理解 Debouncing 与 Throttling 的区别

2023年5月9日 375次阅读 来源: 算法小白

debounce 与 throttle 是前端开发中经常使用到的高阶函数，都是用来处理 Timing Issues 的，两者作用看似相同，都是为了防止函数被高频调用，但实际内部还是有很大差异的。

为什么要引入这两个高阶函数呢？我们可以设想一下的情景：
很多 app 中都有搜索框，而一般搜索框都会配备智能联想的功能，例如输入一个关键词的拼音可以联想出相关的完整关键词，但为了减轻服务器压力，减少用户不必要的流量开销，我们需要一种机制来限制 API 请求的频率。这就是引入这两种高阶函数的原因。

两种节流函数的区别

Throttle (节流阀)

首先我们来看看 throttle 函数的工作方式，从字面意思上看可以理解为事件在一个管道中传输，加上这个节流阀以后，事件的流速就会减慢。实际上这个函数的作用就是如此，它可以将一个函数的调用频率限制在一定阈值内，例如 1s，那么 1s 内这个函数一定不会被调用两次，这里我画了一个形象的示意图，如下：

《理解 Debouncing 与 Throttling 的区别》

上方的时间轴代表上游事件，可能是用户的输入事件或设备传感器发出的回调事件，如果没有经过 throttle 函数处理，那么每次事件就会对应一次响应，假设一个用户某次输入了 10 个字符的搜索关键字，那么服务器就需要处理 10 次检索请求，而如果加上节流阀，并且用户输入文字的手速很快，那么可能服务器就会收到两次请求。

下面我用 Swift 做了一个简易实现：

func throttle(threshold: TimeInterval, action: @escaping Action) -> Action {
    var last: CFAbsoluteTime = 0
    var timer: DispatchSourceTimer?
    return {
        let current = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
        if current >= last + threshold {
            action()
            last = current
        } else {
            if timer != nil {
                timer!.cancel()
            }

            timer = DispatchSource.makeTimerSource()
            timer!.setEventHandler {
                action()
            }

            timer!.scheduleOneshot(deadline: .now() + .milliseconds(Int(threshold * 1000)))
            timer!.activate()
        }
    }
}

实际上就是记录每次函数被实际调用时的绝对时间，如果下次调用时没有到达指定时间，就推迟这次调用。这里要注意的是不能直接忽略掉这次调用，因为有可能会忽略掉用户最后一次输入操作而导致最终结果不完整，因此我们设置了一个 Timer 来延迟触发，并且如果有新 timer 要启动，首先取消掉旧 timer，因为那次调用的结果已经没有意义了。

然后我们看一下实际的效果（不动请在新窗口打开）：

《理解 Debouncing 与 Throttling 的区别》

可以看到，不管我点击按钮有多快，在指定时间内只能触发这么多次事件，而设置多长时间的阈值就视服务器性能和带宽等因素而定了。

Debounce (防抖动)

在说明这个函数之前，我想举一个大家都肯定遇见过的例子，那就是鼠标连击。鼠标的微动开关都是有寿命的，而寿命长短与质量都参差不齐，很多廉价鼠标经常会出现连击的问题，就是把单击当成双击（或者三击甚至更多击…）。如果系统的鼠标事件被 debounce 函数处理过，那么这个问题就不可能发生了。事实上不管是 Windows 还是 macOS 都有相应的钩子 API 来做到这件事，有兴趣大家可以自己写一个小程序来应对鼠标连击。

那么这个函数到底做了什么事呢？我们先看下面这张示意图：

《理解 Debouncing 与 Throttling 的区别》

我们可以看到，不管上游事件触发了多少次，下游就产生了一次事件。也就是说当一次事件发生后，事件处理器要等一定阈值的时间，如果这段时间过去后 再也没有 事件发生，就处理最后一次发生的事件。假设还差 0.01 秒就到达指定时间，这时又来了一个事件，那么之前的等待作废，需要重新再等待指定时间。

实现如下：

func debounce(threshold: TimeInterval, action: @escaping Action) -> Action {
    var timer: DispatchSourceTimer?
    return {
        if timer != nil {
            timer!.cancel()
        }

        timer = DispatchSource.makeTimerSource()
        timer!.setEventHandler {
            action()
        }

        timer!.scheduleOneshot(deadline: .now() + .milliseconds(Int(threshold * 1000)))
        timer!.activate()
    }
}

同样是使用了 timer，每次函数被调用时都开启一个 timer 来推迟内部函数的执行，同时取消旧的 timer。这个函数实现起来比较简单。

下面是实际效果（不动请在新窗口打开）：

《理解 Debouncing 与 Throttling 的区别》

如果这个函数被应用到搜索中去，最终的效果就是，每次用户输入完他想搜索的关键字后，API 才会被调用，不管中途他输入了多少字，输入了多长时间。

总结

两种函数在实际应用中选择哪一个归根到底还要看使用场景，对于其实现，我们需要讲究一个原则就是：最后一次事件一定要得到处理。文中的代码实现可以运用到生产环境，但并不是 thread-safe 的，只适合 UI 层的事件处理。

    原文作者：算法小白
    原文地址: https://juejin.im/entry/58490e9eac502e006914c602
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