【JavaScript】 setTimeout(fn, 0) 意味着什么？

梦里梦外; 2022-05-27 06:14 268阅读 0赞

转载自：[JavaScript 下的 setTimeout(fn, 0) 意味着什么？][JavaScript _ setTimeout_fn_ 0_]

近期在研究异步编程的我对于 setTimeout 之类的东西异常敏感。在 SegmentFault 上看到了一个问题《关于SetTimeout时间设为0时》：提问者读了一篇文章，原文解释 setTimeout 延迟时间为 0 时会发生的事情，提问者提出了几个文章中的几个疑点。读了那篇文章之后发现原文的作者对于 setTimeout 的理解和自己的认知有点出入，于是编写了相关测试的代码以求答案。最终编写了这篇文章。

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### 起因 ###

上午在SegmentFault上看到了这个问题 《[关于SetTimeout 时间设为 0 时][SetTimeout _ 0]》 ，原提问者注明了问题来源：《[JS setTimeout 延迟时间为 0 的详解][JS setTimeout _ 0]》。这个问题来源也是转载的，我后来找到了 出处。

在问题来源的那篇的文章中（后者），讲述了JS是单线程引擎：它把任务放到队列中，不会同步去执行，必须在完成一个任务后才开始另外一个任务。

而后，转载的那篇文章列出并补充了原文的栗子：

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
    <html>
    <head>
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
        <title>setTimeout</title>
        <script type="text/javascript"> function get(id) { return document.getElementById(id); } window.onload = function () { //第一个例子：未使用setTimeout get('makeinput').onmousedown = function () { var input = document.createElement('input'); input.setAttribute('type', 'text'); input.setAttribute('value', 'test1'); get('inpwrapper').appendChild(input); input.focus(); input.select(); } //第二个例子：使用setTimeout get('makeinput2').onmousedown = function () { var input = document.createElement('input'); input.setAttribute('type', 'text'); input.setAttribute('value', 'test1'); get('inpwrapper2').appendChild(input); //setTimeout setTimeout(function () { input.focus(); input.select(); }, 0); } //第三个例子，onkeypress输入的时候少了一个值 get('input').onkeypress = function () { get('preview').innerHTML = this.value; } } </script>
    </head>
    <body>
        <h1><code>setTimeout</code></h1>
        <h2>1、未使用 <code>setTimeout</code></h2>
        <button id="makeinput">生成 input</button>
        <p id="inpwrapper"></p>
    
    
        <h2>2、使用 <code>setTimeout</code></h2>
        <button id="makeinput2">生成 input</button>
        <p id="inpwrapper2"></p>
    
    
        <h2>3、另一个例子</h2>
        <p>
            <input type="text" id="input" value="" /><span id="preview"></span>
        </p>
    </body>
    </html>

这是代码实例：

width="100%" height="300" src="//jsrun.net/drKKp/embedded/all/light/" allowfullscreen="allowfullscreen">

原文中有这么一段话，描述的有点抽象：

> JavaScript引擎在执行 onmousedown 时，由于没有多线程的同步执行，不可能同时去处理刚创建元素的 focus 和 select 方法，由于这两个方法都不在队列中，在完成 onmousedown 后，JavaScript 引擎已经丢弃了这两个任务，正如第一种情况。而在第二种情况中，由于setTimeout 可以把任务从某个队列中跳脱成为新队列，因而能够得到期望的结果。

我看到这里就觉得非常不对劲了。因为按照这种任务会被丢弃的说法，那么只要在事件触发的函数中再触发其他的事件都会被丢弃，浏览器是绝对不会这么做的，于是我编写了测试代码：

下面的 onclick() 最终是执行了：弹出了 “linkFly”。

而在转载的文中为了引人深思，又提出了第三个例子：

> 在此，你可以看看例子 3，它的任务是实时更新输入的文本，现在请试试，你会发现预览区域总是落后一拍，比如你输 a, 预览区并没有出现 a, 在紧接输入 b 时，a 才不慌不忙地出现。

而文中最后留给大家的思考的问题，解决方案就是使用 setTimeout 再次调整浏览器的代码任务运行队列。

var domInput = get('input');
        domInput.onkeypress = function () { 
            setTimeout(function () { 
                //第三个例子的问题就这样就会被解决
                get('preview').innerHTML = domInput.value;
            })
        }

