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我是木易杨，公众号「高级前端进阶」作者，跟着我每周重点攻克一个前端面试重难点。接下来让我带你走进高级前端的世界，在进阶的路上，共勉！
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【进阶 7-5 期】浅出篇 7 个角度吃透 Lodash 防抖节流原理 #44

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yygmind commented 5 years ago

引言

上一节我们学习了 Lodash 中防抖和节流函数是如何实现的，并对源码浅析一二，今天这篇文章会通过七个小例子为切入点，换种方式继续解读源码。其中源码解析上篇文章已经非常详细介绍了，这里就不再重复，建议本文配合上文一起服用，猛戳这里学习

有什么想法或者意见都可以在评论区留言，欢迎大家拍砖。

节流函数 Throttle

我们先来看一张图，这张图充分说明了 Throttle（节流）和 Debounce（防抖）的区别，以及在不同配置下产生的不同效果，其中 mousemove 事件每 50 ms 触发一次，即下图中的每一小隔是 50 ms。今天这篇文章就从下面这张图开始介绍。

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角度 1

lodash.throttle(fn, 200, {leading: true, trailing: true})

mousemove 第一次触发

先来看下 throttle 源码

function throttle(func, wait, options) {
  // 首尾调用默认为 true
  let leading = true
  let trailing = true

  if (typeof func !== 'function') {
    throw new TypeError('Expected a function')
  }
  // options 是否是对象
  if (isObject(options)) {
    leading = 'leading' in options ? !!options.leading : leading
    trailing = 'trailing' in options ? !!options.trailing : trailing
  }
  // maxWait 为 wait 的防抖函数
  return debounce(func, wait, {
    leading,
    trailing,
    'maxWait': wait,
  })
}

所以 throttle(fn, 200, {leading: true, trailing: true}) 返回内容是 debounce(fn, 200, {leading: true, trailing: true, maxWait: 200})，多了 maxWait: 200 这部分。

先打个预防针，后面即将开始比较难的部分，看下 debounce 入口函数。

// 入口函数，返回此函数
function debounced(...args) {
  // 获取当前时间
  const time = Date.now()
  // 判断此时是否应该执行 func 函数
  const isInvoking = shouldInvoke(time)

  // 赋值给闭包，用于其他函数调用
  lastArgs = args
  lastThis = this
  lastCallTime = time

  // 执行
  if (isInvoking) {
    // 无 timerId 的情况有两种：
    // 1、首次调用 
    // 2、trailingEdge 执行过函数
    if (timerId === undefined) {
      return leadingEdge(lastCallTime)
    }

    // 如果设置了最大等待时间，则立即执行 func
    // 1、开启定时器，到时间后触发 trailingEdge 这个函数。
    // 2、执行 func，并返回结果
    if (maxing) {
      // 循环定时器中处理调用
      timerId = startTimer(timerExpired, wait)
      return invokeFunc(lastCallTime)
    }
  }
  // 一种特殊情况，trailing 设置为 true 时，前一个 wait 的 trailingEdge 已经执行了函数
  // 此时函数被调用时 shouldInvoke 返回 false，所以要开启定时器
  if (timerId === undefined) {
    timerId = startTimer(timerExpired, wait)
  }
  // 不需要执行时，返回结果
  return result
}

对于 debounce(fn, 200, {leading: true, trailing: true, maxWait: 200}) 来说，会经历如下过程。

// 执行连续事件刚开始的那次回调
function leadingEdge(time) {
  // 1、设置上一次执行 func 的时间
  lastInvokeTime = time
  // 2、开启定时器，为了事件结束后的那次回调
  timerId = startTimer(timerExpired, wait)
  // 3、如果配置了 leading 执行传入函数 func
  // leading 来源自 !!options.leading
  return leading ? invokeFunc(time) : result
}
// 执行 Func 函数
function invokeFunc(time) {
  // 获取上一次执行 debounced 的参数
  const args = lastArgs
  // 获取上一次的 this
  const thisArg = lastThis

