React | 2020-07-13 01:27:08 605次 2次
本篇继续进行调度过程分析，进入 unstable_scheduleCallback 进行 flushWork、workLoop 操作，执行传入的回调 performConcurrentWorkOnRoot 异步方法或者 flushSyncCallbackQueueImpl 队列中是 performSyncWorkOnRoot 同步方法（同步需要批量更新），进而进入 performUnitOfWork 开始 beginWork 也就是开始下个阶段 render 阶段的执行。
再回顾下上一篇主要做的事情就是根据不同的任务模式 expirationTime === Sync 判断是立即渲染同步任务还是调度异步模式任务，调度模式里面根据任务优先级进行传入相关回调，到这里根据 requestHostCallback 开始利用空闲时间或者分片调度任务。
一、unstable_scheduleCallback
这个方法中就涉及到了浏览器空闲时间调度的概念，react 源码中没有直接使用浏览器自带的 requestIdleCallback 方法，而是自己实现了一个这样的机制。这里面关于优先级的到期时间，如果过了这个时间还没有被执行，就要立即执行（尽管可能还是阻塞浏览器的渲染，引起卡顿，所以这个调度并不是想象中那么完美）。开始还有个误区，以为 react 会知道业务中代码的运行时间更加动态调整，现在发现不是，而是根据不同的事件类型来自动指定一个固定时间。
//优先级 | 同步 or 异步渲染 | 传入一个 对象 timeout 指定过期时间
function unstable_scheduleCallback(priorityLevel, callback, options) {
//获取当前运行时间
var currentTime = getCurrentTime();
var startTime;
var timeout;
//如果传入了配置则使用配置的 反之需要自己计算一下
if (typeof options === 'object' && options !== null) {
//延迟的时间，暂无发现哪里使用
var delay = options.delay;
if (typeof delay === 'number' && delay > 0) {
startTime = currentTime + delay;
} else {
startTime = currentTime;
}
timeout =
typeof options.timeout === 'number'
? options.timeout
: timeoutForPriorityLevel(priorityLevel);
} else {
//根据优先级获取对应的过期时间
//高优先级-1 | 阻塞型 250ms | 普通优先级 5s | 低优先级 10s
timeout = timeoutForPriorityLevel(priorityLevel);
startTime = currentTime;
}
//执行到这个方法时才去计算的时间+优先级事件需要的对应时间（或者手动指定）
var expirationTime = startTime + timeout;
//包装任务
var newTask = {
id: taskIdCounter++, //初始1
callback, // 传入的回调 performSyncWorkOnRoot | performConcurrentWorkOnRoot
priorityLevel,
startTime,
expirationTime,
sortIndex: -1,
};
...
//只有 startTime = currentTime + delay 指定延迟的情况才会触发
if (startTime > currentTime) {
// 当这是个延迟的task，需要被加入timerQueue，按照startTime排序
newTask.sortIndex = startTime;
// 将新任务保存在小顶堆中
// 小顶堆按 sortIndex（如果相同则比较 id）排序
// 所以堆顶任务为sortIndex最小（或id最小）任务
push(timerQueue, newTask);
// 取出 第一个元素
if (peek(taskQueue) === null && newTask === peek(timerQueue)) {
// 所有任务都延迟了，当前任务是优先级最高的
if (isHostTimeoutScheduled) {
// 清除定时器
cancelHostTimeout();
} else {
isHostTimeoutScheduled = true;
}
//延迟的直接通过定时器触发，startTime - currentTime 为何不写成 delay？
requestHostTimeout(handleTimeout, startTime - currentTime);
}
} else {
// 否则就是正常的需要被执行的任务,按照expirationTime作为排序依据
newTask.sortIndex = expirationTime;
push(taskQueue, newTask);
...
// 执行回调方法，如果已经再工作需要等待一次回调的完成
if (!isHostCallbackScheduled && !isPerformingWork) {
isHostCallbackScheduled = true;
//对 requestIdleCallback 模拟实现
requestHostCallback(flushWork);
}
}
//返回这个任务
return newTask;
}二、push 小顶堆
push 这个方法涉及到小顶堆的插入操作，调用 siftUp 来创建，并通过 sortIndex（如果相同）则继续根据 id 比较。
function push(heap, node) {
const index = heap.length;
heap.push(node);
siftUp(heap, node, index);
}
function siftUp(heap, node, i) {
let index = i;
while (true) {
const parentIndex = (index - 1) >>> 1; //相当于 parseInt((index-1) / 2)
const parent = heap[parentIndex];
if (parent !== undefined && compare(parent, node) > 0) {
// The parent is larger. Swap positions.
heap[parentIndex] = node;
heap[index] = parent;
index = parentIndex;
} else {
// The parent is smaller. Exit.
