一个健壮的前端轮询-定时异步任务

javascript/html教程 1 年前 0 18

一、前言

本文的前端轮询主要讨论的是定时异步任务，定时异步任务相比与定时同步任务需要考虑更多的因素。这里的异步任务一般包括发送网络请求及响应后的状态更新。从技术层面上，需要考虑到开启定时、发送请求、状态更新之间的逻辑顺序。此外，本文不讨论利用websocket做服务端推送，只考虑在仅前端变更的情况下做轮询（在某些时候，确实只能如此）。

二、应用场景

1.获取实时数据，例如数据大屏、实时股价。

2.监测进度，例如数据上传进度、下载进度。

3.监测后端处理状态，例如提交一批数据后，后端需要对数据进行分析，耗时不确定，前端需要获取分析结果，则此时需要前端轮询。

4.检测静态资源是否加载完成（一般来讲是定时同步任务），例如当函数a逻辑需要在静态资源A加载完成后才能执行，则需要在执行函数a之前，开启轮询来判断资源A是否加载完成。

三、实现方式

3.1. 使用setInterval

如果是定时同步任务没有问题，但对于轮询这样的定时异步任务需要注意响应时间和定时时间。如图3.1和3.2所示，当响应时间大于实时时间时，会存在多个未响应的请求，同时受到网络状况的影响，网络请求的响应顺序可能和请求顺序不一致，从而产生一些预期之外的情况。

const sleep = (delay) => new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, delay))
async function timer(params) {
  let {start,name} = params;
  var now = new Date();
  var det = now - start;
  await sleep(2000); // 模拟请求响应
  now.setTime(det);
  now.setHours(0);
  document.getElementById("id_name").innerHTML = `${name} : ${now.toLocaleTimeString()}`;
}
// 组件加载时开始轮询
addEventListener("load", (event) => {
  timeout = setInterval(()=>timer({start,name}), 1000);
});

3.2. 使用setTimeout

使用setTimeout可以保证轮询请求的唯一性，其代码如下。但考虑到代码健壮性以及更多具体的业务问题，需要进一步处理。

let timeout;
const sleep = (delay) => new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, delay))
async function timer(params) {
  clearTimeout(timeout);
  var now = new Date();
  var det = now - params.start;
  await sleep(2000); // 模拟请求响应
  now.setTime(det);
  now.setHours(0);
  document.getElementById("id_name").innerHTML=`${params.name} : ${now.toLocaleTimeString()}`;
  timeout = setTimeout(()=>{timer(params)},1000);
}
addEventListener("load", (event) => {timer({start,name})});

四、可能会遇到的问题

1.同时有好几条轮询请求，或者发现数据刷新频率比理论值高

2.组件卸载或停止轮询后，仍然有轮询请求

3.更改了轮询请求的参数，但被旧参数的数据给覆盖了

如果你有遇到其他问题，欢迎一起交流探讨。

从业务层面上，需要注意的问题：

1.开始轮询的途径有哪些？

常见的途径有页面组件加载后自动开始、按钮强制开始、参数变更后重新开始。在图3.1-3.3中，均只考虑了页面加载后自动开始轮询的情况。

2.如果有多个开启轮询的途径，怎么保证轮询的唯一性？

3.当轮询参数变更时，怎么终止旧的轮询并开始新的轮询？

这也是为了保证轮询的唯一性，同时避免旧数据覆盖新数据。

4.结束轮询的条件是什么？

五、健壮的前端轮询

5.1. setInterval版

如图5.1，对于setInterval的前端轮询实现主要需要考虑以下几个问题：

1.当一次定时执行时，此时可能有未响应的请求，可能需要跳过再次请求避免重复。

2.用户可能在任意时刻变更轮询的请求参数，这时即使有未响应的请求，也需要强制用新参数请求。

3.在2的情况发生后，会同时存在多个请求，当收到旧请求的响应时，需要跳过数据更新以避免旧数据覆盖。

4.在强制触发新的定时时，一定要保证旧的定时已经清除，否则可能出现存在过时请求和卸载后仍然在轮询的问题。

其具体实现可以参考如下代码：

let name = '参数1';
let start = new Date();
let component;
let timeout;
let waitingResponse; //
let intervalCount; //
const sleep = (delay) => new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, delay))
async function timer(params,needWaiting=true) {
  if(needWaiting && waitingResponse){
    return;//上一次请求未响应，跳过请求。特殊情况：强制请求
  }
  var now = new Date();
  var det = now - params.start;  
  waitingResponse = true;
  const res = await sleep(2000)//Math.random()*10000%2); // 模拟请求响应,响应时间随机0-2s
  waitingResponse = false;
  // 已刷新，数据过时
  let isRefresh = params.name!=name || params.start!=start; 
  // 满足结束条件
  let isFinished = res?.isFinished; 
  if(!isRefresh){
    now.setTime(det);
    now.setHours(0);
    component.innerHTML = `${params.name} : ${now.toLocaleTimeString()}`;
  }
  if(isFinished){
    clearTimeout(timeout);
  }
  
}
// 重启
const restart = () => {
  start = new Date();
  intervalCount=0;
  clearTimeout(timeout);
  timeout = setInterval(()=>timer({start,name},intervalCount++!==0),1000);
}
//参数变更
const change = () => {
  name= "参数"+parseInt(Math.random()*100);
  start = new Date();
  intervalCount=0;
  clearTimeout(timeout);
  timeout = setInterval(()=>timer({start,name},intervalCount++!==0),1000);
}
//模拟组件卸载
const unmount = () => {
  component = null;
  clearTimeout(timeout);
}
//模拟组件挂载
const mount = () => {
  component =document.getElementById("id_name");
  intervalCount=0;
  //挂载时自动开始轮询
  timeout = setInterval(()=>timer({start,name},intervalCount++!==0),1000);
}