  // 重置
  lastArgs = lastThis = undefined
  lastInvokeTime = time
  result = func.apply(thisArg, args)
  return result
}

mousemove 第二次触发

50 毫秒后第二次触发到来，此时当前时间 time 为 50，wait 为 200， maxWait 为 200，maxing 为 true，lastCallTime 和 lastInvokeTime 都为 0，timerId 定时器存在，我们来看下执行步骤。

function shouldInvoke(time) {
  // 当前时间距离上一次调用 debounce 的时间差
  const timeSinceLastCall = time - lastCallTime
  // 当前时间距离上一次执行 func 的时间差
  const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime

  // 下述 4 种情况返回 true
  return ( lastCallTime === undefined || 
          (timeSinceLastCall >= wait) ||
          (timeSinceLastCall < 0) || 
          (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait) )
}

mousemove 第五次触发

距第一次触发 200 毫秒后第五次触发到来，此时当前时间 time 为 200，wait 为 200， maxWait 为 200，maxing 为 true，lastCallTime 为 150， lastInvokeTime 为 0，timerId 定时器存在，我们来看下执行步骤。

// debounced 方法中执行到这部分
if (maxing) {
  // 循环定时器中处理调用
  timerId = startTimer(timerExpired, wait)
  return invokeFunc(lastCallTime)
}

mousemove 停止触发

假设第八次触发之后就停止了滚动，在第八次触发时 time 为 350，所以如果有第九次触发，那么此时是应该执行fn 的，但是此时 mousemove 已经停止了触发，那么还会执行 fn 吗？答案是依旧执行，因为最开始设置了 {trailing: true}。

// 开启定时器
function startTimer(pendingFunc, wait) {
  // 没传 wait 时调用 window.requestAnimationFrame()
  if (useRAF) {
    // 若想在浏览器下次重绘之前继续更新下一帧动画
    // 那么回调函数自身必须再次调用 window.requestAnimationFrame()
    root.cancelAnimationFrame(timerId);
    return root.requestAnimationFrame(pendingFunc)
  }
  // 不使用 RAF 时开启定时器
  return setTimeout(pendingFunc, wait)
}

在第五次触发时开启了 200 毫秒的定时器，所以在时间 time 到 400 时会执行 pendingFunc，此时的 pendingFunc 就是 timerExpired 函数，来看下具体的代码。

// 定时器回调函数，表示定时结束后的操作
function timerExpired() {
  const time = Date.now()
  // 1、是否需要执行
  // 执行事件结束后的那次回调，否则重启定时器
  if (shouldInvoke(time)) {
    return trailingEdge(time)
  }
  // 2、否则 计算剩余等待时间，重启定时器，保证下一次时延的末尾触发
  timerId = startTimer(timerExpired, remainingWait(time))
}

此时在 shouldInvoke(time) 中，time 为 400，lastInvokeTime 为 200，timeSinceLastInvoke 为 200，满足 (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait)，所以返回 true。

// 执行连续事件结束后的那次回调
function trailingEdge(time) {
  // 清空定时器
  timerId = undefined

  // trailing 和 lastArgs 两者同时存在时执行
  // trailing 来源自 'trailing' in options ? !!options.trailing : trailing
  // lastArgs 标记位的作用，意味着 debounce 至少执行过一次
  if (trailing && lastArgs) {
    return invokeFunc(time)
  }
  // 清空参数
  lastArgs = lastThis = undefined
  return result
}

之后执行 trailingEdge(time)，在这个函数中判断 trailing 和 lastArgs ，此时这两个条件都是 true，所以会执行 invokeFunc(time)，最终执行函数 fn。

这里需要说明以下两点

角度 2

lodash.throttle(fn, 200, {leading: true, trailing: false})

