12-06 01:56 阅读 175

react源码解析15.scheduler&Lane(react源码解析更新机制)

当我们在类似下面的搜索框组件进行搜索时会发现，组件分为搜索部分和搜索结果展示列表，我们期望输入框能立刻响应，结果列表可以有等待的时间，如果结果列表数据量很大，在进行渲染的时候，我们又输入了一些文字，因为用户输入事件的优先级是很高的，所以就要停止结果列表的渲染，这就引出了不同任务之间的优先级和调度

react源码15.5

Scheduler

我们知道如果我们的应用占用较长的js执行时间，比如超过了设备一帧的时间，那么设备的绘制就会出不的现象。

Scheduler主要的功能是时间切片和调度优先级，react在对比差异的时候会占用一定的js执行时间，Scheduler内部借助MessageChannel实现了在浏览器绘制之前指定一个时间片，如果react在指定时间内没对比完，Scheduler就会强制交出执行权给浏览器

react源码15.3

时间切片

在浏览器的一帧中js的执行时间如下

react源码15.1

requestIdleCallback是在浏览器重绘重排之后，如果还有空闲就可以执行的时机，所以为了不影响重绘重排，可以在浏览器在requestIdleCallback中执行耗性能的计算，但是由于requestIdleCallback存在兼容和触发时机不稳定的问题，scheduler中采用MessageChannel来实现requestIdleCallback，当前环境不支持MessageChannel就采用setTimeout。

在之前的介绍中我们知道在performUnitOfWork之后会执行render阶段和commit阶段，如果在浏览器的一帧中，cup的计算还没完成，就会让出js执行权给浏览器，这个判断在workLoopConcurrent函数中，shouldYield就是用来判断剩余的时间有没有用尽。在源码中每个时间片时5ms，这个值会根据设备的fps调整。

function workLoopConcurrent() {   while (workInProgress !== null && !shouldYield()) {     performUnitOfWork(workInProgress);   } } 复制代码

function forceFrameRate(fps) {//计算时间片   if (fps < 0 || fps > 125) {     console['error'](       'forceFrameRate takes a positive int between 0 and 125, ' +         'forcing frame rates higher than 125 fps is not supported',     );     return;   }   if (fps > 0) {     yieldInterval = Math.floor(1000 / fps);   } else {     yieldInterval = 5;//时间片默认5ms   } } 复制代码

任务的暂停

在shouldYield函数中有一段，所以可以知道，如果当前时间大于任务开始的时间+yieldInterval，就打断了任务的进行。

//deadline = currentTime + yieldInterval，deadline是在performWorkUntilDeadline函数中计算出来的 if (currentTime >= deadline) {   //... return true } 复制代码

调度优先级

在Scheduler中有两个函数可以创建具有优先级的任务

runWithPriority：以一个优先级执行callback，如果是同步的任务，优先级就是ImmediateSchedulerPriority

function unstable_runWithPriority(priorityLevel, eventHandler) {   switch (priorityLevel) {//5种优先级     case ImmediatePriority:     case UserBlockingPriority:     case NormalPriority:     case LowPriority:     case IdlePriority:       break;     default:       priorityLevel = NormalPriority;   }   var previousPriorityLevel = currentPriorityLevel;//保存当前的优先级   currentPriorityLevel = priorityLevel;//priorityLevel赋值给currentPriorityLevel   try {     return eventHandler();//回调函数   } finally {     currentPriorityLevel = previousPriorityLevel;//还原之前的优先级   } } 复制代码

scheduleCallback：以一个优先级注册callback，在适当的时机执行，因为涉及过期时间的计算，所以scheduleCallback比runWithPriority的粒度更细。

在scheduleCallback中优先级意味着过期时间，优先级越高priorityLevel就越小，过期时间离当前时间就越近，var expirationTime = startTime + timeout;例如IMMEDIATE_PRIORITY_TIMEOUT=-1，那var expirationTime = startTime + (-1);就小于当前时间了，所以要立即执行。
scheduleCallback调度的过程用到了小顶堆，所以我们可以在O(1)的复杂度找到优先级最高的task，不了解可以查阅资料，在源码中小顶堆存放着任务，每次peek都能取到离过期时间最近的task。
scheduleCallback中，未过期任务task存放在timerQueue中，过期任务存放在taskQueue中。
新建newTask任务之后，判断newTask是否过期，没过期就加入timerQueue中，如果此时taskQueue中还没有过期任务，timerQueue中离过期时间最近的task正好是newTask，则设置个定时器，到了过期时间就加入taskQueue中。
当timerQueue中有任务，就取出最早过期的任务执行。

