スケジューリング: setTimeout と setInterval

関数をすぐには実行させず、ある時点で実行するようにしたいことがあります。それは “呼び出しのスケジューリング” と呼ばれます。

そのための2つのメソッドがあります。:

• setTimeout は指定時間経過後、一度だけ関数を実行します。
• setInterval は各実行の間は指定した間隔で、定期的に関数を実行します。

それらのメソッドは JavaScript の仕様の一部ではありません。しかしほとんどの環境は内部スケジューラをもち、それらのメソッドを提供します。特に、これらはすべてのブラウザと Node.js でサポートされています。

setTimeout

構文:

let timerId = setTimeout(func|code, delay[, arg1, arg2...])

パラメータ:

func|code

関数もしくは実行するコードの文字列。 通常は関数です。歴史的な理由で、コードの文字列も渡すことができますが、推奨されません。

delay

実行前の遅延時間で、ミリ秒単位です (1000 ms = 1 秒).

arg1, arg2…

関数の引数です(IE9-ではサポートされていません)

例えば、このコードは1秒後に sayHi() を呼びます:

function sayHi() {
  alert('Hello');
}

setTimeout(sayHi, 1000);

引数がある場合はこちら:

function sayHi(phrase, who) {
  alert( phrase + ', ' + who );
}

setTimeout(sayHi, 1000, "Hello", "John"); // Hello, John

もし最初の引数が文字列の場合、JavaScript はそれから関数を作ります。

従って、これも動作します:

setTimeout("alert('Hello')", 1000);

しかし、文字列を使うことは推奨されていません。次のように、それらの代わりに関数を使ってください。:

setTimeout(() => alert('Hello'), 1000);

// wrong!
setTimeout(sayHi(), 1000);

clearTimeout を使ったキャンセル

setTimeout の呼び出しは、実行を取り消すために使用できる “タイマー識別子” timerId を返します。

キャンセルするための構文は次の通りです:

let timerId = setTimeout(...);
clearTimeout(timerId);

下のコードでは、私たちは関数をスケジュールし、その後キャンセルしています。結果としては、何も起きません:

let timerId = setTimeout(() => alert("never happens"), 1000);
alert(timerId); // timer 識別子

clearTimeout(timerId);
alert(timerId); // 同じ 識別子 (キャンセル後 null にはなりません)

alert の出力から分かるように、ブラウザではタイマー識別子は数値です。他の環境では、それは他の何かの場合があります。例えば、Node.js だと、追加メソッドを持つタイマーオブジェクトを返します。

改めて、それらのメソッドのための普遍的な仕様はありませんので問題ありません。

ブラウザの場合、タイマーはHTML5標準のtimers section で説明されています。

setInterval

メソッド setInterval は setTimeout と同じ構文を持っています:

let timerId = setInterval(func|code, delay[, arg1, arg2...])

すべての引数が同じ意味です。しかし setTimeout とは異なり、関数を1回ではなく定期的に与えられた時間間隔で実行します。

これ以上の呼び出しを止めるためには、clearInterval(timerId) を呼ぶ必要があります。

次の例は、2秒毎にメッセージを表示し、5秒後に表示は停止されます。:

// 2秒のインターバルで繰り返し
let timerId = setInterval(() => alert('tick'), 2000);

// 5秒後に停止
setTimeout(() => { clearInterval(timerId); alert('stop'); }, 5000);

再帰的な（ネストされた） setTimeout

定期的に何かを実行するのに 2つの方法があります。

1つは、setInterval です。もう1つは、ネストされた setTimeout で、このようになります:

/** 次の代わり:
let timerId = setInterval(() => alert('tick'), 2000);
*/

let timerId = setTimeout(function tick() {
  alert('tick');
  timerId = setTimeout(tick, 2000); // (*)
}, 2000);

上の setTimeout は現在の実行の最後の (*) で次の呼び出しをスケジュールします。

再帰的な setTimeout は setInterval よりも柔軟です。この方法は、現在の呼び出しの結果に応じて、次の呼び出しのスケジュールが異なる場合があります。

例えば、5秒毎にデータを確認するためにサーバへリクエストを送るサービスを書く必要があるとします。しかし、サーバが高負荷である場合には、間隔を 10, 20, 40 秒… と言ったように増やす必用があります。

これは、その疑似コードです:

let delay = 5000;

let timerId = setTimeout(function request() {
  ...send request...

