高端操作：把 React Scheduler 掏出来单独用

React
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2024-03-15
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我们知道，Scheduler 是 React 提供的底层调度器。但是这个调度器具体是如何用的，可能大部分人都不太清楚了，好在 React 把内部的模块封装得都相对独立，因此，我们可以想个办法，单独把他的 Scheduler 或者 Reconciler 单独掏出来用。

1

怎么掏

在 React 的 github 仓库中，找到如下路径的文件：./packages/scheduler/src

这里就是 Scheduler 的全部代码，如图所示，我们可以在 forks 目录中，找到 Scheduler.js，这就是我们的目标文件，他引用了外部的几个小模块的内容

// packages/scheduler/src/forks/Scheduler.js
import type {PriorityLevel} from '../SchedulerPriorities';

import {
  enableSchedulerDebugging,
  enableProfiling,
  enableIsInputPending,
  enableIsInputPendingContinuous,
  frameYieldMs,
  continuousYieldMs,
  maxYieldMs,
  userBlockingPriorityTimeout,
  lowPriorityTimeout,
  normalPriorityTimeout,
} from '../SchedulerFeatureFlags';

import {push, pop, peek} from '../SchedulerMinHeap';

// TODO: Use symbols?
import {
  ImmediatePriority,
  UserBlockingPriority,
  NormalPriority,
  LowPriority,
  IdlePriority,
} from '../SchedulerPriorities';
import {
  markTaskRun,
  markTaskYield,
  markTaskCompleted,
  markTaskCanceled,
  markTaskErrored,
  markSchedulerSuspended,
  markSchedulerUnsuspended,
  markTaskStart,
  stopLoggingProfilingEvents,
  startLoggingProfilingEvents,
} from '../SchedulerProfiling';

export type Callback = boolean => ?Callback;
这里需要注意的是，从 github 上掏出来的代码不是用 TS 写的，而是用 flow 写的，因此这里部分语法可能会报错，需要我们要自己稍作调整才能直接使用，不过改动不大

SchedulerFeatureFlags.js 的代码非常简单，就是定义了一些状态来区分不同的执行阶段

/**
 * Copyright (c) Meta Platforms, Inc. and affiliates.
 *
 * This source code is licensed under the MIT license found in the
 * LICENSE file in the root directory of this source tree.
 *
 * @flow strict
 */

export const enableSchedulerDebugging = false;
export const enableIsInputPending = false;
export const enableProfiling = false;
export const enableIsInputPendingContinuous = false;
export const frameYieldMs = 5;
export const continuousYieldMs = 50;
export const maxYieldMs = 300;

export const userBlockingPriorityTimeout = 250;
export const normalPriorityTimeout = 5000;
export const lowPriorityTimeout = 10000;

SchedulerMinHeap.js 封装了几个小顶堆的操作方法，用于优先级队列的任务管理，因此常用的操作就是 pop、push、peek

SchedulerPriorities.js 定义了几个优先级的常量

/**
 * Copyright (c) Meta Platforms, Inc. and affiliates.
 *
 * This source code is licensed under the MIT license found in the
 * LICENSE file in the root directory of this source tree.
 *
 * @flow strict
 */

export type PriorityLevel = 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5;

// TODO: Use symbols?
export const NoPriority = 0;
export const ImmediatePriority = 1;
export const UserBlockingPriority = 2;
export const NormalPriority = 3;
export const LowPriority = 4;
export const IdlePriority = 5;

SchedulerProfiling.js 是用来分析性能的，我们在调试的时候可以用一下。一般来说都会将其关掉。

直接把这些文件复制出来，整理好，就能单独使用了。我们可以看一下 Scheduler.js 返回了什么方法

export {
  ImmediatePriority as unstable_ImmediatePriority,
  UserBlockingPriority as unstable_UserBlockingPriority,
  NormalPriority as unstable_NormalPriority,
  IdlePriority as unstable_IdlePriority,
  LowPriority as unstable_LowPriority,
  unstable_runWithPriority,
  unstable_next,
  unstable_scheduleCallback,
  unstable_cancelCallback,
  unstable_wrapCallback,
  unstable_getCurrentPriorityLevel,
  shouldYieldToHost as unstable_shouldYield,
  requestPaint as unstable_requestPaint,
  unstable_continueExecution,
  unstable_pauseExecution,
  unstable_getFirstCallbackNode,
  getCurrentTime as unstable_now,
  forceFrameRate as unstable_forceFrameRate,
};

我们可以在源码中去明确这些方法的具体使用方式，然后根据你的需要选择使用即可。

2

语法介绍

我们可以使用 unstable_scheduleCallback 来调度任务，这个方法接收三个参数

function unstable_scheduleCallback(
  priorityLevel: PriorityLevel,
  callback: Callback,
  options?: {delay: number},
)

priorityLevel 需要的参数我们在上面已经定义好的，数字越小，优先级越高。

callback 就是我们需要被调度的任务

options 中，我们可以传入 delay，来进一步降低任务执行的优先级，表示延迟任务。他会进入到 timerQueue 队列而无法直接执行，只有在特定时机移入到了 taskQueue 中之后才会被执行。

unstable_scheduleCallback 返回一个 Task 对象，我们可以在源码中看到这个对象大概长这样

var newTask: Task = {
  id: taskIdCounter++,
  callback,
  priorityLevel,
  startTime,
  expirationTime,
  sortIndex: -1,
};

unstable_cancelCallback 可以取消正在调度的任务，在源码内部内容，它通过重置 task.callback = null 来取消。

OK，了解了基本用法之后，我们就可以来使用它调度任务了。

3

使用

想同优先级

想想如下代码输出顺序如何？

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, () => {
  console.log(1)
})

