[JS Deep Dive] 41. 타이머

41.1) 호출 스케줄링

함수를 명시적으로 호출하면 함수가 즉시 실행된다. 만약에 함수를 명시적으로 호출하지 않고 일정 시간이 경과된 후에 호출되도록 함수 호출을 "예약"하기 위해서는 Timer 함수를 사용해야 한다.

👉🏻 이를 호출 스케줄링(Scheduling a Call)이라고 한다 !

 

JS는 타이머를 생성할 수 있는 타이머 함수 setTimeout과 setInterval, 타이머를 제거할 수 있는 타이머 함수 clearTimeout, clearInterval을 제공한다.

 

타이머 함수 setTimeout과 setInterval은 모두 일정 시간이 경과된 이후 콜백 함수가 호출되도록 타이머를 생성한다.

즉, 타이머 함수 setTimeout과 setInterval이 생성한 타이머가 만료되면 콜백 함수가 호출된다.

 

setTimeout 함수가 생성한 타이머는 단 한번 동작하지만, setInterval 함수가 생성한 타이머는 반복적으로 동작한다. ⭐️

 

다시말해 setTimeout 함수의 콜백 함수는 타이머가 만료되면 단 한번 호출되고, setInterval 함수의 콜백 함수는 타이머가 만료될 때마다 반복 호출된다.

 

JS 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖기 때문에 2가지 이상의 Task를 동시에 실행할 수 없다.(JS 엔진은 싱글 스레드로 동작)

이런 이유로 타이머 함수 setTimeout과 setInterval은 비동기 처리 방식으로 동작한다.

 

41.2 타이머 함수

41.2.1 setTimeout / clearTimeout

const timeoutId = setTimeout(func|code[, delay, param1, param2, ...]);

setTimeout(() => console.log("Hi!",1000);

setTimeout(name => console.log(`Hi! ${name}.`),1000,"Woohyun");

setTimeout 함수는 2번째 인수로 전달받은 시간(ms, 1/1000초)으로 '단 한번' 동작하는 타이머를 생성한다.

이후 타이머가 만료되면 1번째 인수로 전달받은 콜백 함수가 호출된다.(이때, 2번째 인수인 delay를 생략하면 기본 값 0이 지정된다)

 

즉, setTimeout 함수의 콜백 함수는 2번째 인수로 전달받은 시간 이후에 단 한번 실행되도록 호출 스케줄링 된다.

 

const timerId = setTimeout(() => console.log("Hi!"), 1000);

clearTimeout(timerId);

setTimeout 함수가 반환한 타이머 id를 clearTimeout 함수의 인수로 전달하여 타이머를 취소할 수 있다.

즉, clearTimeout 함수는 호출 스케줄링을 취소하고, 타이머가 취소되면 콜백 함수가 실행되지 않는다.

 

41.2.2 setInterval / clearInterval

let count = 1;

const timeoutId = setInterval(() => { 
	console.log(count); 
    	if (count++ === 5) clearInterval(timeoutId);
  },1000);

setInterval 함수는 2번째 인수로 전달받은 시간(ms, 1/1000초)으로 '반복 동작'하는 타이머를 생성한다. 이후에 타이머가 만료될 때마다 1번째 인수로 전달받은 콜백 함수가 반복 호출된다. (이는 타이머가 취소될 때까지 계속된다)

 

즉, setInterval 함수의 콜백 함수는 2번째 인수로 전달받은 시간이 경과할 때마다 반복 실행되도록 호출 스케줄링된다.

 

setInterval 함수에 전달할 인수는 setTimeout 함수와 동일하다.

 

setInterval 함수가 반환한 타이머 id를 clearInterval 함수의 인수로 전달하여 타이머를 취소할 수 있다.

즉, clearInterval 함수는 호출 스케줄링을 취소하고, 타이머가 취소되면 콜백 함수가 더이상 실행되지 않는다.

 

41.3 디바운스와 스로틀

 

이번에는 프론트엔드 면접 질문에서 자주 등장한다는 디바운스와 스로틀의 개념과 사용법을 알아보고자 한다.

 

이 두 개념은 모두 프론트엔드에서 성능 최적화를 위해 자주 사용되는 방법이다. 특정 이벤트의 로직이 실행되는 횟수를 제한하기 위해서 사용한다.

 

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

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

scroll, resize, input, mousemove 같은 이벤트는 짧은 시간 간격으로 연속해서 발생한다. 이러한 이벤트에 바인딩한 이벤트 핸들러는 과도하게 호출되어 성능에 문제를 일으킬 수 있다. ex) 지도를 조작하면서 발생하는 주변 검색 API 호출

 

디바운스와 스로틀은 짧은 시간 간격으로 연속해서 발생하는 이벤트를 그룹화해서 과도한 이벤트 핸들러의 호출을 방지하는 프로그래밍 기법이다.

