瀏覽器切換到其他分頁或最小化js定時器是否準時測試

2022-07-12 22:06:59

前言

這是我最近開發碰到的一個問題，本文是我測試出來的實踐結果，供大家參考。

關於js定時器，setInterval和setTimeout，作為我們日常開發經常使用到的方法，大家一定非常熟悉。比如下面一個例子：

setInterval(() => {
  console.log('1');
}, 500);

作為剛學前端沒多久的新人也能知道，這段程式碼就是每過500ms列印一次1（實際執行還需要考慮js的宏任務和微任務的執行時間，定時器的間隔時間是500ms，但是定時器中的方法觸發可能需要在宏任務佇列中排隊，不一定會在500ms的時候觸發，關於Event Loop的基礎內容不在本文討論之內）。

但是如果你把瀏覽器從當前頁面切換到另一個分頁，或者把瀏覽器最小化了，這時候，這個頁面定時器的間隔時間還是500ms？

本文將測試setInterval、setTimeout、requestAnimationFrame這三個方法在瀏覽器可見以及不可見狀態下的表現，我的測試瀏覽器以及版本是谷歌(86.0.4240.193),火狐(81.0.2),ie11。

瀏覽器可見和不可見狀態

瀏覽器的可見和不可見狀態的切換會觸發visibilitychange事件，我們可以通過監聽這個事件來判別瀏覽器的可見狀態。

document.addEventListener("visibilitychange", function() {
  console.log(document.visibilityState);
});

document.visibilityState有三個值

hidden：頁面徹底不可見。
visible：頁面至少一部分可見。
prerender：頁面即將或正在渲染，處於不可見狀態。這裡重點關注hidden這個值，當我們瀏覽器切換當前頁面到另外一個分頁或者把瀏覽器最小化的時候，document.visibilityState就會是hidden值。我們也可以使用document.hidden，它返回一個布林值，為true的時候，說明當前瀏覽器是不可見狀態。

關於visibilitychange的細節可以看阮一峰老師的這篇文章 Page Visibility API 教學。

setInterval

我們先來測試setInterval，程式碼如下

<button id="btn">開始計時</button>
// 相容ie寫法
document.getElementById('btn').addEventListener('click', function() {
  setInterval(function() {
    const myDate = new Date();
    const currentDate = myDate.getMinutes() + '分'+ myDate.getSeconds() + '秒' + myDate.getMilliseconds() + '豪秒';
    // 每次迴圈列印當前時間
    console.log(currentDate);
  }, 500);
});
// 瀏覽器可見狀態切換事件
document.addEventListener('visibilitychange', function() { 
  if(document.hidden) {
    console.log('頁面不可見');
  }
});

定時器間隔是500ms，先來看下谷歌瀏覽器

我們發現，當頁面不可見之後，定時器的間隔變成了1s。 接下來，我們把定時器間隔改成2s來試下。

前後間隔時間一致。

接下來測試一下火狐和ie。這裡列出的圖片都是500ms和2s的例子。

ie瀏覽器

經過我大量的測試，可以得出結論，谷歌瀏覽器中，當頁面處於不可見狀態時，setInterval的最小間隔時間會被限制為1s。火狐瀏覽器的setInterval和谷歌特性一致，但是ie瀏覽器沒有對不可見狀態時的setInterval進行效能優化，不可見前後間隔時間不變。

setTimeout

接下來是setTimeout

function timer() {
  setTimeout(function() {
    const myDate = new Date();
    const currentDate = myDate.getMinutes() + '分'+ myDate.getSeconds() + '秒' + myDate.getMilliseconds() + '豪秒';
    console.log(currentDate);
    timer();
  }, 500)
}
// 相容ie寫法
document.getElementById('btn').addEventListener('click', function() {
  timer();
});

同樣先來看看在谷歌瀏覽器中的表現（還是500ms和2s）

我們發現在谷歌瀏覽器中，500ms的間隔，setTimeout和setInterval表現一致，都是最小間隔限制為1s。但是2s隔間的測試結果出現了分歧，頁面不可見之後，間隔變成了3s。繼續經過多次的測試，如下，左圖的間隔時間為990ms，右圖的間隔時間為1s。