原文和转载的文章中都对 setTimeout(fn,0) 进行了思考，但原文指出的问题本质漏洞百出，所以才出了这篇文章，我们的正文，现在开始。

### 单线程的 JavaScript ###

首先我们来看浏览器下的 JavaScript：

浏览器的内核是多线程的，它们在内核制控下相互配合以保持同步，一个浏览器至少实现三个常驻线程：javascript 引擎线程，GUI 渲染线程，浏览器事件触发线程。

>  *  javascript 引擎是基于事件驱动单线程执行的，JS 引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理，浏览器无论什么时候都只有一个JS线程在运行 JS 程序。
>  *  GUI 渲染线程负责渲染浏览器界面，当界面需要重绘 (Repaint) 或由于某种操作引发回流 (reflow) 时,该线程就会执行。但需要注意 GUI 渲染线程与 JS 引擎是互斥的，当 JS 引擎执行时 GUI 线程会被挂起，GUI 更新会被保存在一个队列中等到 JS 引擎空闲时立即被执行。
>  *  事件触发线程，当一个事件被触发时该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待 JS 引擎的处理。这些事件可来自 JavaScript 引擎当前执行的代码块如 setTimeOut 、也可来自浏览器内核的其他线程如鼠标点击、AJAX 异步请求等，但由于 JS 的单线程关系所有这些事件都得排队等待 JS 引擎处理。（当线程中没有执行任何同步代码的前提下才会执行异步代码）

js的单线程在这一段面试代码中尤为明显（理解即可，请不要尝试…浏览器会假死的）：

var isEnd = true;
        window.setTimeout(function () { 
            isEnd = false;//1s后，改变isEnd的值
        }, 1000);
        //这个while永远的占用了js线程，所以setTimeout里面的函数永远不会执行
        while (isEnd);
        //alert也永远不会弹出
        alert('end');

在我工作中对 js 的认识，个人认为 js 的任务单位是函数。即，一个函数表示着一个任务，这个函数没有执行结束，则在浏览器中当前的任务即没有结束。

上面的代码中，当前任务因为 while 的执行而造成永远无法执行，所以后面的 setTimeout 也永远不会被执行。它在浏览器的任务队列中如图所示：  
![这里写图片描述][70]

### setTimeout背后意味着什么 ###

这篇文章一直在使用 setTimeout 为我们展现和理解js单线程的设计，只是它错误的使用了 Event 来进行演示，并过度解读了 Event。 这里原文和转载的文章忽略了这些基础的事件触发，而且也偏偏挑了两套本身设计就比较复杂的API：onmouseXXX 系列和 onkeyXXX 系列。

onKeyXXX 系列的API触发顺序如图：  
![这里写图片描述][70 1]  
而我个人所理解它们对应的功能：

>  *  onkeydown - 主要获取和处理当前按下按键，例如按下 Enter 后进行提交。在这一层，并没有更新相关 DOM 元素的值。
>  *  onkeypress - 主要获取和处理长按键，因为 onkeypress 在长按键盘的情况下会反复触发直到释放，这里并没有更新相关 DOM 元素的值，值得注意的是：keypress 之后才会更新值，所以在长按键盘反复触发 onkeypress 事件的时候，后一个触发的 onkeypress 能得到上一个onkeypress 的值。所以出现了 onkeypress 每次取值都会是上一次的值而不是最新值。
>  *  onkeyup - 触发 onkeyup 的 DOM 元素的值在这里已经更新，可以拿到最新的值，所以这里主要处理相关 DOM 元素的值。

流程就是上面的图画的那样：

> onkeydown => onkeypress => onkeyup

使用了setTimeout之后，流程应该是下面这样子的：

> onkeydown => onkeypress => function => onkeyup

使用 setTimeout(fn,0) 之后，在 onkeypress 后面插入了我们的函数 function。上面所说，浏览器在 onkeypress 之后就会更新相关 DOM 元素的状态 (input\[type=text\] 的 value)，所以我们的 function 里面可以拿到最新的值。

所以我们在 onkeypress 里面挂起 setTimeout 能拿到正确的值，下面的代码可以测试使用 setTimeout(fn,0) 之后的流程：

然后我们再来谈谈原代码中的示例 1 和示例 2，示例 1 和示例 2 的区别在这里：

//示例1
    input.focus();
    input.select();
    
    //示例2
    setTimeout(function () { 
        input.focus();
        input.select();
    }, 0);

原文章中说示例 1 的 focus() 和 select() 在 onmousedown 事件中被丢弃，从而导致了没有选中，但原文的作者忽略了他注册的事件是： onmousedown。

