JS防抖与节流

前言：

防抖（Debounce） 和 节流（Throttle） 技术用于限制函数执行的次数。通常，一个函数将被执行多少次或何时执行由开发人员决定。但在某些情况下，开发人员会将这种能力赋予用户，由用户决定执行该功能的时间和次数。

例如，添加到click、scroll、resize等事件上的函数，允许用户决定何时执行它们以及执行多少次。有时，用户可能会比所需更频繁地执行这些操作。这可能不利于网站的性能，特别是如果附加到这些事件的函数执行一些繁重的计算。在这种情况下，用户可以控制函数的执行，开发人员必须设计一些技术来限制用户可以执行函数的次数。

举个例子，假设我们为滚动事件scroll添加了一个函数，该函数中会执行修改DOM元素的操作。我们知道，修改DOM元素大小开销很大，会引起浏览器的回流（Reflow）和重排（Repaint），以及重新渲染整个或部分页面。如果用户频繁滚动，导致该函数频繁被调用，可能会影响网页性能或导致页面卡顿等。
此外，有些事件回调函数中包含ajax等异步操作的时候，多次触发会导致返回的内容结果顺序不一致，而导致得到的结果非最后一次触发事件对应的结果

所以，为了优化网页的性能，控制函数被调用的频率是很有必要的，防抖（Debounce） 和 节流（Throttle） 是通过控制函数被调用的频率来优化脚本性能的两种方法

一、防抖（Debounce）

防抖：无论用户触发多少次事件，对应的回调函数只会在事件停止触发指定事件后执行。（即：回调函数在事件停止触发指定时间后被调用）

例如，假设用户在 100 毫秒内点击了 5 次按钮。防抖技术不会让这些点击中的任何一个执行对应的回调函数。一旦用户停止点击，如果去抖时间为 100 毫秒，则回调函数将在 100 毫秒后执行。因此，肉眼看来，防抖就像将多个事件组合成一个事件一样。

1.1 防抖函数的实现

（1）版本1 —— 停止触发事件n毫秒后执行回调函数

触发事件后函数不会立即执行，而是在停止事件触发后 n 毫秒后执行，如果在 n 毫秒内又触发了事件，则会重新计时

/**
* @desc 函数防抖
* @param func 回调函数
* @param delay 延迟执行毫秒数
*/
function debounce(func, delay) {
    let timer;  // 定时器

    return function () { 
        let context = this;  // 记录 this 值,防止在回调函数中丢失
        let args = arguments;  // 函数参数

        //如果定时器存在，则清除定时器(如果没有,也没必要进行处理)
        timer ? clearTimeout(timer) : null; 

        timer = setTimeout(() => { 
            // 防止 this 值变为 window
            func.apply(context, args) 
        }, delay);
    }
} 

（2）版本2

触发事件后立即执行回调函数，但是触发后n毫秒内不会再执行回调函数，如果 n 毫秒内触发了事件，也会重新计时。

 /**
* @desc 函数防抖
* @param func 回调函数
* @param delay 延迟执行毫秒数
*/ 
function _debounce(func, delay) {
    let timer;  // 定时器

    return function () {
        let context = this;  // 记录 this 值,防止在回调函数中丢失
        let args = arguments;  // 函数参数

        // 标识是否立即执行
        let isImmediately = !timer;

        //如果定时器存在，则清除定时器(如果没有,也没必要进行处理)
        timer ? clearTimeout(timer) : null;

        timer = setTimeout(() => {
            timer = null;
        }, delay);

        // isImmediately 为 true 则 执行函数(即首次触发事件)
        isImmediately ? func.apply(context, args) : null;
    }
} 

举个例子来对比一下两个版本的区别：

document.body.onclick= debounce(function () { console.log('hello') },1000)

如上代码中，我们给body添加了一个点击事件监听器。

• 如果是版本1的防抖函数，当我点击body时，控制台不会立即打印hello,要等 1000ms 后才会打印。在这 1000s 内如果还点击了 body，那么就会重新计时。即最后一次点击 body 过1000ms后控制台才会打印hello
• 如果是版本2的防抖函数，当我首次点击body时，控制台会立马打印 hello，但是在此之后的 1000ms 内点击 body ，控制台不会有任何反应。在这 1000s 内如果还点击了 body，那么就会重新计时。必须等计时结束后再点击body，控制台才会再次打印 hello。