不可見狀態下，左圖中的990ms間隔時間變為1s，右圖中的1s間隔時間變為2s。

我們再來看看火狐（500ms和2s）

火狐瀏覽器不可見狀態下,左圖中的500ms變為1s，右圖中的2s保持不變。

再來看看ie瀏覽器(500ms)

一樣毫無優化。

我們可以得出結論

在谷歌瀏覽器中，setTimeout在瀏覽器不可見狀態下間隔低於1s的會變為1s，大於等於1s的會變成N+1s的間隔值。
火狐瀏覽器下setTimeout的最小間隔時間會變為1s,大於等於1s的間隔不變。ie瀏覽器在不可見狀態前後的間隔時間不變。

requestAnimationFrame

raf是瀏覽器提供的一個更流暢的處理動畫的方法，它會在下次瀏覽器GUI繪製頁面的時候執行傳入的方法。GUI繪製頁面的頻率跟顯示器的重新整理率有關，普通顯示器的重新整理率是60hz，因此raf在一秒之內需要執行60次，間隔四捨五入大概是17ms。

function timer() {
  const myDate = new Date();
  const currentDate = myDate.getMinutes() + '分'+ myDate.getSeconds() + '秒' + myDate.getMilliseconds() + '豪秒';
  console.log(currentDate);
  window.requestAnimationFrame(timer)
}
// 相容ie寫法
document.getElementById('btn').addEventListener('click', function() {
  timer();
});

我們來看看不同瀏覽器下面的表現：

谷歌瀏覽器

火狐瀏覽器

ie瀏覽器

我們可以發現，谷歌瀏覽器和ie瀏覽器當瀏覽器狀態為不可見時，raf方法將停止執行。火狐瀏覽器當狀態變為不可見時，會在間隔是1s,2s,4s,8s,16s,32s...這樣的順序下去執行raf方法。

總結

谷歌瀏覽器中，當頁面處於不可見狀態時，setInterval的最小間隔時間會被限制為1s。火狐瀏覽器的setInterval和谷歌特性一致。ie瀏覽器沒有對不可見狀態時的setInterval進行效能優化，不可見前後間隔時間不變。

在谷歌瀏覽器中，setTimeout在瀏覽器不可見狀態下間隔低於1s的會變為1s，大於等於1s的會變成N+1s的間隔值。火狐瀏覽器下setTimeout的最小間隔時間會變為1s,大於等於1s的間隔不變。ie瀏覽器在不可見狀態前後的間隔時間不變。

谷歌瀏覽器和ie瀏覽器當瀏覽器狀態為不可見時，raf方法將停止執行。火狐瀏覽器當狀態變為不可見時，會在間隔是1s,2s,4s,8s,16s,32s...這樣的順序下去執行raf方法。

如何解決

碰到問題當然需要解決，在一些定時器小於1s的倒計時的頁面中，如果使用者切換到了其他分頁。再切回去的時候，頁面上顯示的倒計時時間其實是錯誤的，這種隱藏的bug會帶來很大的風險。該怎麼解決呢？

除了調取後臺介面或者websocket連線之外，其實有一個更好的解決方案，webWorkers。而且webWorkers還可以解決一個頁面存在多個定時器時候間隔時間誤差較大的問題。

直接上例子

document.getElementById('btn').addEventListener('click', function() {
  var w = new Worker('demo_workers.js');
  w.onmessage = function(event){
    console.log(event.data);
  };
});
//瀏覽器切換事件
document.addEventListener('visibilitychange', function() { 
  if(document.hidden) {
    console.log('頁面不可見');
  }
});

// demo_workers.js
setInterval(function() {
  const myDate = new Date();
  const currentDate = myDate.getMinutes() + '分'+ myDate.getSeconds() + '秒' + myDate.getMilliseconds() + '豪秒';
  postMessage(currentDate);
}, 500);

實際結果