在「角度 1 之 mousemove 停止触发」这部分中说到，如果不设置 trailing 和设置 {trailing: true} 效果是一样的，事件回调结束后都会再执行一次传入函数 fn，但是如果设置了{trailing: false}，那么事件回调结束后是不会再执行 fn 的。

此时的配置对比角度 1 来说，区别在于设置了{trailing: false}，所以实际效果对比 1 来说，就是最后不会额外再执行一次，效果见第一张图。

角度 3

lodash.throttle(fn, 200, {leading: false, trailing: true})

此时的配置和角度 1 相比，区别在于设置了 {leading: false}，所以直接看 leadingEdge(time) 方法就可以了。

// 执行连续事件刚开始的那次回调
function leadingEdge(time) {
  // 1、设置上一次执行 func 的时间
  lastInvokeTime = time
  // 2、开启定时器，为了事件结束后的那次回调
  timerId = startTimer(timerExpired, wait)
  // 3、如果配置了 leading 执行传入函数 func
  // leading 来源自 !!options.leading
  return leading ? invokeFunc(time) : result
}

在这里，会开启 200 毫秒的定时器，同时因为 leading 为 false，所以并不会执行 invokeFunc(time) ，只会返回 result，此时的 result 值是 undefined。

这里开启一个定时器的目的是为了事件结束后的那次回调，即如果设置了 {trailing: true} 那么最后一次回调将执行传入函数 fn，哪怕 debounced 函数只触发一次。

这里指定了 {leading: false}，那么 leading 的初始值是什么呢？在 debounce 中是 false，在 throttle 中是 true。所以在 throttle 中不需要刚开始就触发时，必须指定 {leading: false}，在 debounce 中就不需要了，默认不触发。

防抖函数 Debounce

角度 4

lodash.debounce(fn, 200, {leading: false, trailing: true})

此时相比较 throttle 来说，缺少了 maxWait 值，所以具体触发过程中的判断就不一样了，来详细看一遍。

// 执行连续事件刚开始的那次回调
function leadingEdge(time) {
  // 1、设置上一次执行 func 的时间
  lastInvokeTime = time
  // 2、开启定时器，为了事件结束后的那次回调
  timerId = startTimer(timerExpired, wait)
  // 3、如果配置了 leading 执行传入函数 func
  // leading 来源自 !!options.leading
  return leading ? invokeFunc(time) : result
}
// 判断此时是否应该执行 func 函数
function shouldInvoke(time) {
  // 当前时间距离上一次调用 debounce 的时间差
  const timeSinceLastCall = time - lastCallTime
  // 当前时间距离上一次执行 func 的时间差
  const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime

  // 下述 4 种情况返回 true
  return ( lastCallTime === undefined || 
          (timeSinceLastCall >= wait) ||
          (timeSinceLastCall < 0) || 
          (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait) )
}
// 定时器回调函数，表示定时结束后的操作
function timerExpired() {
  const time = Date.now()
  // 1、是否需要执行
  // 执行事件结束后的那次回调，否则重启定时器
  if (shouldInvoke(time)) {
    return trailingEdge(time)
  }
  // 2、否则 计算剩余等待时间，重启定时器，保证下一次时延的末尾触发
  timerId = startTimer(timerExpired, remainingWait(time))
}
// 执行连续事件结束后的那次回调
function trailingEdge(time) {
  // 清空定时器
  timerId = undefined

  // trailing 和 lastArgs 两者同时存在时执行
  // trailing 来源自 'trailing' in options ? !!options.trailing : trailing
  // lastArgs 标记位的作用，意味着 debounce 至少执行过一次
  if (trailing && lastArgs) {
    return invokeFunc(time)
  }
  // 清空参数
  lastArgs = lastThis = undefined
  return result
}

角度 5

lodash.debounce(fn, 200, {leading: true, trailing: false})

此时相比角度 4 来说，差异在于 {leading: true, trailing: false}，但是 wait 和 maxWait 都和角度 4 一致，所以只存在下面 2 种区别，效果同上面第一张图所示。

