介绍
React Scheduler是React 16版本中新增的调度器,它的作用是协调React任务的优先级和执行顺序,以提高React应用的性能。下面深入探讨一下React Scheduler的底层实现原理,更好地了解React的运行机制。
调度器的基本原理
在React中,所有任务都会被分配一个优先级,优先级高的任务会先被执行。React Scheduler的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤:
- 将所有任务按照优先级排列,优先级高的任务排在前面。
- 从任务队列中取出优先级最高的任务。
- 执行该任务。
- 检查是否有更高优先级的任务需要执行,如果有,返回步骤2。
通过这种方式,React调度器可以确保任务始终按照正确的优先级进行执行,从而提高React应用的性能。
以下是一个使用JavaScript实现的计算器示例代码:
// 获取数字按钮和操作符按钮
const numberButtons = document.querySelectorAll('.number');
const operatorButtons = document.querySelectorAll('.operator');
// 获取结果框和清除按钮
const result = document.querySelector('.result');
const clearButton = document.querySelector('.clear');
// 定义变量来保存计算器状态
let currentOperand = '';
let previousOperand = '';
let currentOperator = null;
// 将数字添加到当前操作数
function appendNumber(number) {
currentOperand = currentOperand.toString() + number.toString();
}
// 选择运算符并计算结果
function chooseOperator(operator) {
if (currentOperand === '') return;
if (previousOperand !== '') {
compute();
}
currentOperator = operator;
previousOperand = currentOperand;
currentOperand = '';
}
// 计算结果
function compute() {
let computation;
const prev = parseFloat(previousOperand);
const current = parseFloat(currentOperand);
if (isNaN(prev) || isNaN(current)) return;
switch (currentOperator) {
case '+':
computation = prev + current;
break;
case '-':
computation = prev - current;
break;
case '×':
computation = prev * current;
break;
case '÷':
computation = prev / current;
break;
default:
return;
}
currentOperand = computation;
currentOperator = null;
previousOperand = '';
}
// 更新结果框
function updateDisplay() {
result.innerText = currentOperand;
}
// 清除计算器状态
function clear() {
currentOperand = '';
previousOperand = '';
currentOperator = null;
}
// 为数字按钮添加点击事件
numberButtons.forEach(button => {
button.addEventListener('click', () => {
appendNumber(button.innerText);
updateDisplay();
})
})
// 为操作符按钮添加点击事件
operatorButtons.forEach(button => {
button.addEventListener('click', () => {
chooseOperator(button.innerText);
updateDisplay();
})
})
// 为等于号按钮添加点击事件
equalsButton.addEventListener('click', () => {
compute();
updateDisplay();
})
// 为清除按钮添加点击事件
clearButton.addEventListener('click', () => {
clear();
updateDisplay();
})
这个计算器示例代码中包含了一些基本的JavaScript语法,包括变量声明、函数定义、条件语句、循环语句等。它演示了如何使用JavaScript来实现一个简单的计算器,以及如何通过DOM操作来更新UI界面。
调度器的实现细节
React Scheduler的底层实现细节非常复杂,其中涉及到了多个概念和技术。以下是一些React Scheduler实现的关键细节:
优先级
React Scheduler将任务分为以下几个优先级:
- Immediate(最高优先级)
- UserBlocking
- Normal
- Low
- Idle(最低优先级)
import React, { useState, useEffect } from "react";
function TodoList() {
const [todos, setTodos] = useState([]);
const [newTodo, setNewTodo] = useState("");
useEffect(() => {
const fetchData = async () => {
const response = await fetch("<https://jsonplaceholder.typicode.com/todos>");
const data = await response.json();
setTodos(data);
};
fetchData();
}, []);
const handleAddTodo = () => {
setTodos([...todos, { title: newTodo, completed: false }]);
setNewTodo("");
};
const handleToggleTodo = index => {
setTodos([
...todos.slice(0, index),
{ ...todos[index], completed: !todos[index].completed },
