Debounce vs Throttle

news/2023/12/9 17:04:16

我们在处理事件的时候，有些事件由于触发太频繁，而每次事件都处理的话，会消耗太多资源，导致浏览器崩溃。最常见的是我们在移动端实现无限加载的时候，移动端本来滚动就不是很灵敏，如果每次滚动都处理的话，界面就直接卡死了。

因此，我们通常会选择，不立即处理事件，而是在触发一定次数或一定时间之后进行处理。这时候我们有两个选择： debounce（防抖动）和 throttle（节流阀）。

之前看过很多文章都还是没有太弄明白两者之间的区别，最后通过看源码大致了解了两者之间的区别以及简单的实现思路。

首先，我们通过实践来最简单的看看二者的区别：

图片描述

可以看到，throttle会在第一次事件触发的时候就执行，然后每隔wait(我这里设置的2000ms)执行一次，而debounce只会在事件结束之后执行一次。

有了一个大概的印象之后，我们看一看lodash的源码对debounce和throttle的区别。

这里讨论默认情况

function throttle(func, wait, options) {
  let leading = true,
    trailing = true;

  if (typeof func !== 'function') {
    throw new TypeError(FUNC_ERROR_TEXT);
  }
  if (typeof options === 'object') {
    leading = 'leading' in options
      ? !!options.leading
      : leading;
    trailing = 'trailing' in options
      ? !!options.trailing
      : trailing;
  }
  return debounce(func, wait, {
    leading,
    maxWait: wait,
    trailing,
  });
}

可以看到，throttle最后返回的还是debounce函数，只是指定了options选项。那么接下来我们就集中分析debounce。

function debounce(fn, wait, options) {
    var lastArgs,
      lastThis,
          maxWait,
          result,
          timerId,
          lastCallTime,
          lastInvokeTime = 0,
          leading = false,
          maxing = false,
          trailing = true;
      function debounced() {
        var time = now(),
            isInvoking = shouldInvoke(time);

        lastArgs = arguments;
        lastThis = this;
        lastCallTime = time;

        if (isInvoking) {
          if (timerId === undefined) {
            return leadingEdge(lastCallTime);
          }
          if (maxing) {
            // Handle invocations in a tight loop.
            timerId = setTimeout(timerExpired, wait);
            return invokeFunc(lastCallTime);
          }
        }
        if (timerId === undefined) {
          timerId = setTimeout(timerExpired, wait);
        }
        return result;
      }
      debounced.cancel = cancel;
      debounced.flush = flush;
      return debounced;
}

为了记录每次执行的相关信息，debounce函数最后返回的是一个函数，形成一个闭包。

这也解释了为什么这样写不行：

    window.addEventListener('resize', function(){
      _.debounce(onResize, 2000);
    });

这样写根本就不会调用内部的debounced函数。

解决第一个不同

在debounced内部呢，首先记录了当前调用的时间，然后通过shouldInvoke这个函数判断是否应该调用传入的func。

      function shouldInvoke(time) {
        var timeSinceLastCall = time - lastCallTime,
            timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime;

        // Either this is the first call, activity has stopped and we're at the
        // trailing edge, the system time has gone backwards and we're treating
        // it as the trailing edge, or we've hit the `maxWait` limit.
        return (lastCallTime === undefined || (timeSinceLastCall >= wait) ||
          (timeSinceLastCall < 0) || (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait));
      }

可以看到，该函数返回true的几个条件。其中需要我们引起注意的是最后一个条件，这是debounce 与throttle的区别之一。

首先maxing通过函数开始的几行代码判断：

      if (isObject(options)) {
        leading = !!options.leading;
        maxing = 'maxWait' in options;
        maxWait = maxing ? nativeMax(toNumber(options.maxWait) || 0, wait) : maxWait;
        trailing = 'trailing' in options ? !!options.trailing : trailing;
      }

