使用节流,全看你需要的效果,而效果就是上面总结的。

节流两种实现方式的区别

  • 时间戳方式:事件会立刻执行,事件停止触发后没有办法再执行。
  • 定时器方式:事件会在 n 秒后第一次执行,事件停止触发后依然会再执行一次事件。

当然有时候这两种节流方式可能都不能满足需求,比如你既想要能够立即执行,也要结束时还能执行一次,又比如你想要自己控制它开始和结束的状态,不用怕,社区里都能找到你要的,况且我们还有 Lodash 这样优秀的插件。我在这里只是想要介绍一下他们的原理和区别。

如有不对之处,望指正,谢谢。

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