JavaScript怎么模拟 delay、sleep、pause、wait 方法

许多编程语言都有一个 sleep 函数，可以延迟程序的执行若干秒。JavaScript缺少这个内置功能，但不用担心。在这篇文章中，我们将探讨在JavaScript代码中实现延迟的各种技巧，同时考虑到该语言的异步性质。

如何在 JS 中创建 sleep 函数

对于那些只想快速解决问题而不想深入了解技术细节的人，我们也有简单明了的解决方案。下面是如何在你的JavaScript工具箱中添加一个 sleep 函数的最直接方式：

function sleep(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

console.log('Hello');
sleep(2000).then(() => { console.log('World!'); });

运行这段代码，你会在控制台看到 “Hello”。然后，在短暂的两秒钟后，“World!”v会接着出现。这是一种既简洁又有效的引入延迟的方法。

如果你只是为了这个来的，那太好了！但如果你对“为什么”和“怎么做”的原因感到好奇，还有更多可以学习的内容。JavaScript中处理时间有其细微之处，了解这些可能会对你有所帮助。

理解JavaScript的执行模型

现在我们已经有了一个快速的解决方案，让我们深入了解JavaScript的执行模型的机制。理解这一点对于有效地管理代码中的时间和异步操作至关重要。

考虑以下Ruby代码：

require 'net/http'
require 'json'

url = 'https://api.github.com/users/jameshibbard'
uri = URI(url)
response = JSON.parse(Net::HTTP.get(uri))
puts response['public_repos']
puts 'Hello!'

正如人们所期望的，这段代码向GitHub API发送一个请求以获取我的用户数据。然后解析响应，输出与我的GitHub帐户关联的公共仓库的数量，最后在屏幕上打印“Hello!”。执行是从上到下进行的。

相比之下，这是相同功能的JavaScript版本：

fetch('https://api.github.com/users/jameshibbard')
  .then(res => res.json())
  .then(json => console.log(json.public_repos));
console.log('Hello!');

如果你运行这段代码，它会先在屏幕上输出“Hello!”，然后输出与我的GitHub帐户关联的公共仓库的数量。

这是因为在JavaScript中，从API获取数据是一个异步操作。JavaScript解释器会遇到 fetch 命令并发送请求。然而，它不会等待请求完成。相反，它会继续执行，将“Hello!”输出到控制台，然后当请求在几百毫秒后返回时，它会输出仓库的数量。

如何在JavaScript中正确使用SetTimeout

既然我们已经更好地理解了JavaScript的执行模型，让我们看看JavaScript是如何处理延迟和异步代码的。

在JavaScript中创建延迟的标准方法是使用其 setTimeout 方法。例如：

console.log('Hello');
setTimeout(() => {  console.log('World!'); }, 2000);

这将在控制台上输出 "Hello"，然后两秒后输出 "World!"。在很多情况下，这已经足够了：做某事，然后在短暂的延迟后，做其他事情。问题解决！

但不幸的是，事情并不总是那么简单。

你可能会认为 setTimeout 会暂停整个程序，但事实并非如此。它是一个异步函数，这意味着其余的代码不会等待它完成。

例如，假设你运行了以下代码：

console.log('Hello');
setTimeout(() => { console.log('World!'); }, 2000);
console.log('Goodbye!');

你会看到以下输出：

Hello
Goodbye!
World!

注意“Goodbye!”是如何出现在“World!”之前的？这是因为 setTimeout 不会阻塞其余代码的执行。

这意味着你不能这样做：

console.log('Hello');
setTimeout(1000);
console.log('World');

"Hello" 和 "World" 会立即被记录在控制台上，之间没有明显的延迟。

你也不能这样做：

for (let i = 0; i < 5; i++) {
  setTimeout(() => { console.log(i); }, i * 1000);
}

花一秒钟考虑一下上面的代码片段可能会发生什么。

它不会在每个数字之间延迟一秒钟打印数字 0 到 4。相反，你实际上会得到五个 4，它们在四秒后一次性全部打印出来。为什么呢？因为循环不会暂停执行。它不会等待 setTimeout 完成才进入下一次迭代。

那么 setTimeout 实际上有什么用呢？现在让我们来看看。

setTimeout() 函数的检查和最佳实践

正如你可以在我们的 setTimeout 教程中阅读到的，原生JavaScript setTimeout 函数在指定的延迟（以毫秒为单位）后调用一个函数或执行一个代码片段。

