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实例解析防抖动(Debouncing)和节流阀(Throttling)

防抖( Debounce )和节流( throttle )都是用来控制某个函数在一定时间内执行多少次的技巧,两者相似而又不同。

当我们给 DOM 绑定事件的时候,加了防抖和节流的函数变得特别有用。为什么呢?因为我们在事件和函数执行之间加了一个控制层。记住,我们是无法控制 DOM 事件触发频率的。

看下滚动事件的例子:

See the Pen Scroll events counter by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

当使用触控板,滚动滚轮,或者拖拽滚动条的时候,一秒可以轻松触发30次事件。经我的测试,在智能手机上,慢慢滚动一下,一秒可以触发事件100次之多。这么高的执行频率,你的滚动回调函数压力大吗?

早在2011年,Twitter 网站抛出了一个问题:向下滚动 Twitter 信息流的时候,变得很慢,很迟钝。John Resig 发表了 一篇博客解释这个问题 ,文中解释到直接给 scroll 事件关联昂贵的函数,是多么糟糕的主意。

John(5年前)建议的解决方案是,在 onScroll 事件外部,每 250ms 循环执行一次。简单的技巧,避免了影响用户体验。

现如今,有一些稍微高端的方式处理事件。我来结合用例介绍下 Debounce,Throttle 和 requestAnimationFrame 吧。

防抖动(Debounce)

防抖技术可以把多个顺序地调用合并成一次。

实例解析防抖动(Debouncing)和节流阀(Throttling)

假想一下,你在电梯中,门快要关了,突然有人准备上来。电梯并没有改变楼层,而是再次打开梯门。电梯延迟了改变楼层的功能,但是优化了资源。

在顶部按钮上点击或移动鼠标试一下:

See the Pen Debounce. Trailing by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

你可以看到连续快速的事件是如何被一个 debounce 事件替代的。但是如果事件触发的时间间隔过长,debounce 则不会生效。

前缘(或者“immediate”)

你会发现,直到事件停止快速执行以后,debounce 事件才会触发相应功能。为何不立即触发呢?那样的话就跟原本的非 debounce 处理无异了。

直到两次快速调用之间的停顿结束,事件才会再次触发。

这是带 leading 标记的例子:

实例解析防抖动(Debouncing)和节流阀(Throttling) 前缘 debounce 的例子

在 underscore.js 中,选项叫 immediate ,而不是 leading

See the Pen Debounce. Leading by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

Debounce 实现

我首次看到 debounce 的 JavaScript 实现是在 2009 年的 John Hann 的博文

不久后,Ben Alman 做了个 jQuery 插件 (不再维护),一年后 Jeremy Ashkenas 把它 加入了 underscore.js 。而后加入了 Lodash 。

See the Pen New example by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

Lodash 给 _.debounce_.throttle 添加了 不少特性 。之前的 immediateleading (最前面) 和 trailing (最后面) 选项取代。你可以选一种,或者都选,默认只有 trailing 启用。

新的 maxWait 选项(仅 Lodash 有)本文未提及,但是也很有用。事实上,throttle 方法是用 _.debouncemaxWait 实现的,你可以看 lodash 源码

Debounce 实例

调整大小的例子

调整桌面浏览器窗口大小的时候,会触发很多次 resize 事件。

看下面 demo:

See the Pen Debounce Resize Event Example by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

如你所见,我们为 resize 事件使用了默认的 trailing 选项,因为我们只关心用户停止调整大小后的最终值。

基于 AJAX 请求的自动完成功能,通过 keypress 触发

为什么用户还在输入的时候,每隔50ms就向服务器发送一次 AJAX 请求? _.debounce 可以帮忙,当用户停止输入的时候,再发送请求。

此处也不需要 leading 标记,我们想等最后一个字符输完。

See the Pen Debouncing keystrokes Example by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

相似的使用场景还有,直到用户输完,才验证输入的正确性,显示错误信息。

如何使用 debounce 和 throttle 以及常见的坑

自己造一个 debounce / throttle 的轮子看起来多么诱人,或者随便找个博文复制过来。 我是建议直接使用 underscore 或 Lodash 。如果仅需要 _.debounce_.throttle 方法,可以使用 Lodash 的自定义构建工具,生成一个 2KB 的压缩库。使用以下的简单命令即可:

npm i -g lodash-cli
lodash-cli include=debounce,throttle

常见的坑是,不止一次地调用 _.debounce 方法:

// 错误
$(window).on('scroll', function() {
_.debounce(doSomething, 300);
});

// 正确
$(window).on('scroll', _.debounce(doSomething, 200));

debounce 方法保存到一个变量以后,就可以用它的私有方法 debounced_version.cancel() ,lodash 和 underscore.js 都有效。

var debounced_version = _.debounce(doSomething, 200);
$(window).on('scroll', debounced_version);

// 如果需要的话
debounced_version.cancel();

Throttle(节流阀)

使用 _.throttle 的时候,只允许一个函数在 X 毫秒内执行一次。

跟 debounce 主要的不同在于,throttle 保证 X 毫秒内至少执行一次。

节流阀实例

无限滚动

用户向下滚动无限滚动页面,需要检查滚动位置距底部多远,如果邻近底部了,我们可以发 AJAX 请求获取更多的数据插入到页面中。

我们心爱的 _.debounce 就不适用了,只有当用户停止滚动的时候它才会触发。只要用户滚动至邻近底部时,我们就想获取内容。

使用 _.throttle 可以保证我们不断检查距离底部有多远。

See the Pen Infinite scrolling throttled by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

requestAnimationFrame(rAF)

requestAnimationFrame 是另一种限速执行的方式。

_.throttle(dosomething, 16) 等价。它是高保真的,如果追求更好的精确度的话,可以用浏览器原生的 API 。

可以使用 rAF API 替换 throttle 方法,考虑一下优缺点:

优点

  • 动画保持 60fps(每一帧 16 ms),浏览器内部决定渲染的最佳时机
  • 简洁标准的 API,后期维护成本低

缺点

  • 动画的开始/取消需要开发者自己控制,不像 ‘.debounce’ 或 ‘.throttle’由函数内部处理。
  • 浏览器标签未激活时,一切都不会执行。
  • 尽管所有的现代浏览器 都支持 rAF ,IE9,Opera Mini 和 老的 Android 还是 需要打补丁
  • Node.js 不支持,无法在服务器端用于文件系统事件。

根据经验,如果 JavaScript 方法需要绘制或者直接改变属性,我会选择 requestAnimationFrame ,只要涉及到重新计算元素位置,就可以使用它。

涉及到 AJAX 请求,添加/移除 class (可以触发 CSS 动画),我会选择 _.debounce 或者 _.throttle ,可以设置更低的执行频率(例子中的200ms 换成16ms)。

rAF 实例

灵感来自于 Paul Lewis 的文章 ,我将用 requestAnimationFrame 控制 scroll 。

16ms 的 _.throttle 拿来做对比,性能相仿,用于更复杂的场景时,rAF 可能效果更佳。

See the Pen Scroll comparison requestAnimationFrame vs throttle by Corbacho ( @dcorb ) on CodePen .

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