1.2 防抖的实际应用

（1）搜索框建议项

通常，搜索框会提供下拉菜单，为用户当前的输入提供自动完成选项。但有时建议项是通过请求后端得到的。可以在实现提示文本时应用防抖，在等待用户停止输入一段时间后再显示建议文本。因此，在每次击键时，都会等待几秒钟，然后再给出建议。

（2）消除resize事件处理程序的抖动。

window 触发 resize 的时候，不断的调整浏览器窗口大小会不断触发这个事件，用防抖让其只触发一次

（3）自动保存

例如掘金一类的网站，都会内嵌文本编辑器，在编辑过程中会自动保存文本，防止数据丢失。每次保存都会与后端进行数据交互，所以可以应用防抖，在用户停止输入后一段时间内再自动保存。

（4）手机号、邮箱等输入验证检测

通常对于一些特殊格式的输入项，我们通常会检查格式。我们可以应用防抖在用户停止输入后一段时间再进行格式检测，而不是输入框中内容发生改变就检测。

（5）在用户停止输入之前不要发出任何 Ajax 请求

二、节流（Throttle）

节流：无论用户触发事件多少次，附加的函数在给定的时间间隔内只会执行一次。（即：回调函数在规定时间内最多执行一次）

 例如，当用户单击一个按钮时，会执行一个在控制台上打印Hello, world的函数。现在，假设对这个函数应用 1000 毫秒的限制时，无论用户点击按钮多少次，Hello, world在 1000 毫秒内都只会打印一次。节流可确保函数定期执行。

2.1 节流函数的实现

（1）版本1 —— 使用定时器

 /**
* @desc 函数节流
* @param func 回调函数 
* @param limit 时间限制
*/
const throttle = (func, limit) => {
    let inThrottle;  // 是否处于节流限制时间内

    return function() {
        const context = this;
        const args = arguments;

        // 跳出时间限制
        if (!inThrottle) {
            func.apply(context, args);  // 执行回调
            inThrottle = true;  
            // 开启定时器计时
            setTimeout(() => inThrottle = false, limit);
        }
    }
}

（2）版本2 —— 计算当前时间与上次执行函数时间的间隔

 /**
* @desc 函数节流
* @param func 回调函数
* @param limit 时间限制
*/ 
function throttle(func, limit) {
    //上次执行时间
    let previous = 0;
    return function() {
        //当前时间
        let now = Date.now();

        let context = this;
        let args = arguments;

        // 若当前时间-上次执行时间大于时间限制
        if (now - previous > limit) {
            func.apply(context, args);
            previous = now;
        }
    }
} 

很多现有的库中已经实现了防抖函数和节流函数

2.2 节流的实际应用

（1）游戏中通过按下按钮执行的关键动作（例如：射击、平A）

拿王者荣耀为例，通常都有攻速一说。如果攻速低，即使 n 毫秒内点击平A按钮多次，也只会执行一次平A。其实这里就类似于节流的思想，可以通过设置节流的时间间隔限制，来改变攻速。

（2）滚动事件处理

如果滚动事件被触发得太频繁，可能会影响性能，因为它包含大量视频和图像。因此滚动事件必须使用节流

（3）限制mousemove/touchmove事件处理程序

小结

如何选择防抖和节流：

关于防抖函数和节流函数的选择，一篇博客中是这样建议的：

A debounce is utilized when you only care about the final state. A throttle is best used when you want to handle all intermediate states but at a controlled rate.

即：如果只关心最终状态，建议使用防抖。如果是想要函数以可控的速率执行，那么建议使用节流。

延时多久合理：

• 大多数屏幕的刷新频率是每秒60Hz，浏览器的渲染页面的标准帧率也为60FPS，浏览器每秒会重绘60次，而每帧之间的时间间隔是DOM视图更新的最小间隔。
• 一个平滑而流畅的动画，最佳的循环间隔即帧与帧的切换时间希望是 16.6ms(1s/60)内,也意味着17ms内的多次DOM改动会被合并为一次渲染。
• 当执行回调函数时间大于16.6ms（系统屏幕限制的刷新频率），UI将会出现丢帧(即UI这一刻不会被渲染)，且丢帧越多，引起卡顿情况更严重。