JavaScript-Timer: Alles, was Sie wissen müssen

Vor ein paar Wochen habe ich diese Interviewfrage getwittert:

*** Beantworten Sie jetzt die Frage in Ihrem Kopf, bevor Sie fortfahren ***

Etwa die Hälfte der Antworten auf den Tweet war falsch. Die Antwort ist NICHT V8 (oder andere VMs) !! Obwohl bekannt als "JavaScript-Timer", sind Funktionen wie setTimeoutund setIntervalnicht Teil der ECMAScript-Spezifikationen oder anderer JavaScript-Engine-Implementierungen. Timer-Funktionen werden von Browsern implementiert und ihre Implementierungen unterscheiden sich zwischen verschiedenen Browsern. Timer werden auch nativ von der Node.js-Laufzeit selbst implementiert.

In Browsern sind die Hauptfunktionen des Timers Teil der WindowBenutzeroberfläche, die einige andere Funktionen und Objekte enthält. Diese Schnittstelle stellt alle ihre Elemente global im Hauptbereich von JavaScript zur Verfügung. Aus diesem Grund können Sie setTimeoutdirekt in der Konsole Ihres Browsers ausführen .

In Node sind Timer Teil des globalObjekts, das sich ähnlich wie die WindowBenutzeroberfläche des Browsers verhält . Sie können den Quellcode der Timer in Node hier sehen.

Einige denken vielleicht, dass dies eine schlechte Interviewfrage ist - warum ist es überhaupt wichtig, das zu wissen?! Als JavaScript-Entwickler sollten Sie dies wissen, denn wenn Sie dies nicht tun, könnte dies ein Zeichen dafür sein, dass Sie nicht vollständig verstehen, wie V8 (und andere VMs) mit Browsern und Node interagieren.

Lassen Sie uns ein paar Beispiele und Herausforderungen zu Timerfunktionen machen.

Update: Dieser Artikel ist jetzt Teil meiner „Vollständigen Einführung in Node.js“.

Sie können die aktualisierte Version hier lesen.

Verzögerung der Ausführung einer Funktion

Timer-Funktionen sind Funktionen höherer Ordnung, mit denen die Ausführung anderer Funktionen verzögert oder wiederholt werden kann (die sie als erstes Argument erhalten).

Hier ist ein Beispiel für die Verzögerung:

// example1.js setTimeout( () => { console.log('Hello after 4 seconds'); }, 4 * 1000 );

In diesem Beispiel wird setTimeoutdas Drucken der Begrüßungsnachricht um 4 Sekunden verzögert. Das zweite Argument setTimeoutist die Verzögerung (in ms). Deshalb habe ich 4 mit 1000 multipliziert, um es in 4 Sekunden zu machen.

Das erste Argument setTimeoutist die Funktion, deren Ausführung verzögert wird.

Wenn Sie die example1.jsDatei mit dem nodeBefehl ausführen , hält der Knoten 4 Sekunden lang an und druckt dann die Begrüßungsnachricht (und beendet sie danach).

Beachten Sie, dass das erste Argument setTimeoutist nur eine Funktion Referenz . Es muss keine Inline-Funktion sein, wie sie es example1.jshat. Hier ist das gleiche Beispiel ohne Verwendung einer Inline-Funktion:

const func = () => { console.log('Hello after 4 seconds'); }; setTimeout(func, 4 * 1000);

Argumente übergeben

Wenn die Funktion, mit setTimeoutder die Ausführung verzögert wird, Argumente akzeptiert, können wir die verbleibenden Argumente für sich setTimeoutselbst verwenden (nach der 2, die wir bisher kennengelernt haben), um die Argumentwerte an die verzögerte Funktion weiterzuleiten.

// For: func(arg1, arg2, arg3, ...) // We can use: setTimeout(func, delay, arg1, arg2, arg3, ...)

Hier ist ein Beispiel:

// example2.js const rocks = who => { console.log(who + ' rocks'); }; setTimeout(rocks, 2 * 1000, 'Node.js');

Die rocksobige Funktion, die um 2 Sekunden verzögert ist, akzeptiert ein whoArgument und der setTimeoutAufruf gibt den Wert " Node.js " als dieses whoArgument weiter.

Wenn Sie example2.jsden nodeBefehl ausführen, wird nach 2 Sekunden " Node.js rockt " ausgedruckt.

Timers Challenge # 1

Mit was Sie bisher über gelernt setTimeout, Drucken Sie die folgenden zwei Meldungen nach ihren entsprechenden Verzögerungen.

