React18源码: Fiber树中的优先级与帧栈模型

优先级{#lanes}

• 在全局变量中有不少变量都以Lanes命名
  • 如workInProgressRootRenderLanes, subtreeRenderLanes其作用见上文注释
  • 它们都与优先级相关
• React中有3套优先级体系，并了解了它们之间的关联关系
• 现在来看下fiber树构造过程中，车道模型Lane的具体应用
• 在整个react-reconciler包中，Lane的应用可以分为3个方面：

1 ） update优先级(update.lane){#update-lane}

• update对象，它是一个环形链表.

• 对于单个update对象来讲，update.lane代表它的优先级，称之为update优先

• 观察其构造函数, 其优先级是由外界传入

  export function createUpdate(eventTime: number, lane: Lane): Update<*> {const update: Update<*> = {eventTime,lane,tag: UpdateState,payload: null,callback: null,next: null,}return update;
  }
  

• 在React体系中，有2种情况会创建update对象：

• 1.应用初始化：在react-reconciler包中的updateContainer函数中

  export function updateContainer(element: ReactNodelist,container: OpaqueRoot,parentComponent: ?React$Component<any, any>,callback: ?Function,
  ):Lane {const current = container.current;const eventTime = requestEventTime();const lane = requestUpdateLane(current); //根据当前时间，创建一个update优先级const update = createUpdate(eventTime, lane); //lane被用于创建update对象update.payload = { element };enqueueUpdate(current, update);scheduleUpdateOnFiber(current, lane, eventTime);return lane;
  }
  

• 发起组件更新: 假设在 class 组件中调用 setState

  const classComponentUpdater = {isMounted,enqueueSetState(inst, payload, callback) {const fiber = getInstance(inst);const eventTime = requestEventTime(); // 根据当前时间，创建一个update优先级const lane = requestUpdateLane(fiber); // lane被用于创建update对象const update = createUpdate(eventTime, lane);update.payload = payload;enqueueUpdate(fiber, update);scheduleUpdateOnFiber(fiber, lane, eventTime);},
  };
  

• 可以看到，无论是应用初始化或者发起组件更新，创建update.lane的逻辑都是一样的

• 都是根据当前时间，创建一个update优先级

  export function requestUpdateLane(fiber: Fiber): Lane {// Special casesconst mode = fiber. mode;if ((mode & BlockingMode) === NoMode) {// legacy 模式return (SyncLane: Lane);} else if ((mode & ConcurrentMode) === NoMode) {// blocking 模式return getCurrentPrioritylevel() === ImmediateSchedulerPriority? (Synclane: Lane): (SyncBatchedLane: Lane);}//concurrent模式if (currentEventWipLanes === NoLanes) {currentEventWipLanes = workInProgressRootIncludedLanes;}const isTransition = requestCurrentTransition() !== NoTransition;if(isTransition) {// 特殊情况，处于suspense过程中if (currentEventPendingLanes !== NoLanes) {currentEventPendingLanes =mostRecentlyUpdatedRoot !== null? mostRecentlyUpdatedRoot. pendingLanes: NoLanes;}return findTransitionLane(currentEventWipLanes, currentEventPendingLanes);}// 正常情况，获取调度优先级const schedulerPriority = getCurrentPriorityLevel();let lane;if ((executionContext & DiscreteEventContext) !== NoContext &&schedulerPriority === UserBlockingSchedulerPriority){// executionContext 存在输入事件，且调度优先级是用户阻塞性质lane = findUpdateLane(InputDiscreteLanePriority, currentEventWipLanes);} else {// 调度优先级转换为车道模型const schedulerLanePriority = schedulerPriorityToLanePriority(schedulerPriority,);lane = findUpdateLane(schedulerLanePriority, currentEventWipLanes);}return lane;
  }
  

• 可以看到requestUpdateLane的作用是返回一个合适的update优先级.