function unstable_scheduleCallback(priorityLevel, callback, options) {   var currentTime = getCurrentTime();   var startTime;//开始时间   if (typeof options === 'object' && options !== null) {     var delay = options.delay;     if (typeof delay === 'number' && delay > 0) {       startTime = currentTime + delay;     } else {       startTime = currentTime;     }   } else {     startTime = currentTime;   }   var timeout;   switch (priorityLevel) {     case ImmediatePriority://优先级越高timeout越小       timeout = IMMEDIATE_PRIORITY_TIMEOUT;//-1       break;     case UserBlockingPriority:       timeout = USER_BLOCKING_PRIORITY_TIMEOUT;//250       break;     case IdlePriority:       timeout = IDLE_PRIORITY_TIMEOUT;       break;     case LowPriority:       timeout = LOW_PRIORITY_TIMEOUT;       break;     case NormalPriority:     default:       timeout = NORMAL_PRIORITY_TIMEOUT;       break;   }   var expirationTime = startTime + timeout;//优先级越高 过期时间越小   var newTask = {//新建task     id: taskIdCounter++,     callback//回调函数     priorityLevel,     startTime,//开始时间     expirationTime,//过期时间     sortIndex: -1,   };   if (enableProfiling) {     newTask.isQueued = false;   }   if (startTime > currentTime) {//没有过期     newTask.sortIndex = startTime;     push(timerQueue, newTask);//加入timerQueue     //taskQueue中还没有过期任务，timerQueue中离过期时间最近的task正好是newTask     if (peek(taskQueue) === null && newTask === peek(timerQueue)) {       if (isHostTimeoutScheduled) {         cancelHostTimeout();       } else {         isHostTimeoutScheduled = true;       }       //定时器，到了过期时间就加入taskQueue中       requestHostTimeout(handleTimeout, startTime - currentTime);     }   } else {     newTask.sortIndex = expirationTime;     push(taskQueue, newTask);//加入taskQueue     if (enableProfiling) {       markTaskStart(newTask, currentTime);       newTask.isQueued = true;     }     if (!isHostCallbackScheduled && !isPerformingWork) {       isHostCallbackScheduled = true;       requestHostCallback(flushWork);//执行过期的任务     }   }   return newTask; } 复制代码

react源码15.2

任务暂停之后怎么继续

在workLoop函数中有这样一段

const continuationCallback = callback(didUserCallbackTimeout);//callback就是调度的callback currentTime = getCurrentTime(); if (typeof continuationCallback === 'function') {//判断callback执行之后的返回值类型   currentTask.callback = continuationCallback;//如果是function类型就把又赋值给currentTask.callback   markTaskYield(currentTask, currentTime); } else {   if (enableProfiling) {     markTaskCompleted(currentTask, currentTime);     currentTask.isQueued = false;   }   if (currentTask === peek(taskQueue)) {     pop(taskQueue);//如果是function类型就从taskQueue中删除   } } advanceTimers(currentTime); 复制代码

在performConcurrentWorkOnRoot函数的结尾有这样一个判断，如果callbackNode等于originalCallbackNode那就恢复任务的执行

if (root.callbackNode === originalCallbackNode) {   // The task node scheduled for this root is the same one that's   // currently executed. Need to return a continuation.   return performConcurrentWorkOnRoot.bind(null, root); } 复制代码

Lane

Lane的和Scheduler是两套优先级机制，相比来说Lane的优先级粒度更细，Lane的意思是车道，类似赛车一样，在task获取优先级时，总是会优先抢内圈的赛道，Lane表示的优先级有以下几个特点。

可以表示不同批次的优先级

从代码中中可以看到，每个优先级都是个31位二进制数字，1表示该位置可以用，0代表这个位置不能用，从第一个优先级NoLanes到OffscreenLane优先级是降低的，优先级越低1的个数也就越多（赛车比赛外圈的车越多），也就是说含多个1的优先级就是同一个批次。

export const NoLanes: Lanes = /*                        */ 0b0000000000000000000000000000000; export const NoLane: Lane = /*                          */ 0b0000000000000000000000000000000; export const SyncLane: Lane = /*                        */ 0b0000000000000000000000000000001; export const SyncBatchedLane: Lane = /*                 */ 0b0000000000000000000000000000010; export const InputDiscreteHydrationLane: Lane = /*      */ 0b0000000000000000000000000000100; const InputDiscreteLanes: Lanes = /*                    */ 0b0000000000000000000000000011000; const InputContinuousHydrationLane: Lane = /*           */ 0b0000000000000000000000000100000; const InputContinuousLanes: Lanes = /*                  */ 0b0000000000000000000000011000000; export const DefaultHydrationLane: Lane = /*            */ 0b0000000000000000000000100000000; export const DefaultLanes: Lanes = /*                   */ 0b0000000000000000000111000000000; const TransitionHydrationLane: Lane = /*                */ 0b0000000000000000001000000000000; const TransitionLanes: Lanes = /*                       */ 0b0000000001111111110000000000000; const RetryLanes: Lanes = /*                            */ 0b0000011110000000000000000000000; export const SomeRetryLane: Lanes = /*                  */ 0b0000010000000000000000000000000; export const SelectiveHydrationLane: Lane = /*          */ 0b0000100000000000000000000000000; const NonIdleLanes = /*                                 */ 0b0000111111111111111111111111111; export const IdleHydrationLane: Lane = /*               */ 0b0001000000000000000000000000000; const IdleLanes: Lanes = /*                             */ 0b0110000000000000000000000000000; export const OffscreenLane: Lane = /*                   */ 0b1000000000000000000000000000000; 复制代码