return;
}
}
}
function compare(a, b) {
// Compare sort index first, then task id.
const diff = a.sortIndex - b.sortIndex;
return diff !== 0 ? diff : a.id - b.id;
}
let s = []
push(s, {sortIndex: 9})
push(s, {sortIndex: 12 })
push(s, {sortIndex: 17})
push(s, {sortIndex: 30})
push(s, {sortIndex: 50})
push(s, {sortIndex: 20})
push(s, {sortIndex: 60})
push(s, {sortIndex: 65})
push(s, {sortIndex: 4})
push(s, {sortIndex: 19})最终生成：[4, 9, 17, 12, 19, 20, 60, 65, 30, 50]的顺序小顶堆，如下图：
三、requestHostCallback
这个方法本来以为就不变了，参考模拟实现。结果目前这个版本中又是一个新的方案，之前通过 requestAnimationFrame 来模拟的，现在的方案是通过高频调用 postMessage 来调度任务，为了在每一帧执行更多的任务，提升运行效率，但是目前这种方案无疑加剧了浏览器资源的争夺，没有真正的利用浏览器空闲时间（个人理解）。这里面通过 MessageChannel 两个通道通信的机制。
const channel = new MessageChannel();
const port = channel.port2;
channel.port1.onmessage = performWorkUntilDeadline;
requestHostCallback = function(callback) {
scheduledHostCallback = callback;
//默认false
if (!isMessageLoopRunning) {
isMessageLoopRunning = true;
//prot2发送消息，只有prot1才可以接到
port.postMessage(null);
}
};时间分片：为什么一个 MessageChannel 可以梭哈调度，其实并不是，还有一个 shouldYield 在 workLoopConcurrent 方法中，来进行时间分片，时间不够了则中断，当返回true 的时候（比如时间片 5ms 到期或者有更高优先级任务插入进来），循环被中断，一个时间分片就结束了，浏览器将重获控制权，当前中断的节点信息被记录在 workInProgress 上，方便下次继续执行，时间分片我理解为是属于 Reconciler（render阶段），伴随着时间分片而产生多个 fiber 任务单元。
多任务分片：taskQueue 初始时候会被存入一个任务，通过 workLoop 来执行（清空）任务队列。接着时间分片的概念，如果有过期的任务会继续执行调度逻辑，从而任务队列中会再增加一个任务，react 执行 port.postMessage 发起了一个事件，进入到 performWorkUntilDeadline 这里继续执行回调（workLoop 这里面也会有一个 5ms 期限判断，不会无限执行，过期需要交换控制权），如果还有剩余的任务会返回一个 true，所以可以判断 hasMoreWork 为 true 则认为还有任务会继续发一个 port.postMessage 。那么浏览器获取控制权就在这个间隙内，去执行浏览器自身的渲染工作，也就是每隔 5ms 就交还一次执行权，达到一种高频率的这种调用，貌似会比之前的方式效果更好，之前的方式有可能会长时间阻塞。
const performWorkUntilDeadline = () => {
//这个就是传入的任务回调，有任务再继续
if (scheduledHostCallback !== null) {
const currentTime = getCurrentTime();
//结束时间 5ms 之后（5ms的执行时间）
deadline = currentTime + yieldInterval;
const hasTimeRemaining = true;
try {
//查看当前是否还有任务 进行前面传入的回调执行：flushWork
const hasMoreWork = scheduledHostCallback(
hasTimeRemaining,
currentTime,
);
//没有任务了
if (!hasMoreWork) {
isMessageLoopRunning = false;
scheduledHostCallback = null;
} else {
//还有任务则通过消息机制再触发，这样再到下一次执行期间的这段时间控制权交还给浏览器渲染
port.postMessage(null);
}
} catch (error) {
//错误继续调度，但是会抛出错误，这样我们可以捕获
port.postMessage(null);
throw error;
}
} else {
isMessageLoopRunning = false;
}
// Yielding to the browser will give it a chance to paint, so we can
// reset this.
needsPaint = false;
};现在可见 requestHostCallback 这个方法变得极其精简，理解上要比之前那版要相对容易，接下来主要看下 scheduledHostCallback 也就是 flushWork 这个方法。
四、flushWork
这里面看主要的逻辑就是执行了 wookLoop，其中 currentPriorityLevel 最终要被恢复为初始值为普通优先级，这种操作调度中大量出现：
//刷新调度队列，执行调度任务
function flushWork(hasTimeRemaining, initialTime) {
...
//这里重置，之前根据这个变量判断控制是否调用requestHostCallback，可能是防止无限被调度
isHostCallbackScheduled = false;
//和延迟有关
if (isHostTimeoutScheduled) {
isHostTimeoutScheduled = false;
cancelHostTimeout();
}
isPerformingWork = true;
//暂时记录下之前的优先级值，执行完workLoop后恢复
const previousPriorityLevel = currentPriorityLevel;
try {
//忽略。。
if (enableProfiling) {
...
