JS 定时器时长控制细节

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背景


JS 最常使用 setTimeoutsetInterval 来延迟或定时循环执行函数,通常会传递第二个参数来控制延迟或间隔执行的时间。

但开发者必须意识到函数执行时间并非精确地符合预期,在以下场景中它会超出你的预期

  1. CPU 繁忙(主线程被长时间占用),JS 无法按开发者设定的预期时间延迟函数
  2. 定时器过于频繁地执行(第二个参数 < 4),达到一定条件后浏览器(或说 JS 执行引擎)会限制定时器执行频率
  3. 页面处于后台,浏览器为了降低 CPU 资源占用、电池消耗,会主动限制定时器的执行频率
    • 后文会介绍如何在必要的时候绕过这个限制

总结以上的特征,定时器在你进行简单主动地检测时它往往符合预期,但经常会悄悄地偏离你的预期。
因为简单检测时,页面肯定处于前台,而且不会达到限制条件;你可以复制后文中设计好的代码来检测定时器的延迟特性。

CPU 繁忙


const t = performance.now()
setTimeout(() => {
  
  console.log(performance.now() - t)
}, 100)
while(performance.now() - t < 1000){}

最小延迟时长 >= 4ms


在浏览器中,由于函数嵌套(嵌套层级达到一定深度),或者是由于已经执行的 setInterval 的回调函数阻塞导致 setTimeout()/setInterval() 的每调用一次定时器的最小间隔是 4ms。

尝试在不同浏览器分别执行以下两段代码,观察打印的间隔值。
前几次(不同浏览器有差异)间隔差不多1ms,后续间隔时长都大于4ms。

let t = performance.now()
setInterval(() => {
  console.log(performance.now() - t)
  t = performance.now()
}, 1)


let t = performance.now()
function loop() {
  console.log(performance.now() - t)
  t = performance.now()

  setTimeout(loop, 1)
}
loop()

也就是说:小于 4ms 的异步循环任务 期望的延迟时间是不靠谱的。
如果有小于 4ms 的异步循环任务,得小心了,这个限制无法绕过

后台页面 最小延迟 >= 1000ms


为了优化后台 tab 的加载损耗(以及降低耗电量),在未被激活的 tab 中定时器的最小延时限制为 1000ms。

这经常导致一些看似正常工作的程序,后台运行一段时间后就出现 bug 了。
甚至导致需要常驻后台的主要功能无法正常工作。

解决方法:使用 WebWorker 中的 setInterval 向主线程发送消息(postmessage),主线程会立即执行。
理解浏览器限制的原因,如非必要不要随意使用该方法

# 基于 WebWorker 的后台定时器

有了解决思路,但每次碰到需要后台的定时器,就创建一个WebWorker也不合适。

一个极简、可以在后台页面定时运行任务的工具函数实现。
提供简单的API,支持在有任务时自动启动定时器,无任务自动终止。

请查看原文

选择 16.6ms 作为基础间隔时长的原因

  • 大约是普通情况下(60FPS)浏览器每帧的间隔时间,方便执行跟渲染相关的任务
  • 方便计算间隔时长,比如 5s 一次的循环任务 timer16ByWorker(() => {}, 5 * 60)

有其他时间间隔的需要也可以修改 let interval = 16.6 的值。
注意参考前文,值不能小于 4ms

附录


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