我们看到，在定义throttle的时候，给debounce函数给传入了options，而里面包含maxWait这个属性，因此，对于throttle来说，maxing为true，而没有传入options的debounce则为false。这就是二者区别之一。在这里决定了shouldInvoke函数返回的值，以及是否执行接下去的逻辑判断。

我们再回到debounced这个函数:

  if (isInvoking) {
          if (timerId === undefined) {
            return leadingEdge(lastCallTime);
          }
          if (maxing) {
            // Handle invocations in a tight loop.
            timerId = setTimeout(timerExpired, wait);
            return invokeFunc(lastCallTime);
          }
        }
        if (timerId === undefined) {
          timerId = setTimeout(timerExpired, wait);
        }

在第一次调用的时候，debounce 和 throttle 的 isInvoking
为true, 且此时timerId === undefined也成立，就返回leadingEdge(lastCallTime)这个函数。

那么我们再来看看leadingEdge 这个函数;

      function leadingEdge(time) {
        // Reset any `maxWait` timer.
        lastInvokeTime = time;
        // Start the timer for the trailing edge.
        timerId = setTimeout(timerExpired, wait);
        // Invoke the leading edge.
        return leading ? invokeFunc(time) : result;
      }

这里出现了debounce和throttle的第二个区别。这个函数首先是设置了一个定时器，随后返回的结果由leading决定。在默认情况下，throttle传入的leading为true，而debounce为false。因此，throttle会马上执行传入的函数，而debounce不会。

这里我们就解决了它们的第一个不同：throttle会在第一次调用的时候就执行，而debounce不会。

解决第二个不同

我们再回到shouldInvoke的返回条件那里，如果在一个时间内频繁的调用，前面三个条件都不会成立，对于debounce来说，最后一个也不会成立。而对于throttle来说，首先maxing为true，而如果距离上一次*传入的func 函数调用大于maxWait最长等待时间的话，它也会返回true。

function shouldInvoke(time) {
        var timeSinceLastCall = time - lastCallTime,
            timeSinceLastInvoke = time - lastInvokeTime;

        return (lastCallTime === undefined || (timeSinceLastCall >= wait) ||
          (timeSinceLastCall < 0) || (maxing && timeSinceLastInvoke >= maxWait));
      }

        if (isInvoking) {
          if (timerId === undefined) {
            return leadingEdge(lastCallTime);
          }
          if (maxing) {
            // Handle invocations in a tight loop.
            timerId = setTimeout(timerExpired, wait);
            return invokeFunc(lastCallTime);
          }
        }

那么在shouldInvoke成立之后，throttle会设置一个定时器，返回执行传入函数的结果。

这就是debounce 和 throttle 之间的第二个区别：throttle会保证你每隔一段时间都会执行，而debounce不会。

那么还有最后一个问题，那我之前设置的定时器怎么办呢？

timerId = setTimeout(timerExpired, wait);

定时器执行的是timerExpired这个函数，而这个函数又会通过shouldInvoke进行一次判断。

function timerExpired() {
        var time = now();
        if (shouldInvoke(time)) {
          return trailingEdge(time);
        }
        // Restart the timer.
        timerId = setTimeout(timerExpired, remainingWait(time));
      }

最后，传入的func怎么执行的呢？下面这个函数实现：

function invokeFunc(time) {
        var args = lastArgs,
            thisArg = lastThis;

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

饿了么的简单实现

在看饿了么的infinite scroll这个源码的时候，看到了一个简单版本的实现：

var throttle = function (fn, delay) {
  var now, lastExec, timer, context, args; 

  var execute = function () {
    fn.apply(context, args);
    lastExec = now;
  };

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

    now = Date.now();

    if (timer) {
      clearTimeout(timer);
      timer = null;
    }

    if (lastExec) {
      var diff = delay - (now - lastExec);
      if (diff < 0) {
        execute();
      } else {
        timer = setTimeout(() => {
          execute();
        }, diff);
      }
    } else {
      execute();
    }
  };
};

那么它的思路很简单：