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完整面试题地址:
作者:程序员poetry
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# Webapi:setTimeout是怎么实现的

那在接下来的两篇文章中,我会通过setTimeout和XMLHttpRequest这两个 WebAPI 来介绍事件循环的应用。这两个 WebAPI 是两种不同类型的应用,比较典型,并且在 JavaScript 中的使用频率非常高。你可能觉得它们太简单、太基础,但有时候恰恰是基础简单的东西才最重要,了解它们是如何工作的会有助于你写出更加高效的前端代码。

本篇文章主要介绍的是setTimeout。其实说起 setTimeout 方法,从事开发的同学想必都不会陌生,它就是一个定时器,用来指定某个函数在多少毫秒之后执行。它会返回一个整数,表示定时器的编号,同时你还可以通过该编号来取消这个定时器。下面的示例代码就演示了定时器最基础的使用方式:

function showName(){
  console.log(" 极客时间 ")
}
var timerID = setTimeout(showName,200);
@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

执行上述代码,输出的结果也很明显,通过 setTimeout 指定在 200 毫秒之后调用 showName 函数,并输出“极客时间”四个字。

简单了解了 setTimeout 的使用方法后,那接下来我们就来看看浏览器是如何实现定时器的,然后再介绍下定时器在使用过程中的一些注意事项

# 浏览器怎么实现 setTimeout

要了解定时器的工作原理,就得先来回顾下之前讲的事件循环系统,我们知道渲染进程中所有运行在主线程上的任务都需要先添加到消息队列,然后事件循环系统再按照顺序执行消息队列中的任务。下面我们来看看那些典型的事件

  • 当接收到 HTML 文档数据,渲染引擎就会将“解析 DOM”事件添加到消息队列中,
  • 当用户改变了 Web 页面的窗口大小,渲染引擎就会将“重新布局”的事件添加到消息队列中。
  • 当触发了 JavaScript 引擎垃圾回收机制,渲染引擎会将“垃圾回收”任务添加到消息队列中。
  • 同样,如果要执行一段异步 JavaScript 代码,也是需要将执行任务添加到消息队列中

以上列举的只是一小部分事件,这些事件被添加到消息队列之后,事件循环系统就会按照消息队列中的顺序来执行事件。

所以说要执行一段异步任务,需要先将任务添加到消息队列中。不过通过定时器设置回调函数有点特别,它们需要在指定的时间间隔内被调用,但消息队列中的任务是按照顺序执行的,所以为了保证回调函数能在指定时间内执行,你不能将定时器的回调函数直接添加到消息队列中。

那么该怎么设计才能让定时器设置的回调事件在规定时间内被执行呢?你也可以思考下,如果让你在消息循环系统的基础之上加上定时器的功能,你会如何设计?

在 Chrome 中除了正常使用的消息队列之外,还有另外一个消息队列,这个队列中维护了需要延迟执行的任务列表,包括了定时器和 Chromium 内部一些需要延迟执行的任务。所以当通过 JavaScript 创建一个定时器时,渲染进程会将该定时器的回调任务添加到延迟队列中

源码中延迟执行队列的定义如下所示:

DelayedIncomingQueue delayed_incoming_queue;
@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

当通过 JavaScript 调用 setTimeout 设置回调函数的时候,渲染进程将会创建一个回调任务,包含了回调函数 showName、当前发起时间、延迟执行时间,其模拟代码如下所示:

struct DelayTask{
  int64 id;
  CallBackFunction cbf;
  int start_time;
  int delay_time;
};
DelayTask timerTask;
timerTask.cbf = showName;
timerTask.start_time = getCurrentTime(); // 获取当前时间
timerTask.delay_time = 200;// 设置延迟执行时间
@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

创建好回调任务之后,再将该任务添加到延迟执行队列中,代码如下所示:

delayed_incoming_queue.push(timerTask);
@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

现在通过定时器发起的任务就被保存到延迟队列中了,那接下来我们再来看看消息循环系统是怎么触发延迟队列的。

我们可以来完善上一篇文章中消息循环的代码,在其中加入执行延迟队列的代码,如下所示

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