JS `requestIdleCallback` 任务调度策略：优先级与超时控制

各位观众老爷们，早上好！今天咱们来聊聊 requestIdleCallback 这个神奇的玩意儿。作为一个前端工程师，我们总会遇到这样的情况：页面加载后，还有一些不太紧急的任务需要执行，比如埋点上报、数据缓存、组件的懒加载等等。但是，如果我们直接一股脑儿地执行这些任务，很可能会阻塞主线程，导致页面卡顿，用户体验直线下降。

这时候，requestIdleCallback 就派上用场了。它可以让我们在浏览器空闲的时候执行一些低优先级的任务，从而避免阻塞主线程，提升页面性能。

一、什么是 requestIdleCallback？

requestIdleCallback 是一个浏览器 API，它允许我们在浏览器空闲的时候执行回调函数。简单来说，就是浏览器会尽量在不影响用户体验的前提下，给我们分配一些时间来执行任务。

语法:

window.requestIdleCallback(callback[, options])

callback: 一个函数，将在浏览器空闲时被调用。这个函数会接收一个 IdleDeadline 对象作为参数。
options: 一个可选的对象，可以设置 timeout 属性，表示回调函数在指定时间内必须执行。

IdleDeadline 对象

callback 函数接收的 IdleDeadline 对象包含以下属性：

didTimeout: 一个布尔值，表示回调函数是否因为超时而被调用。
timeRemaining(): 一个函数，返回当前帧剩余的空闲时间，单位是毫秒。

二、requestIdleCallback 的工作原理

requestIdleCallback 的工作原理可以用一句话概括：在浏览器空闲的时候，尽可能多地执行任务，但要保证用户体验。

具体来说，浏览器会根据当前帧的渲染情况，动态地调整 requestIdleCallback 的执行时机和执行时长。如果当前帧的任务比较繁重，浏览器可能会推迟 requestIdleCallback 的执行，或者缩短执行时长。如果当前帧的任务比较轻松，浏览器可能会提前 requestIdleCallback 的执行，或者延长执行时长。

三、requestIdleCallback 的优先级

requestIdleCallback 的任务优先级是比较低的。这意味着，如果主线程上有更重要的任务需要执行，比如用户交互、页面渲染等，浏览器会优先执行这些任务，而推迟 requestIdleCallback 的执行。

这种低优先级的特性，使得 requestIdleCallback 非常适合执行一些不太紧急的任务，比如：

埋点上报
数据缓存
组件的懒加载
预加载资源
分析任务

四、requestIdleCallback 的超时控制

requestIdleCallback 提供了 timeout 选项，可以让我们设置回调函数在指定时间内必须执行。

requestIdleCallback(myExpensiveFunction, { timeout: 2000 });

在这个例子中，如果浏览器在 2 秒内没有空闲时间执行 myExpensiveFunction，那么它会在下一帧强制执行 myExpensiveFunction。

为什么要设置 timeout？

有时候，我们希望某个任务能够尽快执行，即使会稍微影响用户体验。比如，某个埋点上报任务对于业务来说非常重要，我们希望它能够在一定时间内完成。这时候，我们就可以使用 timeout 选项来确保任务能够及时执行。

五、requestIdleCallback 的使用场景

下面我们来看几个 requestIdleCallback 的实际使用场景。

1. 埋点上报

埋点上报是一个典型的低优先级任务。我们可以在浏览器空闲的时候，将用户的行为数据发送到服务器。

function reportAnalytics(deadline) {
  while (deadline.timeRemaining() > 0) {
    // 收集数据
    const data = collectData();

    // 发送数据
    sendData(data);

    // 如果数据收集完毕，就退出循环
    if (data === null) {
      break;
    }
  }

  // 如果还有数据没有发送，就重新注册 requestIdleCallback
  if (data !== null) {
    requestIdleCallback(reportAnalytics);
  }
}

requestIdleCallback(reportAnalytics);

function collectData() {
    // 模拟收集数据
    const shouldStop = Math.random() > 0.8; // 80% 概率停止
    if (shouldStop) {
        return null; // 停止收集
    }
    return { event: 'scroll', timestamp: Date.now() };
}

function sendData(data) {
    // 模拟发送数据
    console.log('Sending data:', data);
}

在这个例子中，reportAnalytics 函数会不断地收集数据并发送到服务器，直到 IdleDeadline.timeRemaining() 返回 0，或者数据收集完毕。如果还有数据没有发送，reportAnalytics 函数会重新注册 requestIdleCallback，以便在下次浏览器空闲的时候继续执行。

2. 数据缓存

我们可以使用 requestIdleCallback 来缓存一些不常用的数据，以便在需要的时候快速访问。

const cache = {};

function cacheData(deadline) {
  while (deadline.timeRemaining() > 0) {
    // 获取需要缓存的数据
    const key = getNextKey();

    if (!key) {
      break;
    }

    const data = fetchData(key);