  • Drucken Sie nach 4 Sekunden die Meldung „ Hallo nach 4 Sekunden
  • Drucken Sie nach 8 Sekunden die Meldung „ Hallo nach 8 Sekunden “.

Einschränkungen :

Sie können in Ihrer Lösung nur eine einzige Funktion definieren, die Inline-Funktionen enthält. Dies bedeutet, dass viele setTimeoutAnrufe genau dieselbe Funktion verwenden müssen.

Lösung

So würde ich diese Herausforderung lösen:

// solution1.js const theOneFunc = delay => { console.log('Hello after ' + delay + ' seconds'); }; setTimeout(theOneFunc, 4 * 1000, 4); setTimeout(theOneFunc, 8 * 1000, 8);

Ich habe theOneFuncein delayArgument erhalten und den Wert dieses delayArguments in der gedruckten Nachricht verwendet. Auf diese Weise kann die Funktion verschiedene Nachrichten drucken, basierend auf dem Verzögerungswert, den wir an sie übergeben.

Ich habe dann theOneFunczwei setTimeoutAnrufe verwendet, einen, der nach 4 Sekunden ausgelöst wird, und einen, der nach 8 Sekunden ausgelöst wird. Beide setTimeoutAufrufe erhalten auch ein drittes Argument, das das delayArgument für darstellt theOneFunc.

Wenn Sie die solution1.jsDatei mit dem nodeBefehl ausführen, werden die Herausforderungsanforderungen, die erste Nachricht nach 4 Sekunden und die zweite Nachricht nach 8 Sekunden ausgedruckt.

Wiederholen der Ausführung einer Funktion

Was wäre, wenn ich Sie bitten würde, für immer alle 4 Sekunden eine Nachricht auszudrucken?

Während Sie setTimeouteine Schleife einfügen können, bietet die Timer-API auch die setIntervalFunktion, die die Anforderung erfüllen würde, etwas für immer zu tun.

Hier ist ein Beispiel für setInterval:

// example3.js setInterval( () => console.log('Hello every 3 seconds'), 3000 );

This example will print its message every 3 seconds. Executing example3.js with the node command will make Node print this message forever, until you kill the process (with CTRL+C).

Cancelling Timers

Because calling a timer function schedules an action, that action can also be cancelled before it gets executed.

A call to setTimeout returns a timer “ID” and you can use that timer ID with a clearTimeout call to cancel that timer. Here’s an example:

// example4.js const timerId = setTimeout( () => console.log('You will not see this one!'), 0 ); clearTimeout(timerId);

This simple timer is supposed to fire after 0 ms (making it immediate), but it will not because we are capturing the timerId value and canceling it right after with a clearTimeout call.

When we execute example4.js with the node command, Node will not print anything and the process will just exit.

By the way, in Node.js, there is another way to do setTimeout with 0 ms. The Node.js timer API has another function called setImmediate, and it’s basically the same thing as a setTimeout with a 0 ms but we don’t have to specify a delay there:

setImmediate( () => console.log('I am equivalent to setTimeout with 0 ms'), );

The setImmediate function is not available in all browsers. Don’t use it for front-end code.

Just like clearTimeout, there is also a clearInterval function, which does the same thing but for setInerval calls, and there is also a clearImmediate call as well.

A timer delay is not a guaranteed thing

In the previous example, did you notice how executing something with setTimeout after 0 ms did not mean execute it right away (after the setTimeout line), but rather execute it right away after everything else in the script (including the clearTimeout call)?

Let me make this point clear with an example. Here’s a simple setTimeout call that should fire after half a second, but it won’t:

// example5.js setTimeout( () => console.log('Hello after 0.5 seconds. MAYBE!'), 500, ); for (let i = 0; i < 1e10; i++) { // Block Things Synchronously }

Right after defining the timer in this example, we block the runtime synchronously with a big for loop. The 1e10 is 1 with 10 zeros in front of it, so the loop is a 10 Billion ticks loop (which basically simulates a busy CPU). Node can do nothing while this loop is ticking.

This of course is a very bad thing to do in practice, but it’ll help you here to understand that setTimeout delay is not a guaranteed thing, but rather a minimum thing. The 500 ms means a minimum delay of 500 ms. In reality, the script will take a lot longer to print its greeting line. It will have to wait on the blocking loop to finish first.

Timers Challenge #2

Write a script to print the message “Hello World” every second, but only 5 times. After 5 times, the script should print the message “Done” and let the Node process exit.

Constraints: You cannot use a setTimeout call for this challenge.

Hint: You need a counter.