角度 6

lodash.debounce(fn, 200, {leading: true, trailing: true})

此时相比角度 4 来说，差异仅仅在于设置了 {leading: true}，所以只存在一个区别，那就是在 leadingEdge 中会执行传入函数 fn，当然在 trailingEdge 中依旧执行传入函数 fn，所以会出现在 mousemove 事件触发过程中首尾都会执行的情况，效果同上面第一张图所示。

当然一种情况除外，那就是 mousemove 事件永远只触发一次的情况，关键在于 lastArgs 变量。

对于 lastArgs 变量来说，在入口函数 debounced 中赋值，即每次触发都会重新赋值一次，那什么时候清空呢，在 invokeFunc(time) 中重置为 undefined，所以如果 debounced 只触发了一次，而且在 {leading: true} 时执行过一次 fn，那么即使设置了 {trailing: true} 也不会再执行传入函数 fn。

角度 7

lodash.debounce(fn, 200, {leading: false, trailing: true, maxWait: 400})

此时 wait 为 200，maxWait 为 400，maxing 为 true，我们来看下执行过程。

// 判断此时是否应该执行 func 函数
function shouldInvoke(time) {
  // 当前时间距离上一次调用 debounce 的时间差
  const timeSinceLastCall = time - lastCallTime
  // 当前时间距离上一次执行 func 的时间差
  const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime

  // 下述 4 种情况返回 true
  return ( lastCallTime === undefined || 
          (timeSinceLastCall >= wait) ||
          (timeSinceLastCall < 0) || 
          (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait) )
}
// 计算仍需等待的时间
function remainingWait(time) {
  // 当前时间距离上一次调用 debounce 的时间差
  const timeSinceLastCall = time - lastCallTime
  // 当前时间距离上一次执行 func 的时间差
  const timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime
  // 剩余等待时间
  const timeWaiting = wait - timeSinceLastCall

  // 是否设置了最大等待时间
    // 是（节流）：返回「剩余等待时间」和「距上次执行 func 的剩余等待时间」中的最小值
    // 否：返回剩余等待时间
  return maxing
    ? Math.min(timeWaiting, maxWait - timeSinceLastInvoke)
    : timeWaiting
}

上期答疑

第一题

问：如果 leading 和 trailing 选项都是 true，在 wait 期间只调用了一次 debounced 函数时，总共会调用几次 func，1 次还是 2 次，为什么？

答案是 1 次，为什么？文中已给出详细解答，详情请看角度 1 和角度 6。

第二题

问：如何给 debounce(func, time, options) 中的 func 传参数？

第一种方案，因为 debounced 函数可以接受参数，所以可以用高阶函数的方式传参，如下

const params = 'muyiy';
const debounced = lodash.debounce(func, 200)(params)
window.addEventListener('mousemove', debounced);

不过这种方式不太友好，params 会将原来的 event 覆盖掉，此时就拿不到 scroll 或者 mousemove 等事件对象 event 了。

第二种方案，在监听函数上处理，使用闭包保存传入参数并返回需要执行的函数即可。

function onMove(param) {
    console.log('param:', param);  // muyiy

    function func(event) {
      console.log('param:', param);  // muyiy
      console.log('event:', event);  // event
    }
    return func;
}

使用时如下

const params = 'muyiy';
const debounced = lodash.debounce(onMove(params), 200)
window.addEventListener('mousemove', debounced);

参考

函数防抖 (debounce) 和节流 (throttle) 以及 lodash 的 debounce 源码赏析

推荐阅读

【进阶 6-3 期】深入浅出节流函数 throttle

【进阶 6-4 期】深入浅出防抖函数 debounce

【进阶 6-5 期】[译] Throttle 和 Debounce 在 React 中的应用

【进阶 6-6 期】深入篇 | 阿里 P6 必会 Lodash 防抖节流函数实现原理

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Hjw52 commented 4 years ago

博主怎么断更了？