React為什么需要Scheduler調(diào)度器原理詳解
正文
最近在重學React,由于近兩年沒使用React突然重學發(fā)現(xiàn)一些很有意思的概念,首先便是React的Scheduler(調(diào)度器) 由于我對React的概念還停留在React 15之前(就是那個沒有hooks的年代),所以接觸Scheduler(調(diào)度器) 讓我感覺很有意思;
在我印象中React的架構(gòu)分為兩層(React 16 之前)
- Reconciler(協(xié)調(diào)器)—— 負責找出變化的組件
- Renderer(渲染器)—— 負責將變化的組件渲染到頁面上
如今增加了Scheduler(調(diào)度器) ,那么調(diào)度器有什么用?調(diào)度器的作用是調(diào)度任務的優(yōu)先級,高優(yōu)任務優(yōu)先進入Reconciler
我們?yōu)槭裁葱枰猄cheduler(調(diào)度器)
要了解為什么需要Scheduler(調(diào)度器) 我們需要知道以下幾個痛點;
- React在何時進行更新;
- 16之前的React怎樣進行更新;
- 16之前的React帶來的痛點;
首先我們講講React何時進行更新,眾所周知主流的瀏覽器的刷新頻率是60HZ,也就是說主流的瀏覽器完成一次刷新需要1000/60 ms約等于16.666ms
然后我們需要知道瀏覽器在你開啟一個頁面的時候做了什么;總結(jié)下來就是一張圖

CSSOM樹的構(gòu)建時機與JS的執(zhí)行時機是依據(jù)你解析的link標簽與script標簽來確認的;因為當React開始更新時已完成部分工作(開始回流與重繪),所以經(jīng)過精簡,可以歸為以下幾個步驟

而以上的整個過程稱之為一幀,通俗點講就是在16.6ms之內(nèi)(主流瀏覽器)js的事件循環(huán)進行完成之后會對頁面進行渲染;那么React在何時對頁面進行更新呢?react會在執(zhí)行完以上整個過程之后的空閑時間進行更新,所以如果執(zhí)行以上流程用了10ms則react會在余下的6.6ms內(nèi)進行更新(一般5ms左右);
在React16之前組件的mount階段會調(diào)用mountComponent,update階段會調(diào)用updateComponent,我們知道react的更新是從外向內(nèi)進行更新,所以當時的做法是使用遞歸逐步更新子組件,而這個過程是不可中斷的,所以當子組件嵌套層級過深則會出現(xiàn)卡頓,因為這個過程是同步不可中斷的,所以react16之前采用的是同步更新策略,這顯然不符合React的快速響應理念;
為了解決以上同步更新所帶來的痛點,React16采用了異步可中斷更新來替代它,所以在React16當中引入了Scheduler(調(diào)度器)
Scheduler如何進行工作
Scheduler主要包含兩個作用
- 時間切片
- 優(yōu)先級調(diào)度
關于時間切片很好理解,我們已經(jīng)提到了Readt的更新會在重繪呈現(xiàn)之后的空閑時間執(zhí)行;所以在本質(zhì)上與requestIdleCallback 這個方法很相似;
requestIdleCallback(fn,timeout)
這個方法常用于處理一些優(yōu)先級比較低的任務,任務會在瀏覽器空閑的時候執(zhí)行而它有兩個致命缺陷
- 不是所有瀏覽器適用(兼容性)
- 觸發(fā)不穩(wěn)定,在瀏覽器FPS為20左右的時候會比較流暢(違背React快速響應)
因此React放棄了requestIdleCallback 而實現(xiàn)了功能更加強大的requestIdleCallback polyfill 也就是 Scheduler
首先我們看下JS在瀏覽器中的執(zhí)行流程與requestIdleCallback的執(zhí)行時機