} else {
// 执行工作循环
return workLoop(hasTimeRemaining, initialTime);
}
} finally {
//这里将优先级恢复为默认值
currentTask = null;
currentPriorityLevel = previousPriorityLevel;
...
}
}五、advanceTimers
这里先看一个 advanceTimers 方法，用的地方还挺多，这里面取出延迟的任务，对没有传入回调的任务直接移除，但是目前没有发现延迟的任务，伊萨尔小老弟告诉我说这是兼容上一版本中的 requestAnimationFrame 模式的，比如浏览器至于后台时，这个方法就会暂停，属于一个致命的缺陷对于 react 的这种设计而言。
先熟悉下它的大概做的事情吧，方便后续的阅读，将 timerQueue 中将要执行的任务放入到 taskQueue 任务中并重新创建堆:
// 遍历timerQueue 将延迟的任务取出(目前没发现延迟任务啊, timer 一直为null)
function advanceTimers(currentTime) {
let timer = peek(timerQueue);
while (timer !== null) {
if (timer.callback === null) {
// 没有传入回调的就移除，就是 performConcurrentWorkOnRoot 异步方法
//或者 flushSyncCallbackQueueImpl 队列中是 performSyncWorkOnRoot 同步方法
pop(timerQueue);
} else if (timer.startTime <= currentTime) {
// 先移除，下面再push
pop(timerQueue);
//需要被执行，排序按照过期时间（当前时间+过期的时间） 和被创建时的sortIndex条件类型对应起来
timer.sortIndex = timer.expirationTime;
push(taskQueue, timer);
...
} else {
// Remaining timers are pending. 等待状态
return;
}
timer = peek(timerQueue);
}
}六、workLoop
workLoop 这里面也会有一个 5ms 期限判断，不会无限执行，过期需要交换控制权。并且这里面的 taskQueue 任务队列（小顶堆结构）不仅仅包含过期分片的任务，还包含比如同时 ReactDOM.render 多次产生的这种任务都在这里。
//工作循环的开始，react16模拟实现文章里面就是从这个方法开始的,这里是可以进行多任务的taskQueue
function workLoop(hasTimeRemaining, initialTime) {
//initialTime就是传入的currentTime时间
let currentTime = initialTime;
advanceTimers(currentTime);
//取出头任务
currentTask = peek(taskQueue);
//有任务
while (
currentTask !== null && !(enableSchedulerDebugging && isSchedulerPaused)
) {
//任务没过期但是没有剩余时间了 跳出循环。下面返回 true 证明还有任务，下个时间段再继续执行
if (
currentTask.expirationTime > currentTime && (!hasTimeRemaining || shouldYieldToHost())
) { break; }
//performConcurrentWorkOnRoot 异步方法或者 flushSyncCallbackQueueImpl 回调，如果不存在下面直接丢掉 pop
const callback = currentTask.callback;
if (callback !== null) {
currentTask.callback = null;
currentPriorityLevel = currentTask.priorityLevel;
//超时
const didUserCallbackTimeout = currentTask.expirationTime <= currentTime;
...
//performConcurrentWorkOnRoot.bind(null, root)所以这里是一个参数
const continuationCallback = callback(didUserCallbackTimeout);
currentTime = getCurrentTime();
// performConcurrentWorkOnRoot 中有个情况会返回函数
if (typeof continuationCallback === 'function') {
currentTask.callback = continuationCallback;
...
} else {
...
//清除任务
if (currentTask === peek(taskQueue)) {
pop(taskQueue);
}
}
advanceTimers(currentTime);
} else {
pop(taskQueue);
}
currentTask = peek(taskQueue);
}
// 是否还有更多任务
if (currentTask !== null) {
return true;
} else {
...
