[JS] DeepDive(41) 타이머

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호출 스케줄링

함수를 명시적으로 호출하면 함수가 즉시 실행된다. 함수를 명시적으로 호출하지 않고 일정시간 이후에 실행되도록 하려면 타이머 함수를 활용한다. 이를 호출 스케줄링이라 한다.

JS는 setTimeout,setInterval,clearTimeout,clearInterval을 제공한다. 이 함수들은 ECMAScript 사양에 정의된 빌트인 함수는 아니지만 브라우저 환경과 Node.js 환경에서 모두 전역 객체의 메서드로 타이머 함수를 제공한다.

JS 엔진은 단하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다. 즉 JS엔진은 싱글스레드인데 이러한 이유때문에 setTimeout과 setInterval은 비동기로 작동하게 된다.

타이머 함수

setTimeout / clearTimeout

setTimeout 함수는 두번째 인수로 받은 시간으로 단 한번 동작하는 타이머를 생성한다.

// 1초(1000ms) 후 타이머가 만료되면 콜백 함수가 호출된다.
setTimeout(() => console.log('Hi!'), 1000);

// 1초(1000ms) 후 타이머가 만료되면 콜백 함수가 호출된다.
// 이때 콜백 함수에 'Lee'가 인수로 전달된다.
setTimeout(name => console.log(`Hi! ${name}.`), 1000, 'Lee');

// 두 번째 인수(delay)를 생략하면 기본값 0이 지정된다.
setTimeout(() => console.log('Hello!'));

setTimeout 함수는 생성된 타이머를 식별할 수 있는 고유한 타이머 id를 반환한다. 이 id를 통해 타이머를 취소할 수 있다.

// 1초(1000ms) 후 타이머가 만료되면 콜백 함수가 호출된다.
// setTimeout 함수는 생성된 타이머를 식별할 수 있는 고유한 타이머 id를 반환한다.
const timerId = setTimeout(() => console.log('Hi!'), 1000);

// setTimeout 함수가 반환한 타이머 id를 clearTimeout 함수의 인수로 전달하여 타이머를
// 취소한다. 타이머가 취소되면 setTimeout 함수의 콜백 함수가 실행되지 않는다.
clearTimeout(timerId);

setInterval / clearInterval

setInterval 함수는 두번째 인자로 받은 시간마다 반복 동작하는 타이머를 생성한다. 해당 함수 역시 clearInterval 함수로 취소가 가능하다.

let count = 1;

// 1초(1000ms) 후 타이머가 만료될 때마다 콜백 함수가 호출된다.
// setInterval 함수는 생성된 타이머를 식별할 수 있는 고유한 타이머 id를 반환한다.
const timeoutId = setInterval(() => {
  console.log(count); // 1 2 3 4 5
  // count가 5이면 setInterval 함수가 반환한 타이머 id를 clearInterval 함수의
  // 인수로 전달하여 타이머를 취소한다. 타이머가 취소되면 setInterval 함수의 콜백 함수가
  // 실행되지 않는다.
  if (count++ === 5) clearInterval(timeoutId);
}, 1000);

디바운스와 스로틀

scroll,resize,input,mousemove 와 같은 이벤트는 짧은 시간 가격으로 연속해서 발생한다. 이러한 이벤트에 바인딩한 이벤트 핸들러는 과도한 호출로 인해 성능저하가 발생할 수 있다.

디바운스와 스로틀은 이런 이벤트를 그룹화해서 과도한 호출을 방지할 수 있는 프로그래밍 기법이다.

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
  <button>click me</button>
  <pre>일반 클릭 이벤트 카운터    <span class="normal-msg">0</span></pre>
  <pre>디바운스 클릭 이벤트 카운터 <span class="debounce-msg">0</span></pre>
  <pre>스로틀 클릭 이벤트 카운터   <span class="throttle-msg">0</span></pre>
  <script>
    const $button = document.querySelector('button');
    const $normalMsg = document.querySelector('.normal-msg');
    const $debounceMsg = document.querySelector('.debounce-msg');
    const $throttleMsg = document.querySelector('.throttle-msg');

    const debounce = (callback, delay) => {
      let timerId;
      return (...args) => {
        if (timerId) clearTimeout(timerId);
        timerId = setTimeout(callback, delay, ...args);
      };
    };

    const throttle = (callback, delay) => {
      let timerId;
      return (...args) => {
        if (timerId) return;
        timerId = setTimeout(() => {
          callback(...args);
          timerId = null;
        }, delay);
      };
    };

    $button.addEventListener('click', () => {
      $normalMsg.textContent = +$normalMsg.textContent + 1;
    });

    $button.addEventListener('click', debounce(() => {
      $debounceMsg.textContent = +$debounceMsg.textContent + 1;
    }, 500));

    $button.addEventListener('click', throttle(() => {
      $throttleMsg.textContent = +$throttleMsg.textContent + 1;
    }, 500));
  </script>
</body>
</html>

해석은 조금씩 해보도록 하고 우선 결과만 살펴보자.

