js实现0ms延时定时器的几种方式

这两天看到一篇介绍《如何实现准时的 setTimeout？》的文章，文章起源于一道面试题：有什么办法让setTimeout准时呀？具体文章内容可查看附录【1】，看完之后，引起了我对setTimeout这个函数的探究兴趣，因此在MDN上重新查阅了相关文档，其中提到【最小延时 >=4ms】的一点，因此使用setTimeout不能实现0ms延时的定时器，如果要实现的话，提供了一个参考链接【2】，作者的实现思路是通过postMessage来模拟，绕过setTimeout的限制，从而实现0ms延时的定时器，说简单来讲就是起了一个宏任务去执行回调，先具体看下是怎么实现的：

(function() {
	var timeouts = [];
	var messageName = "zero-timeout-message";
	// Like setTimeout, but only takes a function argument.  There's
	// no time argument (always zero) and no arguments (you have to use a closure)
	function setZeroTimeout(fn) {
		timeouts.push(fn);
		window.postMessage(messageName, "*");
	}
	function handleMessage(event) {
		if (event.source == window && event.data == messageName) {
			event.stopPropagation();
			if (timeouts.length > 0) {
				var fn = timeouts.shift();
				fn();
			}
		}
	}

	window.addEventListener("message", handleMessage, true);

	// Add the one thing we want added to the window object.
	window.setZeroTimeout = setZeroTimeout;
})();

作者还提供了一个demo页面【3】，通过于setTimeout(0)进行对比，在我浏览器的执行结果如下：

100 iterations of setZeroTimeout took 15 milliseconds.
100 iterations of setTimeout(0) took 488 milliseconds.

根据结果对比来看，setZeroTimeout执行比setTimeout快了上百倍，这是一个巨大的提升。今天想讨论的是除了上述这种方式，还可以通过哪些方式来实现一个0ms延时的定时器呢，首先，我们要确定一下我们自定义的定时器是异步的，其次是尽可能早的被执行。说起异步，js提供了好几种解决方案，我们可以逐一去验证。

在深入讨论各种实现方式之前，约定提供的setTimeout对比版本如下，后面自定义实现的方案都将和setTimeout版本的执行时间进行对比，代码比较简单：

(function() {
	let i = 0;
	const start = Date.now();
	function test() {
		if(i++ < 100) {
			setTimeout(test);
		} else {
			console.log('setTimeout执行时间:', Date.now() - start);
		}
	}
	setTimeout(test);
})();

queueMicrotask

queueMicrotask这个api可以添加一个微任务，使用比较简单，直接传递一个回调函数即可，具体实现如下：

(function() {
	function setZeroTimeout(fn) {
		queueMicrotask(fn);
	}
	let i = 0;
	const start = Date.now();
	function test() {
		if(i++ < 100) {
			setZeroTimeout(test);
		} else {
			console.log('setZeroTimeout执行时间:', Date.now() - start);
		}
	}
	setZeroTimeout(test);
})();

通过和setTimeout版本进行对比，最终结果如下：

setZeroTimeout执行时间: 2
setTimeout执行时间: 490

关于这个API的介绍在MDN上有详细的说明，就不展开介绍了，这里多说一点，根据规范文档的说明，大多数情况下，推荐使用requestAnimationFrame()和requestIdleCallback()等api，因为queueMicrotask会阻塞渲染，在很多时候都不是一种好的实践。

async/await

async/await对于前端开发人员来说已经是必不可少的了，这里我们也可以用来实现：

(function() {
	async function setAsyncTimeout(fn) {
		Promise.resolve().then(fn);
	}
	let i = 0;
	const start = Date.now();
	async function test() {
		if (i++ < 100) {
			await setAsyncTimeout(test);
		} else {
			console.log('setAsyncTimeout执行时间:', Date.now() - start);
		}
	}
	setAsyncTimeout(test);
})();

通过和setTimeout版本进行对比，最终结果如下：

setAsyncTimeout执行时间: 2
setTimeout执行时间: 490

如果不嫌麻烦，还可以通过Promise来实现，其实都是大同小异，无非多些点代码，这里就省略了。

MessageChannel

MessageChannel允许我们创建一个新的消息通道，并通过它的两个MessagePort属性发送数据，MessageChannel提供端口的概念，实现端口之间的通信，比如worker/iframe之间的通信。

(function() {
	const channel = new MessageChannel();
	function setMessageChannelTimeout(fn) {
		channel.port2.postMessage(null);
	}
	channel.port1.onmessage = function() {
				test();
	};
	let i = 0;
	const start = Date.now();
	function test() {
		if(i++ < 100) {
			setMessageChannelTimeout(test);
		} else {
			console.log('setMessageChannelTimeout执行时间:', Date.now() - start);
		}
	}
	setMessageChannelTimeout(test);
})();

通过和setTimeout版本进行对比，最终结果如下：

setMessageChannelTimeout执行时间: 4
setTimeout执行时间: 490

第三种方式运行时间比前面两种更长些，因为通过MessageChannel产生的是宏任务，其他两种是微任务，微任务执行靠前，且会阻塞主线程，因此时间会长一点。

最后

本文提供了三种实现方式，都是围绕js提供异步解决方案来实现的，实现本身并不复杂，如果读者有其他实现方式，欢迎留言交流。

附录

​​【1】https://mp.weixin.qq.com/s/QRIXBoKr2dMgLob3Atq9-g

【2】https://dbaron.org/log/20100309-faster-timeouts

【3】https://dbaron.org/mozilla/zero-timeout

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