JavaScript深入理解节流与防抖

一、js防抖和节流

在进行窗口的resize、scroll、输出框内容校验等操纵的时候，如果事件处理函数调用的频率无限制，会加重浏览器的负担，导致用户体验非常之差。那么为了前端性能的优化也为了用户更好的体验，就可以采用防抖（debounce）和节流（throttle）的方式来到达这种效果，减少调用的频率。

二、为什么滚动scroll、窗口resize等事件需要优化

滚动事件的应用很频繁：图片懒加载、下滑自动加载数据、侧边浮动导航栏等。

在绑定scroll、resize事件时，但它发生的时候，它被触发的频率非常高，间隔很近。在日常开发的页面中，事件中涉及到的大量的位置计算、DOM操作、元素重绘等等这些都无法在下一个scroll事件出发前完成的情况下，浏览器会卡帧。

三、滚动和页面渲染前端性能优化的关系

为什么滚动需要优化？前面提到了事件中涉及到大量的位置计算、DOM操作、元素重绘等等，这些又与页面的渲染有关系，页面渲染又与前端的性能优化有关系？套娃一样，一层套着一层，每一层都联系紧密，每一层都如此平凡且重要。

review一下前端的渲染和优化

web页面展示经历的步骤：js—style—layout—paint—composite，简单回顾一下，在这里不做详细的介绍哦！

网页生成的时候，至少会渲染（Layout+Paint）一次。用户访问的过程中，还会不断重新的重排（reflow）和重绘（repaint），用户scroll行为和resize行为会导致页面不断的进行重新渲染，而且间隔频繁，容易造成浏览器卡帧。

四、防抖Debounce

1 防抖Debounce情景

①有些场景事件触发的频率过高（mousemove onkeydown onkeyup onscroll）

②回调函数执行的频率过高也会有卡顿现象。可以一段时间过后进行触发去除无用操作

2 防抖原理

一定在事件触发 n 秒后才执行，如果在一个事件触发的 n 秒内又触发了这个事件，以新的事件的时间为准，n 秒后才执行，等触发事件 n 秒内不再触发事件才执行。

官方解释：当持续触发事件时，一定时间段内没有再触发事件，事件处理函数才会执行一次，如果设定的时间到来之前，又一次触发了事件，就重新开始延时。

3 防抖函数简单实现

    //简单的防抖函数
    function debounce(func, wait, immediate) {
        //定时器变量
        var timeout;
        return function () {
            //每次触发scrolle，先清除定时器
            clearTimeout(timeout);
            //指定多少秒后触发事件操作handler
            timeout = setTimeout(func, wait);
        };
    };
    //绑定在scrolle事件上的handler
    function handlerFunc() {
        console.log('Success');
    }
    //没采用防抖动
    window.addEventListener('scroll', handlerFunc);
    //采用防抖动
    window.addEventListener('scrolle', debounce(handlerFunc, 1000));

4 防抖函数的演化过程

①this event绑定问题

    //以闭包的形式返回一个函数，内部解决了this指向的问题，event对象传递的问题
    function debounce(func, wait) {
        var timeout;
        return function () {
            var context = this;
            var args = arguments;
            clearTimeout(timeout)
            timeout = setTimeout(function () {
                func.apply(context, args)
            }, wait);
        };
    };

②立即触发问题

    //首次触发执行，再次触发以后开始执行防抖函数
    //使用的时候不用重复执行这个函数，本身返回的函数才具有防抖功能
function debounce(func, wait, immediate) {
    var timeout;
    return function () {
        var context = this;
        var args = arguments;
        
        if(timeout) clearTimeout(timeout);
        // 是否在某一批事件中首次执行
        if (immediate) {
            var callNow = !timeout;
            timeout = setTimeout(function() {
                timeout = null;
                func.apply(context, args)
                immediate = true;
            }, wait);
            if (callNow) {
                func.apply(context, args)
            }
            immediate = false;
        } else {
            timeout = setTimeout(function() {
                func.apply(context, args);
                immediate = true;
            }, wait);
        }
    }
}

