setTimeout 实现原理, 机制

setTimeout 实现原理, 机制

JS 执行机制说起

浏览器（或者说 JS 引擎）执行 JS 的机制是基于事件循环。

由于 JS 是单线程，所以同一时间只能执行一个任务，其他任务就得排队，后续任务必须等到前一个任务结束才能开始执行。

为了避免因为某些长时间任务造成的无意义等待，JS 引入了异步的概念，用另一个线程来管理异步任务。

同步任务直接在主线程队列中顺序执行，而异步任务会进入另一个任务队列，不会阻塞主线程;

等到主线程队列空了（执行完了）的时候，就会去异步队列查询是否有可执行的异步任务了（异步任务通常进入异步队列之后还要等一些条件才能执行，如 ajax 请求、文件读写），如果某个异步任务可以执行了便加入主线程队列，以此循环;

定时器也是一种异步任务，通常浏览器都有一个独立的定时器模块，定时器的延迟时间就由定时器模块来管理，当某个定时器到了可执行状态，就会被加入主线程队列。

setTimeout 注册的函数 fn 会交给浏览器的定时器模块来管理，延迟时间到了就将 fn 加入主进程执行队列，如果队列前面还有没有执行完的代码，则又需要花一点时间等待才能执行到 fn，所以实际的延迟时间会比设置的长;

如在 fn 之前正好有一个超级大循环，那延迟时间就不是一丁点了。

(function testSetTimeout() {
    const label = 'setTimeout';
    console.time(label);
    setTimeout(() => {
        console.timeEnd(label);
    }, 0);
    for(let i = 0; i < 1000; i++) {
        console.log(i);
    }
})();

// setTimeout: 133.2880859375ms

setInterval 的实现机制跟 setTimeout 类似，只不过 setInterval 是重复执行的。

对于 setInterval(fn, 100) 容易产生一个误区：

并不是上一次 fn 执行完了之后再过 100ms 才开始执行下一次 fn。 事实上，setInterval 并不管上一次 fn 的执行结果，而是每隔 100ms 就将 fn 放入主线程队列;

而两次 fn 之间具体间隔多久就不一定了，跟 setTimeout 实际延迟时间类似，和 JS 执行情况有关。

(function testSetInterval() {
    let i = 0;
    const start = Date.now();
    const timer = setInterval(() => {
        i += 1;
        i === 5 && clearInterval(timer);
        console.log(`第${i}次开始`, Date.now() - start);
        for(let i = 0; i < 10000; i++) {}
        console.log(`第${i}次结束`, Date.now() - start);
    }, 100);
})();

1. Stack 栈
2. Queue 队列
3. Heap 堆

http://www.alloyteam.com/2016/05/javascript-timer/

requestAnimationFrame

window.requestAnimationFrame(callback);

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/window/requestAnimationFrame

// animation

var start = null;
var element = document.getElementById('SomeElementYouWantToAnimate');

function step(timestamp) {
  if (!start) start = timestamp;
  var progress = timestamp - start;
  element.style.transform = 'translateX(' + Math.min(progress / 10, 200) + 'px)';
  if (progress < 2000) {
    window.requestAnimationFrame(step);
  }
}

window.requestAnimationFrame(step);

https://caniuse.com/#feat=requestanimationframe

https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/internet-explorer/ie-developer/dev-guides/hh920765(v=vs.85)

https://css-tricks.com/using-requestanimationframe/

function repeatOften() {
  // Do whatever
  requestAnimationFrame(repeatOften);
}
requestAnimationFrame(repeatOften);

requestAnimationFrame demos

https://codepen.io/xgqfrms/pen/ZEzeaEL

https://codepen.io/xgqfrms/pen/zYOZPYd

(function testRequestAnimationFrame() {
    window.count = window.count || 0;
    window.count++;
   if(count < 100) {
    	const label = 'requestAnimationFrame';
        console.time(label);
        requestAnimationFrame(() => {
            console.timeEnd(label);
            testRequestAnimationFrame()
        });
   }
})();

setImmediate (IE / Edge)

do not use it!

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Window/setImmediate

next.tick()

https://stackoverflow.com/questions/15349733/setimmediate-vs-nexttick

1. 如果要将函数排在事件队列中已有的任何I / O事件回调之后，请使用setImmediate;

2. 使用process.nextTick有效地将函数排在事件队列头部，以便在当前函数完成后立即执行;

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https://www.haorooms.com/post/js_setTimeout

setTimeout和setinterval的最主要区别是：

1. setTimeou t只运行一次，也就是说设定的时间到后就触发运行指定代码，运行完后即结束;
   
   如果运行的代码中再次运行同样的setTimeout命令，则可循环运行。（即 要循环运行，需函数自身再次调用 setTimeout()）

2. setinterval是循环运行的，即每到设定时间间隔就触发指定代码; 这是真正的定时器。

setinterval使用简单，而setTimeout则比较灵活，可以随时退出循环，而且可以设置为按不固定的时间间隔来运行，比如第一次1秒，第二次2秒，第三次3秒。

事件循环模型

在单线程的 Javascript 引擎中，setTimeout() 是如何运行的呢，这里就要提到浏览器内核中的事件循环模型了;

简单的讲，在 Javascript 执行引擎之外，有一个任务队列，当在代码中调用 setTimeout() 方法时，注册的延时方法会交由浏览器内核其他模块（以 webkit 为例，是 webcore 模块）处理，当延时方法到达触发条件，即到达设置的延时时间时，这一延时方法被添加至任务队列里;

这一过程由浏览器内核其他模块处理，与执行引擎主线程独立，执行引擎在主线程方法执行完毕，到达空闲状态时，会从任务队列中顺序获取任务来执行;

这一过程是一个不断循环的过程，称为事件循环模型。

Javascript 执行引擎的主线程运行的时候，产生堆（heap）和栈（stack）;

程序中代码依次进入栈中等待执行，当调用 setTimeout() 方法时，即图中右侧 WebAPIs 方法时，浏览器内核相应模块开始延时方法的处理，

当延时方法到达触发条件时，方法被添加到用于回调的任务队列，只要执行引擎栈中的代码执行完毕，主线程就会去读取任务队列，依次执行那些满足触发条件的回调函数。

http://www.alloyteam.com/2015/10/turning-to-javascript-series-from-settimeout-said-the-event-loop-model/

https://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html

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xgqfrms 2012-2020

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