JS `requestIdleCallback` 与 `scheduler.yield`：非阻塞长任务调度

各位程序猿/媛，早上好！我是今天的主讲人，咱们今天唠唠嗑，聊聊JavaScript里那些让浏览器“摸鱼”的技巧，也就是非阻塞的长任务调度。具体来说，我们要深入探讨requestIdleCallback和scheduler.yield这两个家伙。

开场白：浏览器表示压力山大

想象一下，你在浏览器里打开了一个网页，然后这个网页开始执行一个特别庞大的计算，比如处理一个巨大的JSON数据，或者渲染一个复杂的3D模型。这时候，浏览器会怎么样？

它会卡顿，会无响应，会让你怀疑人生。

为什么？因为JavaScript是单线程的，当一个任务执行时间过长时，它会阻塞主线程，导致浏览器无法响应用户的操作，比如滚动页面、点击按钮等等。

所以，我们需要一些方法，让浏览器在“闲暇时间”执行这些长任务，避免阻塞主线程，让用户感觉丝滑流畅。这就是非阻塞长任务调度的意义。

第一章：requestIdleCallback：浏览器摸鱼指南

requestIdleCallback是一个API，它允许我们在浏览器空闲时执行任务。简单来说，就是告诉浏览器：“嘿，哥们儿，你什么时候没事儿干了，帮我跑一下这个任务呗。”

1.1 语法和参数

requestIdleCallback(callback, options)

callback：要执行的回调函数。这个回调函数会接收一个IdleDeadline对象作为参数。
options：一个可选的对象，可以设置timeout属性，指定在指定时间内必须执行回调函数。

1.2 IdleDeadline 对象

IdleDeadline对象包含两个属性：

didTimeout：一个布尔值，表示回调函数是否因为超时而被执行。
timeRemaining()：一个函数，返回当前帧剩余的空闲时间（毫秒）。你可以用这个时间来判断是否应该继续执行任务，或者暂停任务，留给下一帧。

1.3 代码示例：分割任务，分批执行

假设我们有一个巨大的数组，需要对里面的每个元素进行处理。直接循环处理会导致阻塞。我们可以使用requestIdleCallback将任务分割成小块，分批执行。

const bigArray = Array.from({ length: 10000 }, (_, i) => i); // 创建一个包含10000个元素的数组
let nextIndex = 0;

function processArray(deadline) {
  while (deadline.timeRemaining() > 0 && nextIndex < bigArray.length) {
    // 模拟耗时操作
    for(let i = 0; i < 100; i++){
      bigArray[nextIndex] = bigArray[nextIndex] * 2;
    }
    nextIndex++;
  }

  if (nextIndex < bigArray.length) {
    // 还有任务未完成，继续请求下一次空闲时间
    requestIdleCallback(processArray);
  } else {
    console.log("数组处理完成！");
  }
}

requestIdleCallback(processArray);

在这个例子中，processArray函数会不断地处理数组中的元素，直到空闲时间用完或者数组处理完成。如果空闲时间用完，它会再次调用requestIdleCallback，请求下一次空闲时间继续执行任务。

1.4 timeout 选项：最后的倔强

有时候，我们希望任务在一定时间内必须执行，即使浏览器没有空闲时间。这时，可以使用timeout选项。

requestIdleCallback(processArray, { timeout: 2000 }); // 2秒后必须执行

如果浏览器在2秒内没有空闲时间，processArray函数仍然会被执行，IdleDeadline对象的didTimeout属性会为true。

1.5 优点和缺点

优点：
- 避免阻塞主线程，提高用户体验。
- 充分利用浏览器的空闲时间。
缺点：
- 任务的执行时间不确定，可能延迟执行。
- 优先级较低，可能会被其他任务抢占。
- 兼容性问题，一些老版本浏览器不支持。

特性	优点	缺点
执行时机	浏览器空闲时	不确定性，可能延迟执行
用户体验	提高用户体验	无
资源利用	充分利用空闲时间	无
优先级	低	可能被其他任务抢占
兼容性	部分老版本浏览器不支持	需要polyfill或降级处理

第二章：scheduler.yield：主动让出控制权

scheduler.yield是scheduler API的一部分，它允许我们主动让出主线程的控制权，给浏览器一个喘息的机会。它可以和requestAnimationFrame配合使用。

2.1 语法和使用场景

scheduler.yield()

这个函数不需要任何参数。它的作用是暂停当前任务的执行，并将控制权返回给浏览器。浏览器可以处理用户的交互、更新页面等等。

scheduler.yield通常用于处理需要长时间运行的同步任务，例如大型数据集的同步计算。

2.2 代码示例：scheduler.yield + requestAnimationFrame

async function processData(data) {
  for (let i = 0; i < data.length; i++) {
    // 模拟耗时操作
    for(let j = 0; j < 100; j++){
      data[i] = data[i] * 3;
    }

    if (i % 100 === 0) { // 每处理100个元素，让出控制权
      await scheduler.yield();
      await new Promise(resolve => requestAnimationFrame(resolve)); //等待下一帧渲染
    }
  }

  console.log("数据处理完成！");
}

const data = Array.from({ length: 5000 }, (_, i) => i);
processData(data);