    // 缓存数据
    cache[key] = data;
  }

  // 如果还有数据没有缓存，就重新注册 requestIdleCallback
  if (key) {
    requestIdleCallback(cacheData);
  }
}

requestIdleCallback(cacheData);

function getNextKey() {
    // 模拟获取下一个需要缓存的 key
    const keys = ['key1', 'key2', 'key3'];
    if (keys.length > 0) {
        return keys.shift(); // 移除并返回数组的第一个元素
    }
    return null;
}

function fetchData(key) {
    // 模拟获取数据
    console.log('Fetching data for key:', key);
    return { value: `Data for ${key}` };
}

在这个例子中，cacheData 函数会不断地获取需要缓存的数据并存储到 cache 对象中，直到 IdleDeadline.timeRemaining() 返回 0，或者所有数据都缓存完毕。如果还有数据没有缓存，cacheData 函数会重新注册 requestIdleCallback，以便在下次浏览器空闲的时候继续执行。

3. 组件的懒加载

我们可以使用 requestIdleCallback 来懒加载一些不常用的组件，从而减少页面初始加载时间。

const componentsToLoad = ['ComponentA', 'ComponentB', 'ComponentC'];

function loadComponent(deadline) {
  while (deadline.timeRemaining() > 0 && componentsToLoad.length > 0) {
    const componentName = componentsToLoad.shift();
    console.log(`Loading component: ${componentName}`);
    // 模拟加载组件
    const component = { name: componentName }; // 假设组件加载完毕
    // 渲染组件
    renderComponent(component);
  }

  if (componentsToLoad.length > 0) {
    requestIdleCallback(loadComponent);
  }
}

function renderComponent(component) {
    // 模拟渲染组件
    console.log(`Rendering component: ${component.name}`);
    // 在页面上显示组件
}

requestIdleCallback(loadComponent);

在这个例子中，loadComponent 函数会不断地加载组件并渲染到页面上，直到 IdleDeadline.timeRemaining() 返回 0，或者所有组件都加载完毕。如果还有组件没有加载，loadComponent 函数会重新注册 requestIdleCallback，以便在下次浏览器空闲的时候继续执行。

六、requestIdleCallback 的兼容性

requestIdleCallback 的兼容性还可以，大部分现代浏览器都支持它。但是，对于一些老版本的浏览器，可能需要使用 polyfill。

七、requestIdleCallback 的注意事项

在使用 requestIdleCallback 的时候，需要注意以下几点：

不要执行耗时操作： requestIdleCallback 的回调函数应该尽可能快地执行完毕，避免阻塞主线程。
使用 IdleDeadline.timeRemaining() 来判断剩余时间：我们可以使用 IdleDeadline.timeRemaining() 函数来判断当前帧剩余的空闲时间，从而决定是否继续执行任务。
合理设置 timeout 选项：如果某个任务对于业务来说非常重要，我们可以使用 timeout 选项来确保任务能够及时执行。
避免过度使用：虽然 requestIdleCallback 可以提升页面性能，但是过度使用可能会导致任务执行不及时，影响用户体验。

八、替代方案

如果 requestIdleCallback 不可用，或者你需要更细粒度的控制，可以考虑以下替代方案：

setTimeout: 可以设置一个较短的延迟，例如 16ms (大约一帧的时间)，然后执行任务。这种方式不太精确，因为无法保证浏览器真正空闲。
```
setTimeout(() => {
  // 执行任务
}, 16);
```
requestAnimationFrame: 在浏览器准备好下一次 repaint 之前执行回调。可以用来执行一些与动画相关的任务。
```
requestAnimationFrame(() => {
  // 执行任务
});
```

Web Workers: 将任务放到独立的线程中执行，避免阻塞主线程。适用于计算密集型任务。

const worker = new Worker('worker.js');
worker.postMessage({ data: 'some data' });
worker.onmessage = (event) => {
  console.log('Received data from worker:', event.data);
};

九、总结

requestIdleCallback 是一个非常有用的 API，可以让我们在浏览器空闲的时候执行一些低优先级的任务，从而避免阻塞主线程，提升页面性能。但是，在使用 requestIdleCallback 的时候，需要注意一些细节，才能发挥它的最大价值。

表格总结:

特性	说明
优先级	低，会在浏览器空闲时执行
执行时机	浏览器根据当前帧的渲染情况动态调整
`IdleDeadline` 对象	包含 `didTimeout` 和 `timeRemaining()` 属性，分别表示是否超时和剩余空闲时间
`timeout` 选项	设置回调函数在指定时间内必须执行，单位毫秒
适用场景	埋点上报、数据缓存、组件懒加载、预加载资源、分析任务等
注意事项	避免执行耗时操作，使用 `timeRemaining()` 判断剩余时间，合理设置 `timeout`，避免过度使用
替代方案	`setTimeout` (不精确)，`requestAnimationFrame` (动画相关)，Web Workers (计算密集型)

好了，今天的讲座就到这里。希望大家能够掌握 requestIdleCallback 的使用方法，并在实际项目中灵活运用，打造更流畅、更高效的 Web 应用。谢谢大家！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复