5.2. setTimeout版

如图5.2，对于setTimeout的前端轮询实现主要需要考虑以下几个问题：

1.用户可能在任意时刻变更轮询的请求参数，这时即使有未响应的请求，也需要强制用新参数请求。

2.当1发生时，需要清除旧的定时，同时避免旧请求的响应继续触发定时（跳过）。

3.当1发生时，可能存在过时的响应，不应该使用过时数据更新状态。

其具体实现可以参考如下代码：

let name = '参数1';
let start = new Date();
let component;
let timeout;
const sleep = (delay) => new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, delay))
async function timer(params) {
  clearTimeout(timeout);
  var now = new Date();
  var det = now - params.start;  
  const res = await sleep(2000)// 模拟请求响应
  // 已刷新，数据过时
  let isRefresh = params.name!=name || params.start!=start; 
  // 满足结束条件
  let isFinished = res?.isFinished; 
  if(!isRefresh){
    now.setTime(det);
    now.setHours(0);
    component.innerHTML = `${params.name} : ${now.toLocaleTimeString()}`;
  }
  if(!isRefresh && !isFinished && component){
    timeout = setTimeout(()=>{timer(params)},1000);
  }
}
// 重启
const restart = () => {
  start = new Date();
  timer({start,name}); 
}
//参数变更
const change = () => {
  name= "参数"+parseInt(Math.random()*100);
  start = new Date();
  timer({start,name}); 
}
//模拟组件卸载
const unmount = () => {
  component = null;
  clearTimeout(timeout);
}
//模拟组件挂载
const mount = () => {
  component =document.getElementById("id_name");
  timer({start,name});//挂载时自动开始轮询
}

5.3. 工具化及使用demo

本小节根据setTimeout版简单实现了一个前端轮询的工具asyncPooling，并提供了一个在React函数组件中的使用demo。(类实现的小工具🔧比之前的函数版更好用，之前的已经去掉了)

import React, { useState, useEffect, useCallback } from "react";
import ReactDOM from "react-dom";
const mountNode = document.getElementById("root");
import { Button } from '@alifd/next';

class asyncPooling {
  /**
   * 
   * @param {*} interval 轮询的间隔时间
   * @param {*} func 轮询的请求函数
   * @param {*} callback 请求响应数据的处理函数
   * /** callback的参数
   *  @param params, 原请求参数
   *  @param res,请求的响应数据
   *  @param isRefresh, 有新的轮询在运行，响应数据可能已过时
   *  */
   */
  constructor(interval,func,callback){
    this.interval = interval;
    this.func = func;
    this.callback = callback;
    this.params = {};
  }
  run(params){
    this.isFinished = false;
    this.params = {...params}; //每次run时params设同一个引用，当再次run时可用来判断isRefresh。即可区分不同run，很方便
    this.runTurn(this.params);
  }
  stop(){
    this.isFinished = true;
  }
  destroy() { 
    clearTimeout(this.timeout);
  }
  async runTurn(params){
    clearTimeout(this.timeout);
    const res = await this.func(params);
    let isRefresh = params!==this.params;
    this.callback(params,res,isRefresh);
    if(!isRefresh && !this.isFinished){
      this.timeout = setTimeout(()=>this.runTurn(params),this.interval);
    }
  }
  setCallBack(callback){
    // 由于函数组件的闭包陷阱，需要重新设置callback以保证在调用该方法时能拿到最新的state
    this.callback = callback;
  }
}
function Demo(props) {
  const [name, setName] = useState("参数1");
  const [start, setStart] = useState(new Date());
  const [data, setData] = useState();
  const [polling, setPolling] = useState();

  const sleep = (delay) => new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, delay));
  
  const updateDate = useCallback((params, res,isRefresh) => {
    // let isRefresh = params.name != name || params.start != start;
    let isFinished = res?.isFinished;
    if(isFinished){
      polling.stop();
    }
    if (!isRefresh) {
      var now = new Date();
      var det = now - params.start;
      now.setTime(det);
      now.setHours(0);
      setData(now.toLocaleTimeString());
    } 
  },[polling]);
  // 由于函数组件的闭包陷阱，需要重新设置callback以保证在调用该方法时能拿到最新的state
  polling && polling.setCallBack(updateDate);
  useEffect(() => {
    let p = new asyncPooling(1000,(params) => sleep(2000),updateDate);
    setPolling(p);
    p.run({ start, name });
    return () => (polling || p).destroy();
  }, [])
  // 重启
  const restart = () => {
    let s = new Date();
    setStart(s);
    polling.run({ start: s, name });
  }
  //参数变更
  const change = () => {
    let n = "参数" + parseInt(Math.random() * 100);
    let s = new Date();
    setName(n);
    setStart(s);
    polling.run({ start: s, name: n });
  }
  return <div><div>Demo</div>
    <div>{name}:{data}</div>
    <Button onClick={restart}>重启</Button>
    <Button onClick={change}>参数变更</Button>
  </div>
}

ReactDOM.render(<Demo />, mountNode);

六、结语

本文讨论了在不使用websocket做服务端推送的情况下，如何写出一个健壮的前端轮询。本文提供了一些常见的前端轮询的应用场景（第2节）以及可能遇到的问题（第4节），非常欢迎大家加入讨论、提供意见，丰富这些内容。

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