不用一行程式碼，搞懂React排程器原理

卡頌發表於2021-12-27
行程React

大家好，我卡頌。

Scheduler(排程器)是React重要的組成部分。

同時，他也是個獨立的包，任何連續、可中斷的流程都可以用Scheduler來排程，比如：

const work = {count: 100};

function doWork(work) {
  work.count--;
  console.log('do work!')
}

work滿足兩個條件：

  1. 工作是連續的。一共需要執行100次，每次執行時呼叫doWork
  2. 工作是可中斷的。中斷恢復後，接著中斷前的work.count繼續執行就行

滿足這兩個條件的工作都可以用Scheduler來排程。

排程後，Scheduler內部會生成對應task，並在正確的時機執行task.callback：

const task1 = {
  // 過期時間 等於 當前時間 + 優先順序對應時間
  expirationTime: currentTime + priority,
  callback: doWork.bind(null, work)
}

本文會講解Scheduler的實現原理。知道你不喜歡看大段的程式碼，所以本文沒有一行程式碼。文末有Scheduler的原始碼地址，感興趣的話可以去看看。

開整～

工作流程概覽

Scheduler的工作原理如下圖，接下來會詳細解釋：

在Scheduler中有兩個容易混淆的概念：

  1. delay

delay代表task需要延遲執行的時間。配置了delay的task會先進入timerQueue中。

當delay對應時間到期後，該task會轉移到taskQueue中。

  1. expirationTime

expirationTime代表task的過期時間。

不是所有task都會配置delay，沒有配置delay的task會直接進入taskQueue。這就導致taskQueue中可能存在多個task。

如何決定哪個task.callback先執行呢？Scheduler根據task.expirationTime作為排序依據，值越小優先順序越高。

如果task.expirationTime小於當前時間，不僅優先順序最高，而且task.callback的執行不會被中斷。

總結一下task的幾種情況：

  1. 配置delay且delay未到期：task一定不會執行
  2. 配置delay且到期，或者未配置delay的task，同時task.expirationTime未到期：根據task.expirationTime排序後，按順序執行
  3. task.expirationTime到期的task：優先順序最高，且同步、不可中斷

工作流程詳解

將流程概覽圖替換為Scheduler中具體方法後，如下：

完整工作流程如下：

  1. 執行Scheduler.scheduleCallback生成task

根據是否傳遞delay引數，生成的task會進入timerQueue或taskQueue。

  1. 當timerQueue中第一個task延遲的時間到期後，執行advanceTimers將到期的task從timerQueue中移到taskQueue中

其中，timerQueue、taskQueue的資料結構為小頂堆實現的優先順序佇列。

  1. 接下來，執行requestHostCallback方法，他會在新的巨集任務中執行workLoop方法

在巨集任務中執行回撥的方法很多，Scheduler在瀏覽器環境預設使用MessageChannel實現。

如果不支援MessageChannel，會降級到setTimeout。Node或老版IE下會使用setImmediate。

  1. workLoop方法會迴圈消費taskQueue中的task（即執行task.callback），直到滿足如下條件之一，中斷迴圈：
  • taskQueue中不存在task
  • 時間切片用盡
  1. 迴圈中斷後，如果taskQueue不為空，則進入步驟3。如果timerQueue不為空，則進入步驟2

總結

總結一下，Scheduler的完整執行流程包括兩個迴圈：

  1. taskQueue的生產（從timerQueue中移入或執行scheduleCallback生成）到消費的過程（即圖中灰色部分），這是個非同步迴圈
  2. taskQueue的具體消費過程（即workLoop方法的執行），這是個同步迴圈

如果你想了解React中如何使用Scheduler，可以參考100行程式碼實現React核心排程功能

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