JS的三个定时器

2018-08-24 | 27分钟 | yrobot | JS,定时器,三个

本页目录:
setTimeout
setInterval
requestAnimationFrame
JS动画
推荐使用requestAnimationFrame绘制JS动画

setTimeout

  • 在执行时,是在载入后延迟指定时间后执行一次表达式(仅执行一次)

setInterval

  • 在执行时,它从载入后,每隔指定的时间就执行一次表达式
  • 在代码运行到间歇调用和超时调用时,定时器(浏览器中 __独立于js线程的一个线程__)会在相应的时间,将相应的代码放入宏代码队列中,所以不必考虑放代码时,js是否有程序在运行。所以这两个函数只能保证按时将代码放入队列,但具体的执行时间要看队列前的函数执行情况(什么时候轮到放入的函数)。由于这三个函数都是js异步编程的一种实现,所以详情参看JS异步编程 #浏览器线程和Event Loop

requestAnimationFrame

  • 不能指定延迟时间,而是根据浏览器的刷新频率而定(帧),即浏览器页面刷新一次函数就执行一次,适合实现页面动画

JS动画

理解了上面的概念以后,我们不难发现,setTimeout 其实就是通过设置一个间隔时间来不断的改变元素属性,从而达到动画效果的。但我们会发现,利用 seTimeout 实现的动画在某些低端机上会出现卡顿、抖动的现象。 这种现象的产生有两个原因:

  1. setTimeout 的执行时间并不是确定的。在JavaScript中, setTimeout 任务被放进了异步队列中,只有当主线程上的任务执行完以后,才会去检查该队列里的任务是否需要开始执行,所以 setTimeout 的实际执行时机一般要比其设定的时间晚一些。
  2. 刷新频率受 屏幕分辨率 和 屏幕尺寸 的影响,不同设备的屏幕绘制频率可能会不同,而 setTimeout 只能设置一个固定的时间间隔,这个时间不一定和屏幕的刷新时间相同。

以上两种情况都会导致 setTimeout 的执行步调和屏幕的刷新步调不一致,从而引起丢帧现象。 那为什么步调不一致就会引起丢帧呢?

首先要明白,setTimeout 的执行只是在内存中对元素属性进行改变,这个变化必须要等到屏幕下次绘制时才会被更新到屏幕上。如果两者的步调不一致,就可能会导致中间某一帧的操作被跨越过去,而直接更新下一帧的元素。假设屏幕每隔16.7ms刷新一次,而setTimeout 每隔10ms设置图像向左移动1px, 就会出现如下绘制过程:

  • 第0ms:屏幕未绘制, 等待中,setTimeout 也未执行,等待中;
  • 第10ms:屏幕未绘制,等待中,setTimeout 开始执行并设置元素属性 left=1px;
  • 第16.7ms:屏幕开始绘制,屏幕上的元素向左移动了 1px, setTimeout 未执行,继续等待中;
  • 第20ms:屏幕未绘制,等待中,setTimeout 开始执行并设置 left=2px;
  • 第30ms:屏幕未绘制,等待中,setTimeout 开始执行并设置 left=3px;
  • 第33.4ms:屏幕开始绘制,屏幕上的元素向左移动了 3px, setTimeout 未执行,继续等待中;
  • ...

从上面的绘制过程中可以看出,屏幕没有更新 left=2px 的那一帧画面,元素直接从left=1px 的位置跳到了 left=3px 的的位置,这就是丢帧现象,这种现象就会引起动画卡顿。

推荐使用requestAnimationFrame绘制JS动画

与 setTimeout 相比,requestAnimationFrame() 最大的优势是 __由系统来决定回调函数的执行时机__。具体一点讲就是,系统每次绘制之前会主动调用 requestAnimationFrame() 中的回调函数,如果系统绘制率是 60Hz,那么回调函数就每16.7ms 被执行一次,如果绘制频率是75Hz,那么这个间隔时间就变成了 1000/75=13.3ms。换句话说就是,requestAnimationFrame() 的执行步伐跟着系统的绘制频率走。它能保证回调函数在屏幕每一次的绘制间隔中只被执行一次,这样就不会引起丢帧现象,也不会导致动画出现卡顿的问题。

这个API的调用很简单,如下所示:

var progress = 0;
//回调函数
function render() {
    progress += 1; //修改图像的位置
 
    if (progress < 100) {
           //在动画没有结束前,递归渲染
           window.requestAnimationFrame(render);
    }
}
 
//第一帧渲染
window.requestAnimationFrame(render);

除此之外,requestAnimationFrame 还有以下两个优势:

  1. __PU节能__:使用 setTimeout 实现的动画,当页面被隐藏或最小化时,setTimeout 仍然在后台执行动画任务,由于此时页面处于不可见或不可用状态,刷新动画是没有意义的,而且还浪费 CPU 资源。而 rAF 则完全不同,当页面处理未激活的状态下,该页面的屏幕绘制任务也会被系统暂停,因此跟着系统步伐走的 rAF 也会停止渲染,当页面被激活时,动画就从上次停留的地方继续执行,有效节省了 CPU 开销。

  2. __函数节流__:在高频率事件(resize,scroll 等)中,为了防止在一个刷新间隔内发生多次函数执行,使用 rAF 可保证每个绘制间隔内,函数只被执行一次,这样既能保证流畅性,也能更好的节省函数执行的开销。一个绘制间隔内函数执行多次时没有意义的,因为显示器每16.7ms 绘制一次,多次绘制并不会在屏幕上体现出来。

适配低版本

以下代码考虑到部分浏览器不支持requestAnimationFrame的情况,对requestAnimationFrame和cancelAnimationFrame进行降级适配。

if (!Date.now)
    Date.now = function() { return new Date().getTime(); };
 
(function() {
    'use strict';
     
    var vendors = ['webkit', 'moz'];
    for (var i = 0; i < vendors.length && !window.requestAnimationFrame; ++i) {
        var vp = vendors[i];
        window.requestAnimationFrame = window[vp+'RequestAnimationFrame'];
        window.cancelAnimationFrame = (window[vp+'CancelAnimationFrame']
                                   || window[vp+'CancelRequestAnimationFrame']);
    }
    if (/iP(ad|hone|od).*OS 6/.test(window.navigator.userAgent) // iOS6 is buggy
        || !window.requestAnimationFrame || !window.cancelAnimationFrame) {
        var lastTime = 0;
        window.requestAnimationFrame = function(callback) {
            var now = Date.now();
            var nextTime = Math.max(lastTime + 16, now);
            return setTimeout(function() { callback(lastTime = nextTime); },
                              nextTime - now);
        };
        window.cancelAnimationFrame = clearTimeout;
    }
}());
```---  
*本章节部分参考[一像素 博客](https://www.cnblogs.com/onepixel/p/7078617.html),在此感谢!*