...todos.slice(index + 1)
]);
};
return (
<div>
<h2>Todo List</h2>
<div>
<input
type="text"
value={newTodo}
onChange={e => setNewTodo(e.target.value)}
/>
<button onClick={handleAddTodo}>Add Todo</button>
</div>
<ul>
{todos.map((todo, index) => (
<li
key={index}
style={{
textDecoration: todo.completed ? "line-through" : "none"
}}
onClick={() => handleToggleTodo(index)}
>
{todo.title}
</li>
))}
</ul>
</div>
);
}
export default TodoList;
在这个TodoList示例中,使用了React Scheduler来优化应用的性能。当组件挂载时,通过useEffect钩子函数来异步获取TodoList数据,其次useState来更新组件状态。当用户添加或者切换TodoList时,使用setState异步更新组件状态。由于React会将多个更新操作合并成一个批量更新,并将某些更新操作延迟到下一个帧中执行,所以React Scheduler能够提高应用的性能,避免阻塞UI线程。
调度器的状态
React Scheduler会维护一个内部状态,用于跟踪当前任务的执行情况。该状态包括以下几个属性:
- isWorking:表示调度器当前是否正在执行任务。
- nextUnitOfWork:指向下一个待执行的任务。
- pendingCommit:表示当前任务执行完成后需要更新的组件的列表。
调度器的执行过程
当React应用启动时,调度器会创建一个Root Fiber对象,该对象代表整个React组件树。调度器会根据该对象构建一个任务队列,并开始执行任务。调度器的执行过程可以分为以下几个阶段:
- 构建任务队列:调度器会根据当前组件树的状态构建一个任务队列,按照优先级排序。
- 执行任务:调度器从任务队列中取出优先级最高的任务,执行该任务,并将执行结果保存在Fiber对象中。
- 提交任务:当任务执行完成后,调度器会将执行结果提交给React,React会根据提交的结果更新组件。
调度器的优化策略
React Scheduler还提供了一些优化策略,以进一步提高应用的性能。以下是一些React Scheduler的优化策略:
批量更新
React Scheduler会将多个更新操作合并成一个批量更新。这样可以减少React的工作量,并提高应用的性能。
以下是使用React的setState方法实现批量更新的示例代码:
class Counter extends React.Component {
constructor(props) {
super(props);
this.state = {
count: 0
};
}
increment() {
this.setState(prevState => ({ count: prevState.count + 1 }));
this.setState(prevState => ({ count: prevState.count + 1 }));
this.setState(prevState => ({ count: prevState.count + 1 }));
}
render() {
return (
<div>
<p>Count: {this.state.count}</p>
<button onClick={() => this.increment()}>Increment</button>
</div>
);
}
}
在这个示例中,我们使用了三次setState方法来更新组件状态。由于React会将多个setState方法合并成一个批量更新,所以最终状态的count值为3,而不是1。
另外,如果你想在某个事件处理函数中执行多个setState方法,可以使用函数式setState方法,如下所示:
this.setState(prevState => ({
count: prevState.count + 1
}), () => {
// 在回调函数中执行第二个setState方法
this.setState(prevState => ({
count: prevState.count + 1
}));
});
这样可以确保第二个setState方法在第一个setState方法执行完毕后再执行,避免出现状态更新不一致的情况。
异步更新
React Scheduler会将某些更新操作延迟到下一个帧中执行,以避免阻塞UI线程。
中断任务
如果调度器检测到某个任务已经执行了一段时间,但是还没有执行完毕,那么调度器会中断该任务,并将它放回任务队列中等待下一次执行。
以下是React Scheduler中实现中断任务的源码代码:
function shouldYieldToHost() {
const deadline = getCurrentPriorityLevel();
if (deadline === ImmediatePriority) {
// 如果当前为最高优先级,则直接中断任务
return true;
}
// 获取当前时间
const currentTime = getCurrentTime();
// 获取下个任务的截止时间
const deadlineExpired = nextUnitOfWork !== null && nextUnitOfWork.startTime <= currentTime;
// 判断是否需要中断任务
return deadlineExpired || deadline === IdlePriority;
}
function workLoop(isYieldy) {
// 循环执行任务
while (nextUnitOfWork !== null) {
// 如果任务执行时间过长,中断任务
if (isYieldy && shouldYieldToHost()) {
break;
}
// 执行任务
nextUnitOfWork = performUnitOfWork(nextUnitOfWork);
}
}
在这段代码中,shouldYieldToHost函数会判断当前任务是否需要被中断,如果需要中断,则返回true;否则返回false。workLoop函数会循环执行任务,并在任务执行时间过长时中断任务。
React Scheduler通过中断任务的方式,避免了长时间的执行时间,从而提高了应用的性能。
总结
React Scheduler是React 16版本中新增的调度器,它的作用是协调React任务的优先级和执行顺序,以提高React应用的性能。本文深入探讨了React Scheduler的底层实现原理,此外,感兴趣的还可以看看一些React Scheduler的优化策略,让你能够更好地优化React应用的性能。