不用一行代码，搞懂React调度器原理

大家好，我卡颂。

Scheduler(调度器)[1]是React重要的组成部分。

同时，他也是个独立的包，任何「连续、可中断」的流程都可以用Scheduler来调度，比如：

const work = {count: 100};

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

work满足两个条件：

1. 工作是连续的。一共需要执行100次，每次执行时调用doWork
2. 工作是可中断的。中断恢复后，接着中断前的work.count继续执行就行

满足这两个条件的工作都可以用Scheduler来调度。

调度后，Scheduler内部会生成对应task，并在正确的时机执行task.callback：

const task1 = {
  // 过期时间 等于 当前时间 + 优先级对应时间
  expirationTime: currentTime + priority,
  callback: doWork.bind(null, work)
}

本文会讲解Scheduler的实现原理。知道你不喜欢看大段的代码，所以本文没有一行代码。文末有Scheduler的源码地址，感兴趣的话可以去看看。

开整～

工作流程概览

Scheduler的工作原理如下图，接下来会详细解释：

在Scheduler中有两个容易混淆的概念：

1. delay

delay代表「task需要延迟执行的时间」。配置了delay的task会先进入timerQueue中。

当delay对应时间到期后，该task会转移到taskQueue中。

1. expirationTime

expirationTime代表「task的过期时间」。

不是所有task都会配置delay，没有配置delay的task会直接进入taskQueue。这就导致taskQueue中可能存在多个task。

如何决定哪个task.callback先执行呢？Scheduler根据task.expirationTime作为排序依据，值越小优先级越高。

如果task.expirationTime小于当前时间，不仅优先级最高，而且task.callback的执行不会被中断。

总结一下task的几种情况：

1. 配置delay且delay未到期：task一定不会执行
2. 配置delay且到期，或者未配置delay的task，同时task.expirationTime未到期：根据task.expirationTime排序后，按顺序执行
3. task.expirationTime到期的task：优先级最高，且同步、不可中断

工作流程详解

将流程概览图替换为Scheduler中具体方法后，如下：

完整工作流程如下：

1. 执行Scheduler.scheduleCallback生成task

根据「是否传递delay参数」，生成的task会进入timerQueue或taskQueue。

1. 当timerQueue中第一个task延迟的时间到期后，执行advanceTimers将「到期的task」从timerQueue中移到taskQueue中

其中，timerQueue、taskQueue的数据结构为小顶堆实现的优先级队列。

1. 接下来，执行requestHostCallback方法，他会在新的宏任务中执行workLoop方法

「在宏任务中执行回调」的方法很多，Scheduler在浏览器环境默认使用MessageChannel实现。

如果不支持MessageChannel，会降级到setTimeout。Node或老版IE下会使用setImmediate。

1. workLoop方法会循环消费taskQueue中的task（即执行task.callback），直到满足如下条件之一，中断循环：

• taskQueue中不存在task
• 时间切片用尽

1. 循环中断后，如果taskQueue不为空，则进入步骤3。如果timerQueue不为空，则进入步骤2

总结

总结一下，Scheduler的完整执行流程包括两个循环：

1. taskQueue的生产（从timerQueue中移入或执行scheduleCallback生成）到消费的过程（即图中灰色部分），这是个异步循环
2. taskQueue的具体消费过程（即workLoop方法的执行），这是个同步循环

如果你想了解「React中如何使用Scheduler」，可以参考100行代码实现React核心调度功能

参考资料

[1]Scheduler(调度器): https://github.com/facebook/react/blob/main/packages/scheduler/src/forks/Scheduler.js