而Scheduler的時間切片將以回調(diào)函數(shù)的方式在異步宏任務當中執(zhí)行;請看源碼
var schedulePerformWorkUntilDeadline;
//node與舊版IE中執(zhí)行
if (typeof localSetImmediate === 'function') {
// Node.js and old IE.
// There's a few reasons for why we prefer setImmediate.
//
// Unlike MessageChannel, it doesn't prevent a Node.js process from exiting.
// (Even though this is a DOM fork of the Scheduler, you could get here
// with a mix of Node.js 15+, which has a MessageChannel, and jsdom.)
// https://github.com/facebook/react/issues/20756
//
// But also, it runs earlier which is the semantic we want.
// If other browsers ever implement it, it's better to use it.
// Although both of these would be inferior to native scheduling.
schedulePerformWorkUntilDeadline = function () {
localSetImmediate(performWorkUntilDeadline);
};
} else if (typeof MessageChannel !== 'undefined') {
//判斷瀏覽器能否執(zhí)行MessageChannel對象,同屬異步宏任務,優(yōu)先級高于setTimeout
// DOM and Worker environments.
// We prefer MessageChannel because of the 4ms setTimeout clamping.
var channel = new MessageChannel();
var port = channel.port2;
channel.port1.onmessage = performWorkUntilDeadline;
schedulePerformWorkUntilDeadline = function () {
port.postMessage(null);
};
} else {
//如果當前非舊IE與node環(huán)境并且不具備MessageChannel則使用setTimeout執(zhí)行回調(diào)函數(shù)
// We should only fallback here in non-browser environments.
schedulePerformWorkUntilDeadline = function () {
localSetTimeout(performWorkUntilDeadline, 0);
};
}
可以看到Scheduler在使用了三種異步宏任務方式,在舊版IE與node環(huán)境中使用setImmediate,在一般情況下使用MessageChannel如果當前環(huán)境不支持MessageChannel則改用setTimeout
那么講完時間切片,我們來講講調(diào)度優(yōu)先級;首先我們要知道對應的五種優(yōu)先級
// Times out immediately var IMMEDIATE_PRIORITY_TIMEOUT = -1;//已經(jīng)過期 // Eventually times out var USER_BLOCKING_PRIORITY_TIMEOUT = 250;//將要過期 var NORMAL_PRIORITY_TIMEOUT = 5000;//一般優(yōu)先級任務 var LOW_PRIORITY_TIMEOUT = 10000;//低優(yōu)先級任務 // Never times out var IDLE_PRIORITY_TIMEOUT = maxSigned31BitInt;//最低優(yōu)先級
可以看到過期時長越低的任務優(yōu)先級越高,Scheduler是根據(jù)任務優(yōu)先級情況來調(diào)度的,它會優(yōu)先調(diào)度優(yōu)先級高的任務,再調(diào)度優(yōu)先級低的任務,如果在調(diào)度低優(yōu)先級任務時突然插入一個高優(yōu)先級任務則會中斷并保存該任務讓高優(yōu)先級任務插隊,在之后有空閑時間片再從隊列中取出執(zhí)行;我們來看主入口函數(shù)unstable_scheduleCallback
function unstable_scheduleCallback(priorityLevel, callback, options) {
var currentTime = exports.unstable_now();
var startTime;
//獲取任務延遲
if (typeof options === 'object' && options !== null) {
var delay = options.delay;
if (typeof delay === 'number' && delay > 0) {
//延遲任務
startTime = currentTime + delay;
} else {
startTime = currentTime;
}
} else {
startTime = currentTime;
}
var timeout;
//根據(jù)不同優(yōu)先級對應時間給timeout賦值(過期時間)
switch (priorityLevel) {
case ImmediatePriority:
timeout = IMMEDIATE_PRIORITY_TIMEOUT;
break;
case UserBlockingPriority:
timeout = USER_BLOCKING_PRIORITY_TIMEOUT;
break;
case IdlePriority:
timeout = IDLE_PRIORITY_TIMEOUT;
break;
case LowPriority:
timeout = LOW_PRIORITY_TIMEOUT;
break;
case NormalPriority:
default:
timeout = NORMAL_PRIORITY_TIMEOUT;
break;
}
//計算任務延遲時間(執(zhí)行)
var expirationTime = startTime + timeout;
//新任務初始化
var newTask = {
id: taskIdCounter++,
callback: callback,
priorityLevel: priorityLevel,
startTime: startTime,
expirationTime: expirationTime,
sortIndex: -1
};
//如果startTime大于currentTime則說明優(yōu)先級低,為延遲任務
if (startTime > currentTime) {
// This is a delayed task.
//將startTime存入新任務,用于任務排序(執(zhí)行順序)
newTask.sortIndex = startTime;
//采用小頂堆,將新任務插入延遲任務隊列進行排序
//當前startTime > currentTime所以當前任務為延遲任務插入延遲任務隊列
push(timerQueue, newTask);
//若可執(zhí)行任務隊列為空或者新任務為延遲任務的第一個
if (peek(taskQueue) === null && newTask === peek(timerQueue)) {
// All tasks are delayed, and this is the task with the earliest delay.
if (isHostTimeoutScheduled) {
// Cancel an existing timeout.
//取消延時調(diào)度
cancelHostTimeout();
} else {
isHostTimeoutScheduled = true;
} // Schedule a timeout.
requestHostTimeout(handleTimeout, startTime - currentTime);
}
} else {
newTask.sortIndex = expirationTime;
//推入可執(zhí)行隊列
push(taskQueue, newTask);
// wait until the next time we yield.
//當前可調(diào)度無插隊任務
if (!isHostCallbackScheduled && !isPerformingWork) {
isHostCallbackScheduled = true;
requestHostCallback(flushWork);//執(zhí)行
}
}
return newTask;
}
從代碼中可以看到Scheduler中的任務以隊列的形式進行保存分別是 可執(zhí)行隊列taskQueue與延遲隊列timerQueue 當新任務進入方法unstable_scheduleCallback會將任放到延遲隊列timerQueue中進行排序(優(yōu)先級依照任務的sortIndex),如果延遲隊列timerQueue中有任務變成可執(zhí)行狀態(tài)(currentTmie>startTime)則我們會將任務放入我們會將任務取出并放入可執(zhí)行隊列taskQueue并取出最快到期的任務執(zhí)行
總結(jié)
React是以異步可中斷的更新來替代原有的同步更新,而實現(xiàn)異步可中斷更新的關鍵是Scheduler,Scheduler主要的功能是時間切片與優(yōu)先級調(diào)度,實現(xiàn)時間切片的關鍵是requestIdleCallback polyfill,調(diào)度任務為異步宏任務。而實現(xiàn)優(yōu)先級調(diào)度的關鍵是當前任務到期時間,到期時間短的優(yōu)先級更高,根據(jù)任務的優(yōu)先級分別保存在可執(zhí)行隊列與延時隊列;
以上就是React為什么需要Scheduler調(diào)度器原理詳解的詳細內(nèi)容,更多關于React Scheduler調(diào)度器原理的資料請關注腳本之家其它相關文章!
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