Solution

Here’s how I’d solve this one:

let counter = 0; const intervalId = setInterval(() => { console.log('Hello World'); counter += 1; if (counter === 5) { console.log('Done'); clearInterval(intervalId); } }, 1000);

I initiated a counter value as 0 and then started a setInterval call capturing its id.

The delayed function will print the message and increment the counter each time. Inside the delayed function, an if statement will check if we’re at 5 times by now. If so, it’ll print “Done” and clear the interval using the captured intervalId constant. The interval delay is 1000 ms.

Who exactly “calls” the delayed functions?

When you use the JavaScript this keyword inside a regular function, like this:

function whoCalledMe() { console.log('Caller is', this); }

The value inside the this keyword will represent the caller of the function. If you define the function above inside a Node REPL, the caller will be the global object. If you define the function inside a browser’s console, the caller will be the window object.

Let’s define the function as a property on an object to make this a bit more clear:

const obj = { id: '42', whoCalledMe() { console.log('Caller is', this); } }; // The function reference is now: obj.whoCallMe

Now when you call the obj.whoCallMe function using its reference directly, the caller will be the obj object (identified by its id):

Now, the question is, what would the caller be if we pass the reference of obj.whoCallMe to a setTimetout call?

// What will this print?? setTimeout(obj.whoCalledMe, 0);

Who will the caller be in that case?

The answer is different based on where the timer function is executed. You simply can’t depend on who the caller is in that case. You lose control of the caller because the timer implementation will be the one invoking your function now. If you test it in a Node REPL, you’d get a Timetout object as the caller:

Note that this only matters if you’re using JavaScript’s this keyword inside regular functions. You don’t need to worry about the caller at all if you’re using arrow functions.

Timers Challenge #3

Write a script to continuously print the message “Hello World” with varying delays. Start with a delay of 1 second and then increment the delay by 1 second each time. The second time will have a delay of 2 seconds. The third time will have a delay of 3 seconds, and so on.

Include the delay in the printed message. Expected output looks like:

Hello World. 1 Hello World. 2 Hello World. 3 ...

Constraints: You can only use const to define variables. You can’t use let or var.

Solution

Because the delay amount is a variable in this challenge, we can’t use setInterval here, but we can manually create an interval execution using setTimeout within a recursive call. The first executed function with setTimeout will create another timer, and so on.

Also, because we can’t use let/var, we can’t have a counter to increment the delay in each recursive call, but we can instead use the recursive function arguments to increment during the recursive call.

Here’s one possible way to solve this challenge:

const greeting = delay => setTimeout(() => { console.log('Hello World. ' + delay); greeting(delay + 1); }, delay * 1000); greeting(1);

Timers Challenge #4

Write a script to continuously print the message “Hello World” with the same varying delays concept as challenge #3, but this time, in groups of 5 messages per main-delay interval. Starting with a delay of 100ms for the first 5 messages, then a delay of 200ms for the next 5 messages, then 300ms, and so on.

Here’s how the script should behave:

  • At the 100ms point, the script will start printing “Hello World” and do that 5 times with an interval of 100ms. The 1st message will appear at 100ms, 2nd message at 200ms, and so on.
  • After the first 5 messages, the script should increment the main delay to 200ms. So 6th message will be printed at 500ms + 200ms (700ms), 7th message will be printed at 900ms, 8th message will be printed at 1100ms, and so on.
  • After 10 messages, the script should increment the main delay to 300ms. So the 11th message should be printed at 500ms + 1000ms + 300ms (18000ms). The 12th message should be printed at 21000ms, and so on.
  • Continue the pattern forever.

Include the delay in the printed message. The expected output looks like this (without the comments):

Hello World. 100 // At 100ms Hello World. 100 // At 200ms Hello World. 100 // At 300ms Hello World. 100 // At 400ms Hello World. 100 // At 500ms Hello World. 200 // At 700ms Hello World. 200 // At 900ms Hello World. 200 // At 1100ms ...

Constraints: You can use only setInterval calls (not setTimeout) and you can use only ONE if statement.

Solution

Because we can only use setInterval calls, we’ll need recursion here as well to increment the delay of the next setInterval call. In addition, we need an if statement to control doing that only after 5 calls of that recursive function.

Here’s one possible solution:

let lastIntervalId, counter = 5; const greeting = delay => { if (counter === 5) { clearInterval(lastIntervalId); lastIntervalId = setInterval(() => { console.log('Hello World. ', delay); greeting(delay + 100); }, delay); counter = 0; } counter += 1; }; greeting(100);

Thanks for reading.

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