결과를 보면 알 수 있듯이 클릭되어 실행되는 이벤트의 빈도를 다르게 할 수 있다.

디바운스

디바운스는 짧은시간 간격으로 이벤트가 연속해서 발생하면 이벤트 핸들러를 호출하지 않다가 일정 시간 이후에 한번만 이벤트를 발생시키게 한다.

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
  <input type="text">
  <div class="msg"></div>
  <script>
    const $input = document.querySelector('input');
    const $msg = document.querySelector('.msg');

    const debounce = (callback, delay) => {
      let timerId;
      // debounce 함수는 timerId를 기억하는 클로저를 반환한다.
      return (...args) => {
        // delay가 경과하기 이전에 이벤트가 발생하면 이전 타이머를 취소하고
        // 새로운 타이머를 재설정한다.
        // 따라서 delay보다 짧은 간격으로 이벤트가 발생하면 callback은 호출되지 않는다.
        if (timerId) clearTimeout(timerId);
        timerId = setTimeout(callback, delay, ...args);
      };
    };

    // debounce 함수가 반환하는 클로저가 이벤트 핸들러로 등록된다.
    // 300ms보다 짧은 간격으로 input 이벤트가 발생하면 debounce 함수의 콜백 함수는
    // 호출되지 않다가 300ms 동안 input 이벤트가 더 이상 발생하면 한 번만 호출된다.
    $input.oninput = debounce(e => {
      $msg.textContent = e.target.value;
    }, 300);
  </script>
</body>
</html>

위 코드에서 볼 수 있듯이 input 이벤트는 사용자가 입력할때마다 이벤트가 발생하는데 debounce 함수에 두번째 인수로 전달한 시간보다 짧은 간격으로 이벤트가 발생하면 이전 타이머를 취소하고 새로운 타이머를 재설정한다. 따라서 delay보다 짧은 간격으로 이벤트가 연속해서 발생하면 debounce 함수의 콜백함수가 실행되지 않고 delay동안 이벤트가 발생하지 않는 경우 한번만 호출되게 된다.

위 예제는 이해를 위해 간략하게 구현되어 있으므로 실무에서는 Undefscore의 debounce 함수나 Lodash의 debounce 함수를 사용하는 것을 권장한다. 즉 라이브러리를 사용하는 것이 좋다!

스로틀

스로틀은 짧은 시간 간격으로 이벤트가 연속해서 발생하더라도 일정시간 간격으로 이벤트 핸들러가 최대 한번만 호출되게 한다.

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <style>
    .container {
      width: 300px;
      height: 300px;
      background-color: rebeccapurple;
      overflow: scroll;
    }

    .content {
      width: 300px;
      height: 1000vh;
    }
  </style>
</head>
<body>
  <div class="container">
    <div class="content"></div>
  </div>
  <div>
    일반 이벤트 핸들러가 scroll 이벤트를 처리한 횟수:
    <span class="normal-count">0</span>
  </div>
  <div>
    스로틀 이벤트 핸들러가 scroll 이벤트를 처리한 횟수:
    <span class="throttle-count">0</span>
  </div>

  <script>
    const $container = document.querySelector('.container');
    const $normalCount = document.querySelector('.normal-count');
    const $throttleCount = document.querySelector('.throttle-count');

    const throttle = (callback, delay) => {
      let timerId;
      // throttle 함수는 timerId를 기억하는 클로저를 반환한다.
      return (...args) => {
        // delay가 경과하기 이전에 이벤트가 발생하면 아무것도 하지 않다가
        // delay가 경과했을 때 이벤트가 발생하면 새로운 타이머를 재설정한다.
        // 따라서 delay 간격으로 callback이 호출된다.
        if (timerId) return;
        timerId = setTimeout(() => {
          callback(...args);
          timerId = null;
        }, delay);
      };
    };

    let normalCount = 0;
    $container.addEventListener('scroll', () => {
      $normalCount.textContent = ++normalCount;
    });

    let throttleCount = 0;
    // throttle 함수가 반환하는 클로저가 이벤트 핸들러로 등록된다.
    $container.addEventListener('scroll', throttle(() => {
      $throttleCount.textContent = ++throttleCount;
    }, 100));
  </script>
</body>
</html>

이러한 짧은 시간 간격으로 연속해서 발생하는 이벤트를 그룹화해서 일정 시간 간격으로 이벤트 핸들러를 호출하는 스로틀은 scroll 이벤트 처리나 무한 스크롤 UI 구현 등에 유용하게 사용된다.

이 역시 실무에서는 앞서 소개한 라이브러리의 함수들을 사용하는 것이 좋다.

디바운스 스로틀 개념은 처음 접해보는 것이었는데 재밌었다. 실제 프로젝트에도 꼭 적용해봐야겠다.