  • 1.legacy模：返回SyncLane
  • 2.blocking模式：返回SyncLane
  • 3.concurrent模式：
    • 正常情况下，根据当前的调度优先级来生成一个1ane.
    • 特殊情况下（处于suspense过程中），会优先选择TransitionLanes通道中的空闲通道
      • 如果所有TransitionLanes通道都被占用，就取最高优先级

• 最后通过scheduleUpdateOnFiber(current, lane, eventTime);函数

• 把 update.lane正式带入到了输入阶段

• scheduleUpdateOnFiber是输入阶段的必经函数，此处以 update.lane 的视角分析：

  export function scheduleUpdateOnFiber(fiber: Fiber,lane:Lane,eventTime: number,
  ) {if(lane === SyncLane) {// legacyblocking模式if ((executionContext & LegacyUnbatchedContext) !== NoContext &&(executionContext & (RenderContext CommitContext)) === NoContext) {performSyncWorkOnRoot(root);} else {ensureRootIsScheduled(root,eventTime); // 注册回调任务if (executionContext === NoContext) {flushSyncCallbackQueue(); // 取消schedule调度，主动刷新回调队列，}}} else {// concurrent模式ensureRootIsScheduled(root, eventTime);}
  }
  

• 当lane==SyncLane也就是legacy或blocking模式中，注册完回调任务之后

• (ensureRootIsScheduled(root, eventTime)),如果执行上下文为空

• 会取消schedule调度，主动刷新回调队列flushsyncCallbackQueue()

• 这里包含了一个热点问题(setState到底是同步还是异步)的标准答案：

  • 如果逻辑进入 flushSyncCallbackQueue(executionContext == NoContext)
    • 则会主动取消调度，并刷新回调，立即进入fiber树构造过程
    • 当执行setState下一行代码时，fiber树已经重新渲染了，故setState体现为同步
  • 正常情况下，不会取消schedule调度
    • 由于schedule调度是通过MessageChannel触发（宏任务），故体现为异步

2 ) 渲染优先级(renderLanes)

• 这是一个全局概念，每一次render之前，首先要确定本次render的优先级，具体对应到源码如下：

  //...省略无关代码
  function performSyncWorkOnRoot(root) {let lanes;let exitStatus;//获取本次`render'的优先级lanes = getNextLanes(root, lanes);exitStatus = renderRootSync(root, lanes);
  }
  //...省略无关代码
  function performConcurrentWorkOnRoot(root) {//获取本次`render`的优先级let lanes = getNextLanes(root,root === workInProgressRoot ? workInProgressRootRenderLanes : NoLanes,);if (lanes === NoLanes){return null;}let exitStatus = renderRootConcurrent(root, lanes);
  }
  

• 可以看到，无论是 Legacy 还是 Concurrent 模式，在正式 render 之前，都会调用 getNextLanes 获取一个优先级

  //...省略部分代码
  export function getNextLanes(root: FiberRoot, wipLanes: Lanes): Lanes {// 1. check是否有等待中的lanesconst pendingLanes = root.pendingLanes;if (pendinglanes === NoLanes) {return_highestLanePriority = NoLanePriority;return NoLanes;}let nextLanes = NoLanes;let nextLanePriority = NoLanePriority;const expiredLanes = root.expiredLanes;const suspendedLanes = root.suspendedLanes;const pingedLanes = root.pingedLanes;// 2.check是否有已过期的Lanesif (expiredlanes !== NoLanes) {nextLanes = expiredLanes;nextlanePriority = return_highestLanePriority = SynclanePriority;} else {const nonIdlePendingLanes = pendingLanes & NonIdleLanes;if (nonIdlePendingLanes !== NoLanes) {//非Idle任务...} else {//Idle任务...}}if (nextLanes == NoLanes) {return NoLanes;}return nextLanes;
  }
  

• getNextLanes 会根据 fiberRoot 对象上的属性(expiredLanes, suspendedLanes, pingedLanes等)

• 确定出当前最紧急的1anes

• 此处返回的lanes会作为全局渲染的优先级，用于fiber树构造过程中

• 针对fiber对象或update对象，只要它们的优先级（如：fiber.lanes和update.lane）比渲染优先级低，都将会被忽略

3 ) fiber优先级(fiber.lanes)