这可能在某些情况下是有用的，例如，如果你希望在访问者浏览你的页面一段时间后显示一个弹出窗口，或者你希望在从元素上移除悬停效果之前有短暂的延迟（以防用户意外地鼠标移出）。

setTimeout 方法接受一个函数的引用作为第一个参数。

这可以是函数的名称：

function greet(){
  alert('Howdy!');
}
setTimeout(greet, 2000);

它可以是一个指向函数的变量（函数表达式）：

const greet = function(){
  alert('Howdy!');
};
setTimeout(greet, 2000);

或者它可以是一个匿名函数（在这种情况下是箭头函数）：

setTimeout(() => { alert('Howdy!'); }, 2000);

也可以将一段代码字符串传递给 setTimeout 以供其执行：

然而，这种方法是不可取的，因为：

1. 它很难阅读（因此很难维护和/或调试）
2. 它使用了一个隐含的 eval，这是一个潜在的安全风险
3. 它比替代方案慢，因为它必须调用JS解释器

如前所述，setTimeout 非常适合在延迟后触发一次性操作，但也可以使用 setTimeout（或其表亲 setInterval）来让JavaScript等待直到满足某个条件。例如，下面是如何使用 setTimeout 等待某个元素出现在网页上的方式：

function pollDOM () {
  const el = document.querySelector('my-element');

  if (el.length) {
    // Do something with el
  } else {
    setTimeout(pollDOM, 300); // try again in 300 milliseconds
  }
}

pollDOM();

这假设该元素最终会出现。如果你不确定这是否会发生，你需要考虑取消计时器（使用 clearTimeout 或 clearInterval）。

在 JS 中使用递增超时作为 Sleep 函数的替代方案

有时，你可能会发现自己想要在一系列操作中引入延迟。虽然你可以使用各种方法来模拟一个Sleep函数，但还有另一种经常被忽视的方法：递增超时。

这个思路很简单：你不是暂停整个执行线程，而是使用 setTimeout 为每个后续操作增加延迟。这样，你可以创建一个延迟操作的序列，而不会阻塞浏览器或损害用户体验。

下面是一个快速示例：

let delay = 1000; // 从1秒的延迟开始

for (let i = 0; i < 5; i++) {
  setTimeout(() => {
    console.log(`这是消息 ${i + 1}`);
  }, delay);

  delay += 1000; // 每次迭代延迟增加1秒
}

在这个示例中，第一条消息将在1秒后出现，第二条消息在2秒后，依此类推，直到第五条消息在5秒后。

这种方法的优点是它不阻塞，易于实现，并且不需要了解 promises 或 async/await。然而，它不适用于需要精确计时或错误处理的复杂异步操作

现代JavaScript中的流控制

编写 JavaScript 时，我们经常需要等待某件事情发生（例如，从 API 获取数据），然后做出响应（例如，更新UI以显示数据）。

上面的示例使用了一个匿名回调函数来实现这一目的，但如果你需要等待多个事情发生，语法很快就会变得相当复杂，你最终会陷入回调地狱。

幸运的是，这门语言在过去几年里有了很大的发展，现在为我们提供了新的构造来避免这一点。

例如，使用 async await，我们可以重写最初获取 GitHub API信息的代码：

(async () => {
  const res = await fetch(`https://api.github.com/users/jameshibbard`);
  const json = await res.json();
  console.log(json.public_repos);
  console.log('Hello!');
})();

现在，代码从上到下执行。JavaScript 解释器等待网络请求完成，首先记录公共仓库的数量，然后记录“Hello！”消息。

将Sleep函数引入原生JavaScript

如果你还在看这篇文章，那么我猜你一定是想阻塞那个执行线程，并让JavaScript等待一下。

下面是你可能会这样做的方式：

function sleep(milliseconds) {
  const date = Date.now();
  let currentDate = null;
  do {
    currentDate = Date.now();
  } while (currentDate - date < milliseconds);
}

console.log('Hello');
sleep(2000);
console.log('World!');

正如预期的那样，这将在控制台上打印“Hello”，暂停两秒，然后打印“World！”

它通过使用Date.now方法获取自1970年1月1日以来经过的毫秒数，并将该值分配给一个 date 变量。然后它创建一个空的 currentDate 变量，然后进入一个 do ... while 循环。在循环中，它会重复获取自1970年1月1日以来经过的毫秒数，并将该值分配给之前声明的 currentDate 变量。只要 date 和 currentDate 之间的差异小于所需的毫秒数的延迟，循环就会继续进行。