return false;
}
}总结
react 的第一阶段，调度基本上就这些内容，它的主要目的是将产生的高优先级的任务推去 render 阶段优先执行。调度过程中会创建任务队列 taskQueue（不是更新队列，反正我开始是容易搞混）并且非阻塞执行，因为会进行 5ms 的一个时间期限判断，然后交还执行权等待下次再 workLoop 直到任务为空。
调度核心：GUI渲染线程与JS引擎是互斥的，所以一直 5ms 发起一个宏任务，根据事件循环机制避免 js 长时间占用。
正常执行：比如初始一系列操作后产生一个 taskQueue 任务，通过执行 callback 进入 render 阶段，这里面开始进行不停的 performUnitOfWork 单元工作（这里是针对 fiber 节点而言），如果到时间需要交还浏览器执行权时候会再次执行调度 ensureRootIsScheduled 并且创建新的 taskQueue 任务这样循环下去直到 performUnitOfWork 中不再有返回值，通过 wip 记录中断位置。
高优先级插队：上面说的是一种正常的情况，如果这个过程中通过 update 产生了高优先级的任务，会打断当前正在进行的任务，通过 cancelCallback 方法（取消的是 unstable_scheduleCallback 方法中返回这个任务），将 callback 置为 null，这样workLoop 中这个任务就不存在，先去执行更高优先级任务，保证高优先级任务先去 performUnitOfWork，等待高优先级更新完成后，回过头来再执行低优先级，重要的是它是需要再从 root 根开始进行工作（高优先级执行的这个过程中不知做了什么事）所以从根再执行一遍，wip 也是会被重置。
补录：高优先级任务如果插队了，那它可能没有前序计算结果，或者前序计算结果不完全。高优先级不依赖于前序结果，只保证它自身先完成任务渲染给用户看，以后再进行一般优先级的渲染，这次会将所有任务包括之前已经完成的高优先级任务，而这次的baseState 会以上次被跳过的优先级的前序计算结果为基准，再进行计算。也就是说高优先级任务执行完仍然存在更新队列中，并且还会被再执行一次。要保证结果一致性。
调度更新就是调度的 rootFiber，不是调度 fiber 节点，节点只会被进行分片执行和调度无关。
关于 调度更新（schedule） 与 批量更新（batched） 的关系（借鉴卡颂老师的话）：
调用 this.setState 会在 fiber 上创建 update， 经过一顿操作后最后会返回一个 rootFiber。
rootFiber 会被调度更新。所以**调度更新**是针对 rootFiber 的，而不是某一个 fiber 节点。
如果某个 fiber 上创建了多个同优先级的 update（比如一次事件回调内调用多次 this.setState），那么同样的，经过一顿操作后最后会返回多个 rootFiber。
但是这些 rootFiber 由于优先级（lane）是相同的，他们只会被**调度一次更新**。也就是说只会进入一次 render - commit 阶段。 这就叫 batchedUpdate。
在 Legacy mode 时，batchedUpdate 是通过在触发创建 update 的回调函数前在上下文中赋值一个标记判断的 executionContext (以前是有个 isBatchingUpdates 变量) ，所以才会有 unstable_batchedUpdate 这个 API 开放给开发者使用。是否批量更新的源头来自 scheduleUpdateOnFiber 方法：
if (expirationTime === Sync) {
if (...) {
...
} else {
//批量更新的模式下进入调度，但是同时多个setState操作会被return掉，确保异步更新
ensureRootIsScheduled(root);
schedulePendingInteractions(root, expirationTime);
//如果处于非批量更新的状态下会进入这里立即执行了
//（比如定时器中的多个set操作，除非手动调用那个批量钩子，修改 executionContext 的值）
// 这里也就是为什么定时器中连续的 set 操作会是同步，每次都执行任务了
if (executionContext === NoContext) {
//执行任务
flushSyncCallbackQueue();
}
}
}
//批量更新的方法 通过 unstable_batchedUpdates 方式使用
function batchedUpdates$1(fn, a) {
var prevExecutionContext = executionContext;
executionContext |= BatchedContext;
try {
return fn(a);
} finally {
executionContext = prevExecutionContext;
if (executionContext === NoContext) {
// Flush the immediate callbacks that were scheduled during this batch
flushSyncCallbackQueue();
}
}
}所以批量更新的情景下进入 ensureRootIsScheduled 中会有个判断 existingCallbackNode 存在且更新时间优先级一样的情况下直接 return 掉，非批量更新时(比如定时器中的 set)会立即执行任务，进入调度时 existingCallbackNode 就不存在了，所以也不会 return。setState 中传入的回调函数为什么可以取到最新值呢，因为它是在 render 之后被执行的 commitUpdateQueue。
补充批量更新：内置事件默认批量更新模式，batchedEventUpdates$1 中对 executionContext （默认为0）赋值，执行完 commit阶段重置为0。批量模式：discreteUpdates$1去清空多个任务 flushSyncCallbackQueue，只执行一次 performSyncWorkOnRoot；非批量模式：调度多次，每一次都进行 flushSyncCallbackQueue 执行多次 performSyncWorkOnRoot。
在 Concurrent Mode 时是否 batchedUpdate 是根据优先级（lane）决定的，相近时间差被抹平，不需要标记变量，所以完全是自动的，开发者不需要手动介入。
下一个阶段进入 render 阶段，会执行 performConcurrentWorkOnRoot 异步方法或者 flushSyncCallbackQueueImpl 同步方法中 performSyncWorkOnRoot。这些方法中会再次执行调度，为了继续执行被高优先级打断的任务或者被时间分片的任务。
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