• 介绍过fiber对象的数据结构.其中有2个属性与优先级相关：

  • 1.fiber.lanes

    • 代表本节点的优先级

  • 2.fiber.childLanes

    • 代表子节点的优先级从FiberNode的构造函数中可以看出
    • fiber.lanes 和 fiber.childLanes的初始值都为NoLanes
    • 在fiber树构造过程中，使用全局的渲染优先级 ( renderLanes)和 fiber.lanes 判断 fiber 节点是否更新.
      • 如果全局的渲染优先级rendertanes不包括fiber.lanes
      • 证明该fiber节点没有更新，可以复用.
      • 如果不能复用，进入创建阶段

    function beginWork(current: Fiber| null,workInProgress: Fiber,renderLanes: Lanes,
    ): Fiber | null {const updatelanes = workInProgress.lanes;if(current !== null) {const oldProps = current.memoizedProps;const newProps = workInProgress.pendingProps;if(oldProps !== newProps ||hasLegacyContextChanged()// Force a re-render if the implementation changed due to hot reload:(_DEV__ ? workInProgress.type !== current. type : false)) {didReceiveUpdate = true;} else if (!includesSomeLane(renderLanes, updateLanes)) {didReceiveUpdate = false;//本`fiber`节点的没有更新，可以复用，进入bailout逻辑return bailoutOnAlreadyFinishedwork(current, workInProgress, renderlanes);}}// 不能复用，创建新的fiber节点workInProgress.lanes = NoLanes;//重优为 NoLanesswitch (workInProgress.tag) {case ClassComponent: {const Component = workInProgress.type;const unresolvedProps = workInProgress. pendingProps;const resolvedProps =workInProgress.elementType === Component? unresolvedProps: resolveDefaultProps(Component, unresolvedProps);return updateClassComponent(current,workInProgress,Component,resolvedProps,// 正常情况下渲染优先级会被用于fier树的构透过程renderLanes,);}}
    }
    

栈帧管理

• 在React源码中，每一次执行fiber树构造

  • 也就是调用performSyncWorkOnRoot或者performConcurrentWorkOnRoot函数的过程
  • 都需要一些全局变量来保存状态

• 如果从单个变量来看，它们就是一个个的全局变量.

• 如果将这些全局变量组合起来，它们代表了当前fiber树构造的活动记录

• 通过这一组全局变量，可以还原fiber树构造过程

• 比如时间切片的实现过程fiber树构造过程被打断之后需要还原进度，全靠这一组全局变量

• 所以每次fiber树构造是一个独立的过程，需要独立的一组全局变量

• 在React内部把这一个独立的过程封装为一个栈帧stack

• 简单来说就是每次构造都需要独立的空间

• 所以在进行fiber树构造之前，如果不需要恢复上一次构造进度，都会刷新栈帧（源码在prepareFreshStack函数）

  function renderRootConcurrent(root: FiberRoot, lanes: Lanes) {const prevExecutionContext = executionContext;executionContext |= RenderContext;const prevDispatcher = pushDispatcher();// 如果fiberRoot变动，或者update.lane变动，都会刷新栈帧，丢弃上一次渲染进度if (workInProgressRoot !== root || workInProgressRootRenderLanes !== lanes) {resetRenderTimer();// 刷新找帧prepareFreshStack(root, lanes);startWorkOnPendingInteractions(root, lanes);}
  }// 刷新栈帧；重置FiberRoot上的全局属性和`fiber树构造'循环过程中的全局变量
  function prepareFreshStack(root: FiberRoot, lanes: Lanes) {// 重置FiberRoot对象上的属性root.finishedWork = null;root.finishedLanes = NoLanes;const timeoutHandle = root.timeoutHandle;if(timeoutHandle !== noTimeout) {root.timeoutHandle = noTimeout;cancelTimeout(timeoutHandle);}if (workInProgress !== null) {let interruptedWork = workInProgress.return;while (interruptedWork !== null){unwindInterruptedWork(interruptedWork);interruptedWork =interruptedWork.return;}}// 重置全局变量workInProgressRoot = root;workInProgress = createWorkInProgress(root.current, null); // 给HostRootFiber对象创建一个alternateworkInProgressRootRenderLanes = subtreeRenderLanes = workInProgressRootIncludedLanes = laneworkInProgressRootExitStatus = RootIncomplete;workInProgressRootFatalError = null;workInProgressRootSkippedlanes = NoLanes;
  }
  

• 注意其中的 createWorkInProgress(root.current, null)

• 其参数 root.current 即 HostRootFiber

• 作用是给 HostRootFiber 创建一个 alternate副本

• workInProgress 指针指向这个副本, 即 workInProgress = HostRootFiber.alternate

• 在前文 double buffering 中分析过，HostRootFiber.alternate 是正在构造的fiber树的根节点