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web前端培训:React 核心调度功能的实现

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站长
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想必大家都知道React有一套基于Fiber架构的调度系统。这套调度系统的基本功能包括:

更新有不同优先级一次更新可能涉及多个组件的render,这些render可能分配到多个宏任务中执行(即时间切片)高优先级更新会打断进行中的低优先级更新本文会用100行代码实现这套调度系统,让你快速了解React的调度原理。

我知道你不喜欢看大段的代码,所以本文会以图+代码片段的形式讲解。

文末有完整的在线Demo,你可以自己上手玩玩。

开整!

准备工作

我们用work这一数据结构代表一份工作,work.count代表这份工作要重复做某件事的次数_前端培训

在Demo中要重复做的事是“执行insertItem方法,向页面插入<span/>”:

const insertItem = (content: string) => {

const ele = document.createElement('span');

ele.innerText = ${content};

contentBox.appendChild(ele);

};

所以,对于如下work:

const work1 = {

count: 100

}

代表:执行100次insertItem向页面插入100个<span/>。

work可以类比React的一次更新,work.count类比这次更新要render的组件数量。所以Demo是对React更新流程的类比

来实现第一版的调度系统,流程如图:

web前端培训:React 核心调度功能的实现 

包括三步:

向workList队列(用于保存所有work)插入workschedule方法从workList中取出work,传递给performperform方法执行完work的所有工作后重复步骤2代码如下:

// 保存所有work的队列

const workList: work[] = [];

// 调度

function schedule() {

// 从队列尾取一个work

const curWork = workList.pop();

if (curWork) {

perform(curWork);

}

}

// 执行

function perform(work: Work) {

while (work.count) {

work.count--;

insertItem();

}

schedule();

}

为按钮绑定点击交互,最基本的调度系统就完成了:

button.onclick = () => {

workList.unshift({

count: 100

})

schedule();

}

点击button就能插入100个<span/>。

用React类比就是:点击button,触发同步更新,100个组件render

接下来我们将其改造成异步的。

Scheduler

React内部使用Scheduler完成异步调度。

Scheduler是独立的包。所以可以用他改造我们的Demo。

Scheduler预置了5种优先级,从上往下优先级降低:

ImmediatePriority,最高的同步优先级UserBlockingPriorityNormalPriorityLowPriorityIdlePriority,最低优先级scheduleCallback方法接收优先级与回调函数fn,用于调度fn:

// 将回调函数fn以LowPriority优先级调度

scheduleCallback(LowPriority, fn)

在Scheduler内部,执行scheduleCallback后会生成task这一数据结构:

const task1 = {

expiration: startTime + timeout,

callback: fn

}

task1.expiration代表task1的过期时间,Scheduler会优先执行过期的task.callback。

expiration中startTime为当前开始时间,不同优先级的timeout不同_web前端培训

比如,ImmediatePriority的timeout为-1,由于:

startTime - 1 < startTime

所以ImmediatePriority会立刻过期,callback立刻执行。

而IdlePriority对应timeout为1073741823(最大的31位带符号整型),其callback需要非常长时间才会执行。

callback会在新的宏任务中执行,这就是Scheduler调度的原理。

用Scheduler改造Demo

改造后的流程如图:

web前端培训:React 核心调度功能的实现 

改造前,work直接从workList队列尾取出:

// 改造前

const curWork = workList.pop();

改造后,work可以拥有不同优先级,通过priority字段表示。

比如,如下work代表「以NormalPriority优先级插入100个<span/>」:

const work1 = {

count: 100,

priority: NormalPriority

}

改造后每次都使用最高优先级的work:

// 改造后

// 对workList排序后取priority值最小的(值越小,优先级越高)

const curWork = workList.sort((w1, w2) => {

return w1.priority - w2.priority;

})[0];

改造后流程的变化

由流程图可知,Scheduler不再直接执行perform,而是通过执行scheduleCallback调度perform.bind(null, work)。

即,满足一定条件的情况下,生成新task:

const someTask = {

callback: perform.bind(null, work),

expiration: xxx

}

同时,work的工作也是可中断的。在改造前,perform会同步执行完work中的所有工作:

while (work.count) {

work.count--;

insertItem();

}

改造后,work的执行流程随时可能中断:

while (!needYield() && work.count) {

work.count--;

insertItem();

}

高优先级打断低优先级的例子

举例来看一个高优先级打断低优先级的例子:

插入一个低优先级work,属性如下const work1 = {

count: 100,

priority: LowPriority

}

经历schedule(调度),perform(执行),在执行了80次工作时,突然插入一个高优先级work,此时:const work1 = {

// work1已经执行了80次工作,还差20次执行完

count: 20,

priority: LowPriority

}

// 新插入的高优先级work

const work2 = {

count: 100,

priority: ImmediatePriority

}

work1工作中断,继续schedule。由于work2优先级更高,会进入work2对应perform,执行100次工作work2执行完后,继续schedule,执行work1剩余的20次工作在这个例子中,我们需要区分2个「打断」的概念:

在步骤3中,work1执行的工作被打断。这是微观角度的「打断」由于work1被打断,所以继续schedule。下一个执行工作的是更高优的work2。work2的到来导致work1被打断,这是宏观角度的「打断」之所以要区分「宏/微观」,是因为「微观的打断」不一定意味着「宏观的打断」。

比如:work1由于时间切片用尽,被打断。没有其他更高优的work与他竞争schedule的话,下一次perform还是work1。

这种情况下微观下多次打断,但是宏观来看,还是同一个work在执行。这就是「时间切片」的原理。

调度系统的实现原理

以下是调度系统的完整实现原理:

web前端培训:React 核心调度功能的实现

对照流程图来看:

web前端培训:React 核心调度功能的实现

文章来源于前端开发