优先级的计算的性能高

例如，可以通过二进制按位与来判断a和b代表的lane是否存在交集

export function includesSomeLane(a: Lanes | Lane, b: Lanes | Lane) {   return (a & b) !== NoLanes; } 复制代码

Lane模型中task是怎么获取优先级的（赛车的初始赛道）

任务获取赛道的方式是从高优先级的lanes开始的，这个过程发生在findUpdateLane函数中，如果高优先级没有可用的lane了就下降到优先级低的lanes中寻找，其中pickArbitraryLane会调用getHighestPriorityLane获取一批lanes中优先级最高的那一位，也就是通过lanes & -lanes获取最右边的一位

export function findUpdateLane(   lanePriority: LanePriority,   wipLanes: Lanes, ): Lane {   switch (lanePriority) {     //...     case DefaultLanePriority: {       let lane = pickArbitraryLane(DefaultLanes & ~wipLanes);//找到下一个优先级最高的lane       if (lane === NoLane) {//上一个level的lane都占满了下降到TransitionLanes继续寻找可用的赛道         lane = pickArbitraryLane(TransitionLanes & ~wipLanes);         if (lane === NoLane) {//TransitionLanes也满了           lane = pickArbitraryLane(DefaultLanes);//从DefaultLanes开始找         }       }       return lane;     }   } } 复制代码

Lane模型中高优先级是怎么插队的（赛车抢赛道）

在Lane模型中如果一个低优先级的任务执行，并且还在调度的时候触发了一个高优先级的任务，则高优先级的任务打断低优先级任务，此时应该先取消低优先级的任务，因为此时低优先级的任务可能已经进行了一段时间，Fiber树已经构建了一部分，所以需要将Fiber树还原，这个过程发生在函数prepareFreshStack中，在这个函数中会初始化已经构建的Fiber树

function ensureRootIsScheduled(root: FiberRoot, currentTime: number) {   const existingCallbackNode = root.callbackNode;//之前已经调用过的setState的回调   //... if (existingCallbackNode !== null) {     const existingCallbackPriority = root.callbackPriority;     //新的setState的回调和之前setState的回调优先级相等 则进入batchedUpdate的逻辑     if (existingCallbackPriority === newCallbackPriority) {       return;     }     //两个回调优先级不一致，则被高优先级任务打断，先取消当前低优先级的任务     cancelCallback(existingCallbackNode);   } //调度render阶段的起点 newCallbackNode = scheduleCallback(     schedulerPriorityLevel,     performConcurrentWorkOnRoot.bind(null, root),   ); //... } 复制代码

function prepareFreshStack(root: FiberRoot, lanes: Lanes) {   root.finishedWork = null;   root.finishedLanes = NoLanes; //...   //workInProgressRoot等变量重新赋值和初始化   workInProgressRoot = root;   workInProgress = createWorkInProgress(root.current, null);   workInProgressRootRenderLanes = subtreeRenderLanes = workInProgressRootIncludedLanes = lanes;   workInProgressRootExitStatus = RootIncomplete;   workInProgressRootFatalError = null;   workInProgressRootSkippedLanes = NoLanes;   workInProgressRootUpdatedLanes = NoLanes;   workInProgressRootPingedLanes = NoLanes; //... } 复制代码

Lane模型中怎么解决饥饿问题（最后一名赛车最后也要到达终点啊）

在调度优先级的过程中，会调用markStarvedLanesAsExpired遍历pendingLanes（未执行的任务包含的lane），如果没过期时间就计算一个过期时间，如果过期了就加入root.expiredLanes中，然后在下次调用getNextLane函数的时候会优先返回expiredLanes

export function markStarvedLanesAsExpired(   root: FiberRoot,   currentTime: number, ): void {   const pendingLanes = root.pendingLanes;   const suspendedLanes = root.suspendedLanes;   const pingedLanes = root.pingedLanes;   const expirationTimes = root.expirationTimes;   let lanes = pendingLanes;   while (lanes > 0) {//遍历lanes     const index = pickArbitraryLaneIndex(lanes);     const lane = 1 << index;     const expirationTime = expirationTimes[index];     if (expirationTime === NoTimestamp) {       if (         (lane & suspendedLanes) === NoLanes ||         (lane & pingedLanes) !== NoLanes       ) {         expirationTimes[index] = computeExpirationTime(lane, currentTime);//计算过期时间       }     } else if (expirationTime <= currentTime) {//过期了       root.expiredLanes |= lane;//在expiredLanes加入当前遍历到的lane     }     lanes &= ~lane;   } } 复制代码

export function getNextLanes(root: FiberRoot, wipLanes: Lanes): Lanes {   //...   if (expiredLanes !== NoLanes) {     nextLanes = expiredLanes;     nextLanePriority = return_highestLanePriority = SyncLanePriority;//优先返回过期的lane   } else {   //...     }   return nextLanes; } 复制代码

下图更直观，随之时间的推移，低优先级的任务被插队，最后也会变成高优先级的任务

react源码15.4

作者：zz1998
链接：https://juejin.cn/post/7038388305834016776

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