③返回值问题

function debounce(func, wait, immediate) {
    var timeout, result;
    return function () {
        var context = this, args = arguments;
        if (timeout)  clearTimeout(timeout);
        if (immediate) {
            var callNow = !timeout;
            timeout = setTimeout(function() {
                result = func.apply(context, args)
            }, wait);
            if (callNow) result = func.apply(context, args);
        } else {
            timeout = setTimeout(function() {
                result = func.apply(context, args)
            }, wait);
        }
        return result;
    }
}

④取消防抖，添加cancel方法

function debounce(func, wait, immediate) {
    var timeout, result;
    function debounced () {
        var context = this, args = arguments;
        if (timeout)  clearTimeout(timeout);
        if (immediate) {
            var callNow = !timeout;
            timeout = setTimeout(function() {
                result = func.apply(context, args)
            }, wait);
            if (callNow) result = func.apply(context, args);
        } else {
            timeout = setTimeout(function() {
                result = func.apply(context, args)
            }, wait);
        }
        return result;
    }
    debounced.cancel = function(){
        cleatTimeout(timeout);
        timeout = null;
    }
    return debounced;
}

五、节流Throttle

1 节流Throttle情景

①图片懒加载

②ajax数据请求加载

2 节流原理

如果持续触发事件，每隔一段时间只执行一次函数。

官方解释：当持续触发事件时，保证一定时间段内只调用一次事件处理函数。

3 节流实现—时间戳和定时器

时间戳

    var throttle = function (func, delay) {
        var prev = Date.now()
        return function () {
            var context = this;
            var args = arguments;
            var now = Date.now();
            if (now - prev >= delay) {
                func.apply(context, args);
                prev = Date.now();
            }
        }
    }

    function handle() {
        console.log(Math.random());
    }
    window.addEventListener('scroll', throttle(handle, 1000));

定时器

    var throttle = function (func, delay) {
        var timer = null;
        return function () {
            var context = this;
            var args = arguments;
            if (!timer) {
                timer = setTimeout(function () {
                    func.apply(context, args);
                    timer = null;
                }, delay);
            }
        }
    }

    function handle() {
        console.log(Math.random());
    }
    window.addEventListener('scroll', throttle(handle, 1000))

4 节流函数的演化过程

①时间戳触发

//在开始触发时，会立即执行一次； 如果最后一次没有超过 wait 值，则不触发
function throttle(func, wait) {
    var context, args;
    var previous = 0; // 初始的时间点，也是关键的时间点

    return function() {
        var now = +new Date();
        context = this;
        args = arguments;
        if (now - previous > wait) {
            func.apply(context, args);
            previous = now;
        }
    }
}

②定时器触发

//首次不会立即执行，最后一次会执行，和用时间戳的写法互补。
function throttle(func, wait){
    var context, args, timeout;
    return function() {
        context = this;
        args = arguments;
        if(!timeout) {
            timeout = setTimeout(function(){
                func.apply(context, args);
                timeout = null;
            }, wait);
        }
    }
}

③结合时间戳和定时器

function throttle(func, wait) {

    var timer = null;
    var startTime = Date.now();  

    return function(){
        var curTime = Date.now();
        var remaining = wait-(curTime-startTime); 
        var context = this;
        var args = arguments;

        clearTimeout(timer);

        if(remaining<=0){ 
            func.apply(context, args);

            startTime = Date.now();

        }else{
            timer = setTimeout(fun, remaining);  // 如果小于wait 保证在差值时间后执行
        }
    }
}

六、节流防抖总结

防抖：原理是维护一个定时器，将很多个相同的操作合并成一个。规定在delay后触发函数，如果在此之前触发函数，则取消之前的计时重新计时，只有最后一次操作能被触发。

节流：原理是判断是否达到一定的时间来触发事件。某个时间段内只能触发一次函数。

区别：防抖只会在最后一次事件后执行触发函数，节流不管事件多么的频繁，都会保证在规定时间段内触发事件函数。

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