任务完成了，对吗？好吧，也不完全是……

如何在JavaScript中编写更好的Sleep函数

也许这段代码正是你所期望的，但请注意，它有一个很大的缺点：循环会阻塞JavaScript的执行线程，并确保在它完成之前没有人能与你的程序进行交互。如果你需要很大的延迟，甚至有可能会让整个程序崩溃。

那么应该怎么做呢？

事实上，也可以结合本文前面学到的技巧来制作一个不太侵入性的 sleep 方法：

function sleep(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

console.log('Hello');
sleep(2000).then(() => { console.log('World!'); });

这段代码将在控制台上打印“Hello”，等待两秒，然后打印“World！”在底层，我们使用setTimeout 方法在给定的毫秒数后解析一个 promise。

注意，我们需要使用一个 then 回调来确保第二条消息是带有延迟的。我们还可以在第一个回调函数后面链式地添加更多回调函数。

这样做是可行的，但看起来不太好看。我们可以使用async ... await来美化它：

function sleep(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

async function delayedGreeting() {
  console.log('Hello');
  await sleep(2000);
  console.log('World!');
  await sleep(2000);
  console.log('Goodbye!');
}

delayedGreeting();

这看起来更好看，但这意味着使用 sleep 函数的任何代码都需要被标记为 async。

当然，这两种方法仍然有一个缺点（或特点），那就是它们不会暂停整个程序的执行。只有你的函数会睡眠：

function sleep(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

async function delayedGreeting() {
  console.log('Hello');
  await sleep(2000); // await只暂停当前的异步函数
  console.log('World!');
}

delayedGreeting();
console.log('Goodbye!');

上面的代码会依次打印出：

Hello
Goodbye!
World!

这样，你可以根据需要灵活地使用不同的方法和技术来实现JavaScript中的延迟和异步操作。

创建 JS Sleep函数的最佳实践

我们已经探讨了各种在JavaScript中引入延迟的方法。现在让我们总结一下哪种方法最适合不同的场景，以及哪种方法通常应该避免。

1.纯粹的setTimeout

console.log('Hello');
setTimeout(() => { console.log('World!'); }, 2000);

👍 优点：容易理解，非阻塞。 👎 缺点：对异步操作的控制有限。 📝 何时使用：适用于简单的、一次性的延迟，或基础轮询。

2.递增的 setTimeout

setTimeout(() => { console.log('Hello'); }, 1000);
setTimeout(() => { console.log('World!'); }, 2000);

👍 优点：非阻塞性，易于实现，不需要了解 promises 或 async/await。 👎 缺点：不适用于复杂的异步操作。没有错误处理。 📝 何时使用：用于有时间间隔的简单序列。

3.通过循环阻塞事件循环

console.log('Hello');
const date = Date.now();
let currentDate = null;
do {
  currentDate = Date.now();
} while (currentDate - date < 2000);
console.log('World!');

👍 优点：模仿传统的sleep行为。 👎 缺点：阻塞整个线程，可能会冻结UI或导致程序崩溃。 ⚠️ 强烈不推荐：只有在你绝对需要暂停执行并且意识到其中的风险时才使用。

4.使用Promises与setTimeout

const sleep = function(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}
console.log('Hello');
sleep(2000).then(() => { console.log('World!'); });

👍 优点：非阻塞性，对异步操作有更多的控制。 👎 缺点：需要理解promises。更长的promise链可能会变得有点混乱。 📝 何时使用：当你需要更多对时间和异步操作的控制时。

5.使用async/await与Promises

function sleep(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

async function delayedGreeting() {
  console.log('Hello');
  await sleep(2000);
  console.log('World!');
  await sleep(2000);
  console.log('Goodbye!');
}

delayedGreeting();

👍 优点：语法清晰，易于阅读，非阻塞。 👎 缺点：需要理解async/await和promises。需要在模块外部“包装”函数。 ✅ 强烈推荐：这是最现代和干净的方法，尤其是在处理多个异步操作时。

总结

JavaScript中的时序问题是许多开发人员头疼的原因，你如何处理它们取决于你想实现什么。

尽管在许多其他语言中都有 sleep 函数，但我鼓励你去接受JavaScript的异步特性，尽量不要与这门语言作对。当你习惯了它，它实际上是相当不错的。