JavaScript 如何实现后台计划任务

原文：How to Schedule Background Tasks in JavaScript
翻译：涂鸦码龙

即使忘了 JavaScript 的一切知识，也不会忘记：它是阻塞的。

想象一下，你的浏览器里住着一个魔法小精灵，负责浏览器的正常运转。不论渲染 HTML，响应菜单命令，屏幕渲染，处理鼠标点击，或者执行 JavaScript 函数，所有事情都归一个小精灵处理。它哪忙得过来，一次只能处理一件事情。如果同时丢给它一堆任务，它会列一个长长的待办列表，按顺序完成它们。

人们常常希望初始化组件和事件处理的 JavaScript 可以尽快被执行。可是，有些不太重要的后台任务不会直接影响用户体验，比如：

• 记录统计数据
• 发送数据到社交网络（或添加‘分享’按钮）
• 预加载内容
• 预处理或预渲染 HTML

他们对时序要求不严格，但是为了让页面仍然响应，直到用户滚动页面或者与内容交互时才被执行。

选择之一是 Web Workers ，它可以在独立的线程同时执行代码。用于预加载和预处理再好不过，但是你没有权限直接访问或更新 DOM。你可以在自己的代码中避开这点，但是无法保证第三方脚本比如 Google Analytics 永远不需要这个。

另一个选择是 setTimeout ，比如 setTimeout(doSomething, 1); 。一旦其它的立即执行任务执行完毕，浏览器将执行 doSomething() 函数。实际上，它被放到了待办列表的底部。不幸的是，函数将被调用，而不顾处理需求。

requestIdleCallback

requestIdleCallback 是新API，当浏览器稍作喘息的时候，用来执行不太重要的后台计划任务。 难免让人想起 requestAnimationFrame，在下次重绘之前，执行函数更新动画。 想了解更多戳这里：使用 requestAnimationFrame 做简单的动画。

requestIdleCallback 特性监测：

if ('requestIdleCallback' in window) {
  // requestIdleCallback supported
  requestIdleCallback(backgroundTask);
}
else {
  // no support - do something else
  setTimeout(backgroundTask1, 1);
  setTimeout(backgroundTask2, 1);
  setTimeout(backgroundTask3, 1);
}

也可以指定配置参数对象，比如 timeout，

requestIdleCallback(backgroundTask, { timeout: 3000; });

确保函数在3秒之内调用，不管浏览器是否空闲。

deadline 对象传入以下参数时，requestIdleCallback 仅执行一次回调：

• didTimeout —— 如果可选的 timeout 触发，则设置为 true
• timeRemaining() —— 函数返回执行任务剩余的毫秒数
  timeRemaining() 最多分配50ms用于任务的执行，超过这个限制，也不会停止任务，但是，最好重新调用 requestIdleCallback 安排进一步的处理。

我们来创建一个简单的例子，让几个任务按序执行。任务的函数引用储存在数组中：

//待执行的函数数组
var task = [
    background1,
    background2,
    background3
];

if ('requestIdleCallback' in window) {
  //支持 requestIdleCallback
  requestIdleCallback(backgroundTask);
}
else {
  //不支持 —— 立刻执行所有任务
  while (task.length) {
    setTimeout(task.shift(), 1);
  }
}

//requestIdleCallback 回调函数
function backgroundTask(deadline) {

  //如果存在，执行下一个任务
  while (deadline.timeRemaining() > 0 && task.length > 0) {
    task.shift()();
  }

  //需要的话，安排进一步任务
  if (task.length > 0) {
    requestIdleCallback(backgroundTask);
  }
}

一次 requestIdleCallback 之间不应该做什么？

Paul Lewis 在他的文章中提到，一次 requestIdleCallback 执行的任务应该切成小块。它不适用于不可预知时间的情况（比如操作 DOM，使用 requestAnimationFrame 回调更好些）。resolving（或者 rejecting）Promises 时也要谨慎，即使没有更多的剩余时间，空闲回调完成之后，回调函数也将立即执行。

requestIdleCallback 浏览器支持情况

requestIdleCallback 是试验性特性，规范仍不稳定，碰到 API 变更时不足为奇。Chrome 47 已支持… 2015年结束前应该可用了。Opera 应该会紧跟其后。Microsoft 和 Mozilla 都在考虑 API 是否应该支持 Promises 。Apple 像往常一样不鸟。

Paul Lewis（上文提到的）写了一个简单的 requestIdleCallback shim ，它可以模拟浏览器的空闲监测行为，但不是一个 polyfill（shim 和 polyfill 的区别）。

requestIdleCallback shim代码如下：

/*!
 * Copyright 2015 Google Inc. All rights reserved.
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express
 * or implied. See the License for the specific language governing
 * permissions and limitations under the License.
 */
 
/*
 * @see https://developers.google.com/web/updates/2015/08/using-requestidlecallback
 */
window.requestIdleCallback = window.requestIdleCallback ||
  function (cb) {
    var start = Date.now();
    return setTimeout(function () {
      cb({ 
        didTimeout: false,
        timeRemaining: function () {
          return Math.max(0, 50 - (Date.now() - start));
        }
      });
    }, 1);
  }

window.cancelIdleCallback = window.cancelIdleCallback ||
  function (id) {
    clearTimeout(id);
  }