  if (request failed due to server overload) {
    // 次の実行のためにインターバルを増加させる
    delay *= 2;
  }

  timerId = setTimeout(request, delay);

}, delay);

また、もしも定期的にCPUを必要とするタスクを持っている場合には、実行にかかった時間を計測し次の呼び出しを計画することが出来ます。

再帰的な setTimeout は実行の間の遅延を保証しますが、setInterval は保証しません

2つのコードを比較してみましょう。最初の例は setInterval を使います。:

let i = 1;
setInterval(function() {
  func(i++);
}, 100);

2つ目は再帰的な setTimeout を使います:

let i = 1;
setTimeout(function run() {
  func(i++);
  setTimeout(run, 100);
}, 100);

setInterval では、内部スケジューラは100ms秒毎に func(i++) を実行します。:

気づきましたか…？

setInterval での func 呼び出し間の実際の遅延はコード内のそれよりも短いです!

それは当然のことです、なぜなら func の実行にかかる時間はインターバルの一部を “消費” するためです。

func の実行が予想していたよりも長くなり、100ms を超える可能性があります。

このケースでは、エンジンは func の完了を待ちます。その後、スケジューラをチェックして時間が経過していた場合は すぐに それを再度実行します。

エッジケースですが、もし関数が常に delay ms よりも長く実行される場合、呼び出しは全く停止することなく起こります。

次に、これは再帰的な setTimeout の図です:

再帰的な setTimeout は固定の遅延 (ここでは 100ms) を保証します。

新しい呼び出しは、以前の呼び出しの終わりに計画されるためです。

// 関数はスケジューラが呼び出すまでメモリ内に留まります
setTimeout(function() {...}, 100);

遅延なしの setTimeout

特別なユースケースがあります: setTimeout(func, 0)、あるいは単に setTimeout(func) です。

これは func をできるだけ速く実行するようスケジュールします。しかし、スケジューラは現在のコードが完了した後にそれを実行します。

なので、関数は現在のコードの “すぐ後” に実行するようスケジュールされています。言い換えると、非同期 です。

例えば、これは “Hello” を出力し、その後すぐに “World” を表示します。:

setTimeout(() => alert("World"), 0);

alert("Hello");

最初の行は “0ms 後のカレンダーに呼び出しを置いています”。しかし、スケジューラは現在のコードが完了した後に “カレンダーのチェック” をします。そのため、 "Hello" が最初で、"World" が後になります。

また、イベントループ(event loop): microtask と macrotask の章で説明する、遅延なしの timeout の高度なブラウザ関連のユースケースもあります。

let start = Date.now();
let times = [];

setTimeout(function run() {
  times.push(Date.now() - start); // 前の呼び出しからの遅延を覚える

  if (start + 100 < Date.now()) alert(times); // 100ms 後に遅延を表示
  else setTimeout(run, 0); // もしくは再スケジュール
}, 0);

// 出力例:
// 1,1,1,1,9,15,20,24,30,35,40,45,50,55,59,64,70,75,80,85,90,95,100

サマリ

• メソッド setInterval(func, delay, ...args) と setTimeout(func, delay, ...args) は、delay ミリ秒に func を定期的に/一度だけ実行することができます。
• 実行をキャンセルするためには、setInterval/setTimeout で返却された値と一緒に clearInterval/clearTimeout を呼ぶ必要があります。
• ネストされた setTimeout 呼び出しは、setInterval よりも柔軟です。また、それは実行 間 の最小時間を保証することができます。
• setTimeout(func, 0) （setTimeout(func と同じ）での遅延ゼロのスケジューリングは “できるだけ早く、しかし現在のコードが終わった後に” 呼び出しをスケジュールするために使われます。
• ブラウザは、5つ以上のネストされた setTimeout 呼び出し、または setInterval（５回目以降の呼び出し後）の最小遅延を4msに制限しています。それは歴史的な理由によるものです。

すべてのスケジューリングメソッドは正確な遅延を 保証しない ことに注意してください。

例えば、ブラウザ内でのタイマーは、多くの理由で遅くなる可能性があります:

• CPUが過負荷になっている
• ブラウザタブがバックエンドモードになっている
• ラップトップがバッテリーモード

最小のタイマー精度(最小遅延)をブラウザや設定に応じて300msまたは1000msまで増やすことができます。