 

디바운스와 스로틀은 이벤트를 처리할 때 매우 유용하다. 디바운스와 스로틀의 구현에는 타이머 함수가 사용된다.

 

41.3.1 디바운스

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

// 디바운스 함수가 반환하는 클로저가 이벤트 핸들러로 등록된다.
// 300ms 보다 짧은 간격으로 input 이벤트가 발생하면 디바운스 함수의 콜백 함수는
// 호출되지 않다가 300ms 동안 input 이벤트가 더 이상 발생하지 않으면 1번만 호출된다.
$input.oninput = debounce(e => {
	$msg.textContent = e.target.value;
}, 300);

디바운스는 짧은 시간 간격으로 이벤트가 연속해서 발생하면 이벤트 핸들러를 호출하지 않다가, 일정 시간이 경과한 후에 이벤트 핸들러가 1번만 호출되도록 한다.

즉, 디바운스는 짧은 시간 간격으로 발생하는 이벤트를 그룹화해서 마지막에 1번만 이벤트 핸들러가 호출되도록 한다.

 

클로저는 반환된 내부함수가 자신이 선언됐을 때의 환경(Lexical environment)인 스코프를 기억하여 자신이 선언됐을 때의 환경(스코프) 밖에서 호출되어도 그 환경(스코프)에 접근할 수 있는 함수를 말한다.
이를 조금 더 간단히 말하면,클로저는 자신이 생성될 때의 환경(Lexical environment)을 기억하는 함수라고 말할 수 있겠다.

예를 들어 input 이벤트는 사용자가 텍스트 입력 필드에 값을 입력할 때마다 연속해서 발생한다.

 

만약 input의 이벤트 핸들러에서 사용자가 입력 필드에 입력한 값으로 Ajax 요청과 같은 무거운 처리를 수행한다면 사용자가 아직 입력을 완료하지 않았어도 Ajax 요청이 매번 전송될 것이다.

👉🏻 이는 서버에 부담을 주는 불필요한 처리이므로 사용자가 입력을 완료했을 때, 한번만 Ajax 요청을 전송하는 것이 바람직하다.

 

사용자가 입력을 완료했는지 여부는 정확히 알 수 없으므로 일정 시간 동안 텍스트 입력 필드에 값을 입력하지 않으면 입력이 완료된 것으로 간주한다.

이를 위해 디바운스 함수가 반환한 함수는 디바운스 함수의 2번째 인수로 전달한 delay보다 짧은 간격으로 이벤트가 발생하면 이전 타이머를 취소하고 새로운 타이머를 재설정한다.

 

따라서 delay보다 짧은 간격으로 이벤트가 연속해서 발생하면 디바운스 함수의 1번째 인수로 전달된 콜백 함수는 호출되지 않다가 delay동안 input 이벤트가 더이상 발생하지 않으면 1번만 호출된다.

 

이처럼 짧은 시간 간격으로 이벤트가 연속해서 발생하면 이벤트 핸들러를 호출하지 않다가 일정 시간 동안 이벤트가 발생하지 않으면 이벤트 핸들러가 1번만 호출되도록 하는 디바운스는 resize 이벤트 처리나 input 요소에 입력된 값으로 Ajax 요청을 하는 입력 필드 자동완성 UI 구현, 버튼 중복 클릭 방지 처리 등에 유용하게 사용된다.

 

위 예제의 디바운스 함수는 완벽하지 않으며, 실무에서는 Underscore나 Lodash의 디바운스 함수를 사용하는 것이 좋다.

 

41.3.2 스로틀

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

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

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

스로틀은 짧은 시간 간격으로 이벤트가 연속해서 발생하더라도 일정 시간 간격으로 이벤트 핸들러가 최대 1번만 호출되도록 한다.

 

즉, 스로틀은 짧은 시간 간격으로 연속해서 발생하는 이벤트를 그룹화해서 일정 시간 단위로 이벤트 핸들러가 호출되도록 호출 주기를 만든다.

 

scroll 이벤트는 사용자가 스크롤할 때 짧은 시간 간격으로 연속해서 발생한다.

이처럼 짧은 시간 간격으로 연속해서 발생하는 이벤트의 과도한 이벤트 핸들러의 호출을 방지하기 위해 스로틀 함수는 이벤트를 그룹화해서 일정 시간 단위로 이벤트 핸들러가 호출되도록 '호출 주기'를 만든다.

 

스로틀 함수가 반환한 함수는 스로틀 함수에 2번째 인수로 전달한 시간(delay)이 경과하기 전에 이벤트가 발생하면 이벤트를 무시하다가 delay 시간이 경과했을 때 이벤트가 발생하게 되면 콜백 함수를 호출하고 새로운 타이머를 재설정한다.

👉🏻 따라서 delay 시간 간격으로 콜백 함수가 호출된다.

 

 

 

 

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

 

위 예제의 스로틀 함수는 완벽하지 않으며, 실무에서는 Underscore나 Lodash의 스로틀 함수를 사용하는 것이 좋다.