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, () => {
  console.log(2)
})

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, () => {
  console.log(3)
})

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, () => {
  console.log(4)
})

// 输出顺序：1, 2, 3, 4

由于他们优先级相同，所以会按照任务创建的先后顺序来确定谁的优先级更高。因此，先创建的先执行。

不同优先级

现在我们调整一下优先级，思考一下代码输出顺序如何

unstable_scheduleCallback(LowPriority, () => {
  console.log(1)
})

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, () => {
  console.log(2)
})

unstable_scheduleCallback(ImmediatePriority, () => {
  console.log(3)
})

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, () => {
  console.log(4)
})
// 输出结果：3,2,4,1

此时优先级不同，则优先级越高的先执行。

任务是否超时

我们在创建任务时，会给任务添加一个 expirationTime 字段来表示任务执行时，是否超时。在回调函数中，可以接收一个参数来标记超时状态

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, (isTimeout) => {
  console.log(4)
  console.log(isTimeout)
})

他的判断标准如下

const didUserCallbackTimeout = currentTask.expirationTime <= currentTime;

expirationTime 的计算规则如下

var timeout;
switch (priorityLevel) {
  case ImmediatePriority:
    // Times out immediately
    timeout = -1;
    break;
  case UserBlockingPriority:
    // Eventually times out
    timeout = userBlockingPriorityTimeout;
    break;
  case IdlePriority:
    // Never times out
    timeout = maxSigned31BitInt;
    break;
  case LowPriority:
    // Eventually times out
    timeout = lowPriorityTimeout;
    break;
  case NormalPriority:
  default:
    // Eventually times out
    timeout = normalPriorityTimeout;
    break;
}

var expirationTime = startTime + timeout;

上面案例通常情况下会返回 false，但是我们可以在主线程中执行一下耗时任务，让其无法在超时时间以内执行。NormalPriority 优先级的超时时间至少是 5000ms

tsunstable_scheduleCallback(NormalPriority, (isTimeout) => {
  console.log(4)
  console.log(isTimeout) // false
})

const currentTime = performance.now()
while(performance.now() - currentTime < 5000) {}
unstable_scheduleCallback(NormalPriority, (isTimeout) => {
  console.log(4)
  console.log(isTimeout) // true，执行时已经超时
})

const currentTime = performance.now()
while(performance.now() - currentTime < 5000) {}

再来看一个例子

unstable_scheduleCallback(UserBlockingPriority, (isTimeout) => {
  console.log(2)
  console.log(isTimeout) // true
})

unstable_scheduleCallback(ImmediatePriority, (isTimeout) => {
  console.log(3)
  const currentTime = performance.now()
  while(performance.now() - currentTime < 100) {}
  console.log(isTimeout) // true
})

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, (isTimeout) => {
  console.log(4)
  console.log(isTimeout) // false
})

const currentTime = performance.now()
while(performance.now() - currentTime < 200) {}

此时主线程卡住 200ms，因此 3 ImmediatePriority 超时。此时 3 执行，又卡了 100ms，那么 2 UserBlockingPriority 对应 250ms 延迟时间，此时也超时了

任务中断

此时我们要声明一个任务来遍历一个数组，数组中的每一项的执行时间都比较长，声明数组如下

const tasks: any[] = [
  ["1", 3],
  ["2", 3],
  ["3", 5],
  ["4", 7],
  ["5", 9],
];

我们可以结合 unstable_shouldYield 来判断当前执行时间是否过长，然后以中断遍历过程的方式，中断任务的执行。

function node_task() {
  console.log('开始执行任务')
  var task
  while(task = tasks.shift()) {
    var now = performance.now()
    // 卡住执行
    while(performance.now() - now < task[1]) {}
    console.log(task[0], '小任务执行完毕')
    if (unstable_shouldYield()) {
      console.log('执行超过了 5ms，中断执行')
      return node_task
    }
  }
}

unstable_shouldYield 是超过 5ms 就需要中断一次，此时我们发现，任务 1 与 任务 2 加起来超过了 5ms，因此 2 执行完之后，会中断一次。，后面的每个任务都比较长，因此每个任务执行完都会中断一次，所以总共会中断 4 次

调度之后，我们看看打印结果

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, node_task);

完整的符合预期。

高优先级插队

我们只需要把上面的案例稍作调整，就能做到高优先级插队。在 node_task 的执行过程中，我们利用 setTimeout 调度一个更高优先级的任务。

const tasks: any[] = [
  ["1", 3],
  ["2", 3],
  ["3", 5],
  ["4", 7],
  ["5", 9],
];

function node_task() {
  console.log('--开始执行任务--')
  var task
  while(task = tasks.shift()) {
    var now = performance.now()
    // 卡住执行
    while(performance.now() - now < task[1]) {}
    console.log(task[0], '小任务执行完毕')
    if (unstable_shouldYield()) {
      console.log('执行超过了 5ms，中断执行')
      return node_task
    }
  }
}

unstable_scheduleCallback(NormalPriority, node_task);
+ setTimeout(() => {
+   unstable_scheduleCallback(ImmediatePriority, () => {
+     console.log('我是高优先级插队')
+  });
+ }, 10)

执行结果如下，插队成功

4

总结

我们可以利用这一套优先级队列的调度，解决实践中的需求。例如，在开发弹幕功能的时候，我们会想办法优先让自己发的弹幕先弹出来。或者在消息弹窗提示时，优先弹出错误警告等。方标签可阅读其他文章。

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