我们暂且不讨论 onmouseXXX 系的其他 API，我们仅关注和点击相关的，它们的执行顺序是：

>  *  mousedown - 鼠标按钮按下
>  *  mouseup - 鼠标按钮释放
>  *  click - 完成单击

我们在 onmousedown 里面新建了 input ，并且选中 input 的值（调用了 input.focus(), input.select()）。 那么为什么没有被选中呢？这样，我们来做一次测试，看看我们的 onfocus 到底是被丢弃了，还是触发了。我们把原文的代码进行改写：

代码运行的结果是这样的：  
![这里写图片描述][70 2]  
我们的 input focus 执行了——那么它为什么没有获取到焦点呢？我们再看看后面执行的函数：我们点击的按钮，在 mousedown 之后，才获得焦点，也就是说：我们的 input 本来已经得到了 focus()，但在 onmousedown 之后，我们点击的按钮才迟迟触发了自己的 onfocus()，导致我们的 input 被覆盖。 我们再加上 setTimeout 进行测试：

执行结果是这样：  
![这里写图片描述][70 3]  
可以看见当我们点击 “生成” 按钮的时候，按钮的 focus 正确的执行了，然后才执行了 input focus。 在示例 1 中，我们在 onmousedown() 中执行了 input.focus() 导致 input 得到焦点，而 onmousedown 之后，我们点击的按钮才迟迟得到了自己的焦点，造成了我们 input 刚拿到手还没焐热的焦点被转移。

而示例 2 中的代码，我们延迟了焦点，当按钮获得焦点之后，我们的 input 再把焦点抢过来，所以，使用 setTimeout(fn,0) 之后，我们的 input 可以得到焦点并选中文本。 这里值得思考的 focus() 的执行时机，根据这次测试观察，发现 focus 事件好像挂载在 mousedown 之内的最后面，而不是直接挂在 mousedown 的后面。它和 mousedown 仿佛是一体的。 我们使用 setTimeout 之前的任务流程是这样的（->表示在上一个任务中，=>表示在上一个任务后）：

> onmousedown -> onmousedown中执行了input.focus() -> button.onfocus => onmouseup => onclick

![这里写图片描述][70 4]  
而我们使用了 setTimeout 之后的任务流程是这样的：

> onmousedown -> button.onfocus => input.focus => onmouseup => onclick

![这里写图片描述][70 5]  
而从上面的流程上我们得知了另外的消息，我们还可以把 input.focus 挂在 mouseup 和 click 下，因为在这些事件之前，我们的按钮已经得到过焦点了，不会再抢我们的焦点了。

makeBtn.click = function (e) { 
        console.log(e.type);
        var input = document.createElement('input');
        input.setAttribute('type', 'text');
        input.setAttribute('value', 'test1');
        get('inpwrapper').appendChild(input);
        input.onfocus = function () { //观察我们新生成的input什么时候获取焦点的
            console.info('input focus');
        };
        input.focus();
        input.select();
    }

我们应该认识到，利用 setTimeout(fn,0) 的特性，可以帮助我们在某些极端场景下，修正浏览器的下一个任务。

到了这里，我们已经可以否定原文所说的： “JavaScript引擎已经丢弃了这两个任务”。

我仍然相信，浏览器是爱我们的（除了 IE6 和移动端一些 XXOO 的浏览器！！！！）浏览器并不会平白无故的丢弃我们辛劳写下的代码，多数时候，只是因为我们没有看见背后的真相而已。

当我们踏进计算机的世界写下 “hello world” 的时候就应该坚信，这个二进制的世界里，永远存在真相。

[JavaScript _ setTimeout_fn_ 0_]: https://tasaid.com/blog/20160907170939.html
[SetTimeout _ 0]: https://tasaid.com/link?url=http://segmentfault.net/q/1010000002590298
[JS setTimeout _ 0]: https://tasaid.com/link?url=http://blog.csdn.net/lsk_jd/article/details/6080772
[70]: /images/20220527/51b4c83bc9e54b6584f21ef36d1ff422.png
[70 1]: /images/20220527/4b39dbd81fbe4992b4bb0475f3970fe8.png
[70 2]: /images/20220527/fa9db50c5ad342a285bc253a373d62be.png
[70 3]: /images/20220527/4fe05daa54d541d3b9262166ef93fd44.png
[70 4]: /images/20220527/5f162723562448ce93ff55b4058089f7.png
[70 5]: /images/20220527/4c46738f9a914eeaa2d0cbc90b45afa0.png