在这个例子中，processData函数会遍历数组，对每个元素进行处理。每处理100个元素，它会调用scheduler.yield()让出控制权，然后使用requestAnimationFrame在下一帧恢复执行。这样可以避免长时间阻塞主线程。

2.3 优点和缺点

优点：
- 主动控制任务的执行节奏，避免阻塞主线程。
- 可以与requestAnimationFrame配合使用，保证页面的流畅性。
缺点：
- 需要手动分割任务，代码复杂度较高。
- 兼容性问题，一些老版本浏览器不支持。
- 需要async函数支持

特性	优点	缺点
执行控制	主动控制任务执行节奏	需要手动分割任务，代码复杂度较高
用户体验	保证页面流畅性	无
资源利用	相对充分利用空闲时间	无
兼容性	部分老版本浏览器不支持	需要polyfill或降级处理
使用场景	大型数据集同步计算	无
函数依赖	需要async函数支持	无

第三章：requestIdleCallback vs scheduler.yield：选择困难症患者的福音

requestIdleCallback和scheduler.yield都是非阻塞长任务调度的手段，但它们的应用场景和特点有所不同。

特性	`requestIdleCallback`	`scheduler.yield`
执行时机	浏览器空闲时	主动让出控制权
控制权	被动，由浏览器决定	主动，由开发者决定
使用场景	任务不紧急，可以延迟执行	任务需要尽快执行，但又不能阻塞主线程
代码复杂度	较低	较高
适用场景	数据预处理、日志记录等	大规模计算、复杂动画等
配合使用	常单独使用	常与`requestAnimationFrame`配合使用

3.1 如何选择？

如果任务不紧急，可以延迟执行，可以使用requestIdleCallback。
如果任务需要尽快执行，但又不能阻塞主线程，可以使用scheduler.yield。
如果任务需要与动画同步，可以使用scheduler.yield与requestAnimationFrame配合使用。
如果需要处理大量数据，并且希望分批处理，可以使用scheduler.yield。

3.2 总结

requestIdleCallback适合在浏览器空闲时执行一些不重要的任务。
scheduler.yield适合在需要尽快执行的任务中，主动让出控制权，避免阻塞主线程。

第四章：兼容性处理

由于requestIdleCallback和scheduler.yield都是相对较新的API，一些老版本浏览器可能不支持。我们需要进行兼容性处理。

4.1 requestIdleCallback 的 Polyfill

window.requestIdleCallback =
  window.requestIdleCallback ||
  function (cb) {
    const start = Date.now();
    return setTimeout(function () {
      cb({
        didTimeout: false,
        timeRemaining: function () {
          return Math.max(0, 50 - (Date.now() - start));
        },
      });
    }, 1);
  };

window.cancelIdleCallback =
  window.cancelIdleCallback ||
  function (id) {
    clearTimeout(id);
  };

这个polyfill模拟了requestIdleCallback的行为，在不支持的浏览器中，使用setTimeout来模拟空闲时间。

4.2 scheduler.yield 的 Polyfill

scheduler.yield 的polyfill实现比较复杂，因为它涉及到async函数。如果兼容性要求很高，建议使用现有的polyfill库，例如core-js。

// 使用 core-js
import 'core-js/features/scheduler/yield';

// 或者手动实现一个简单的模拟
const scheduler = {
  yield: () => new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 0))
};

第五章：最佳实践

任务分割： 将长任务分割成小块，避免长时间阻塞主线程。
优先级控制： 根据任务的重要性，设置不同的优先级。对于重要的任务，可以使用timeout选项，确保及时执行。
错误处理： 在回调函数中添加错误处理逻辑，避免任务执行失败导致程序崩溃。
性能监控： 使用浏览器的性能分析工具，监控任务的执行时间，优化代码。
避免过度优化： 不要过度使用requestIdleCallback和scheduler.yield，过多的任务调度可能会导致性能下降。

第六章：总结与展望

今天我们一起探讨了JavaScript中非阻塞长任务调度的两种方法：requestIdleCallback和scheduler.yield。它们可以帮助我们编写更流畅、更高效的Web应用。

虽然目前scheduler API的兼容性还不是很好，但是随着浏览器技术的不断发展，相信它会越来越普及，成为我们开发高性能Web应用的利器。

希望今天的分享对大家有所帮助，祝大家编程愉快！

互动环节（可选）：

大家在使用requestIdleCallback和scheduler.yield的过程中，遇到过什么坑？
大家还有什么其他的非阻塞长任务调度技巧？

（结束）

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