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异步可中断

  • React15慢在哪里

在讲这部分之前,需要讲是那些因素导致了react变慢,并且需要重构呢。

React15之前的协调过程是同步的,也叫stack reconciler,又因为js的执行是单线程的,这就导致了在更新比较耗时的任务时,不能及时响应一些高优先级的任务,比如用户的输入,所以页面就会卡顿,这就是cpu的限制。

  • 解决方案

如何解决这个问题呢,试想一下,如果我们在日常的开发中,在单线程的环境中,遇到了比较耗时的代码计算会怎么做呢,首先我们可能会将任务分割,让它能够被中断,在其他任务到来的时候让出执行权,当其他任务执行后,再从之前中断的部分开始异步执行剩下的计算。所以关键是实现一套异步可中断的方案。

  • 实现

在刚才的解决方案中提到了任务分割,和异步执行,并且能让出执行权,由此可以带出react中的三个概念

  1. Fiber:react15的更新是同步的,因为它不能将任务分割,所以需要一套数据结构让它既能对应真实的dom又能作为分隔的单元,这就是Fiber。

    let firstFiber
    let nextFiber = firstFiber
    let shouldYield = false
    //firstFiber->firstChild->sibling
    function performUnitOfWork(nextFiber){
      //...
      return nextFiber.next
    }
       
    function workLoop(deadline){
      while(nextFiber && !shouldYield){
              nextFiber = performUnitOfWork(nextFiber)
              shouldYield = deadline.timeReaming < 1
            }
      requestIdleCallback(workLoop)
    }
       
    requestIdleCallback(workLoop)
  2. Scheduler:有了Fiber,我们就需要用浏览器的时间片异步执行这些Fiber的工作单元,我们知道浏览器有一个api叫做requestIdleCallback,它可以在浏览器空闲的时候执行一些任务,我们用这个api执行react的更新,让高优先级的任务优先响应不就可以了吗,但事实是requestIdleCallback存在着浏览器的兼容性和触发不稳定的问题,所以我们需要用js实现一套时间片运行的机制,在react中这部分叫做scheduler。

  3. Lane:有了异步调度,我们还需要细粒度的管理各个任务的优先级,让高优先级的任务优先执行,各个Fiber工作单元还能比较优先级,相同优先级的任务可以一起更新,想想是不是更cool呢。

  • 产生出来的上层实现

    由于有了这一套异步可中断的机制,我们就能实现batchedUpdates批量更新和Suspense

下面这两张图就是使用异步可中断更新前后的区别,可以体会一下

react源码2.2

react源码2.3

代数效应(Algebraic Effects)

除了cpu的瓶颈问题,还有一类问题是和副作用相关的问题,比如获取数据、文件操作等。不同设备性能和网络状况都不一样,react怎样去处理这些副作用,让我们在编码时最佳实践,运行应用时表现一致呢,这就需要react有分离副作用的能力,为什么要分离副作用呢,因为要解耦,这就是代数效应。

提问:我们都写过获取数据的代码,在获取数据前展示loading,数据获取之后取消loading,假设我们的设备性能和网络状况都很好,数据很快就获取到了,那我们还有必要在一开始的时候展示loading吗?如何才能有更好的用户体验呢?

看下下面这个例子

function getPrice(id) {
  return fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
    return res.price
  })
}

async function getTotalPirce(id1, id2) {
  const p1 = await getPrice(id1);
  const p2 = await getPrice(id2);

  return p1 + p2;
}

async function run(){
	await getTotalPrice('001', '002');  
}

getPrice是一个异步获取数据的方法,我们可以用async+await的方式获取数据,但是这会导致调用getTotalPrice的run方法也会变成异步函数,这就是async的传染性,所以没法分离副作用。

function getPrice(id) {
  const price = perform id;
  return price;
}

function getTotalPirce(id1, id2) {
  const p1 = getPrice(id1);
  const p2 = getPrice(id2);

  return p1 + p2;
}

try {
  getTotalPrice('001', '002');
} handle (productId) {
  fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
    resume with res.price
  })
}

现在改成下面这段代码,其中perform和handle是虚构的语法,当代码执行到perform的时候会暂停当前函数的执行,并且被handle捕获,handle函数体内会拿到productId参数获取数据之后resume价格price,resume会回到之前perform暂停的地方并且返回price,这就完全把副作用分离到了getTotalPirce和getPrice之外。

这里的关键流程是perform暂停函数的执行,handle获取函数执行权,resume交出函数执行权。

但是这些语法毕竟是虚构的,但是请看下下面的代码

function usePrice(id) {
  useEffect((id)=>{
      fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
        return res.price
  	})
  }, [])
}

function TotalPirce({id1, id2}) {
  const p1 = usePrice(id1);
  const p2 = usePrice(id2);

  return <TotalPirce props={...}>
}

如果把getPrice换成usePrice,getTotalPirce换成TotalPirce组件,是不是有点熟悉呢,这就是hook分离副作用的能力。

我们知道generator也可以做到程序的暂停和恢复啊,那用generator不行就行了吗,但是generator暂停之后的恢复执行,还是得把执行权交换给直接调用者,调用者会沿着调用栈继续上交,所以也是有传染性的,并且generator不能计算优先级,排序优先级。

function getPrice(id) {
  return fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
    return res.price
  })
}

function* getTotalPirce(id1, id2) {
  const p1 = yield getPrice(id1);
  const p2 = yield getPrice(id2);

  return p1 + p2;
}

function* run(){
	yield getTotalPrice('001', '002');  
}

解耦副作用在函数式编程的实践中非常常见,例如redux-saga,将副作用从saga中分离,自己不处理副作用,只负责发起请求

function* fetchUser(action) {
   try {
      const user = yield call(Api.fetchUser, action.payload.userId);
      yield put({type: "USER_FETCH_SUCCEEDED", user: user});
   } catch (e) {
      yield put({type: "USER_FETCH_FAILED", message: e.message});
   }
}

严格意义上讲react是不支持Algebraic Effects的,但是react有Fiber啊,执行完这个Fiber的更新之后交还执行权给浏览器,让浏览器决定后面怎么调度,由此可见Fiber得是一个链表结构才能达到这样的效果,

Suspense也是这种概念的延伸,后面看到了具体的Suspense的源码就有些感觉了。先看个例子

const ProductResource = createResource(fetchProduct);

const Proeuct = (props) => {
    const p = ProductResource.read( // 用同步的方式来编写异步代码!
          props.id
    );
  return <h3>{p.price}</h3>;
}

function App() {
  return (
    <div>
      <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
        <Proeuct id={123} />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

可以看到ProductResource.read完全是同步的写法,把获取数据的部分完全分离出了Proeuct组件之外,在源码中,ProductResource.read会在获取数据之前会throw一个特殊的Promise,由于scheduler的存在,scheduler可以捕获这个promise,暂停更新,等数据获取之后交还执行权。ProductResource可以是localStorage甚至是redis、mysql等数据库,也就是组件即服务,可能以后会有server Component的出现。

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