什么是 ‘Chrome Tracing’ 里的 React 调度图谱？解析 `task` 执行片在线程池中的真实流转过程 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

在现代前端应用开发中，尤其是在构建复杂的用户界面时，性能和响应性是至关重要的。React 作为一个声明式、组件化的 UI 库，其内部调度机制是实现流畅用户体验的关键。然而，React 的内部调度常常是“幕后”进行，开发者很难直观地看到其工作方式。

Chrome Tracing，作为浏览器开发者工具中的强大性能分析工具，为我们提供了一个独特的视角，深入理解 React 调度器如何在浏览器主线程上编排任务，以及这些“任务执行片”是如何真实流转的。本讲座将带你领略 React 调度图谱的奥秘，解析 task 执行片在线程池（特指浏览器主线程的事件循环机制）中的真实流转过程。

1. 理解 React 调度的核心需求与挑战

在深入 Chrome Tracing 之前，我们首先需要理解 React 调度器存在的根本原因和它所面临的挑战。

1.1 浏览器主线程的瓶颈

JavaScript 是单线程的。这意味着浏览器的大部分工作（DOM 操作、样式计算、布局、绘制以及 JavaScript 执行）都发生在同一个主线程上。如果一段 JavaScript 代码执行时间过长，主线程就会被阻塞，导致页面无响应、用户输入延迟、动画卡顿，用户体验直线下降。这就是所谓的“长任务”（Long Task），通常指执行时间超过 50 毫秒的任务。

1.2 React 的更新机制

React 的核心是状态驱动的 UI 更新。当组件状态或 props 发生变化时，React 需要执行以下操作：

Reconciliation（协调）：比较新旧 Virtual DOM 树，找出需要更新的部分。这是一个计算密集型过程。
Render（渲染）：根据协调结果，生成新的 React 元素树。
Commit（提交）：将更新应用到真实的 DOM 上，触发浏览器的布局、绘制等操作。

在同步渲染模式下（React 15 及更早版本，或 React 16+ 的同步更新），上述所有步骤都会在一次连续的 JavaScript 执行中完成。如果更新复杂，协调和渲染过程可能会非常耗时，从而阻塞主线程。

1.3 合作式调度（Cooperative Scheduling）的需求

为了解决主线程阻塞问题，React 16 引入了 Fiber 架构，并在此基础上构建了合作式调度机制。其核心思想是：将一个大的、可能阻塞主线程的任务拆分成许多小的、可中断的“工作单元”（work units 或 task 执行片）。React 在执行完一个工作单元后，会检查是否有更高优先级的任务需要处理，或者是否已经耗尽了当前时间片。如果是，它就会暂停当前工作，将控制权交还给浏览器，让浏览器有机会处理其他任务（如用户输入、网络事件等）。当浏览器空闲时，React 可以从上次暂停的地方继续执行。

这种“合作”而非“抢占”的调度方式，使得 React 能够更灵活地响应用户交互，提升应用的响应性。

2. React 调度器：内部机制解析

React 调度器（react-scheduler 包）是实现合作式调度的核心。它不依赖于 Web Workers 或其他线程，而是巧妙地利用浏览器主线程的事件循环机制来模拟多任务。

2.1 任务（Task）与优先级

在 React 调度器中，一个“任务”（task）通常指一个待执行的函数及其相关数据，它被赋予一个优先级和过期时间。React 定义了以下几种优先级（从高到低）：

优先级名称	描述	调度器内部值	对应 Chrome Tracing 事件
`ImmediatePriority`	立即执行，同步任务，不会被中断。例如：`ReactDOM.flushSync`。	`1`	`performSyncWorkOnRoot`
`UserBlockingPriority`	用户阻塞优先级，用于响应用户交互（如点击、输入）。这些任务应尽快完成，但在必要时可以被中断。例如：大多数同步的事件处理函数。	`2`	`performConcurrentWorkOnRoot`
`NormalPriority`	默认优先级，用于大多数非紧急的更新。例如：`setState` 或 `useState` 触发的更新。可以在浏览器空闲时执行，可以被中断。	`3`	`performConcurrentWorkOnRoot`
`LowPriority`	低优先级，用于非关键的、可以在后台完成的工作。例如：数据预加载或不重要的动画。	`4`	`performConcurrentWorkOnRoot`
`IdlePriority`	空闲优先级，用于那些只有在浏览器完全空闲时才应该执行的任务。例如：报告分析数据。通常使用 `requestIdleCallback`。	`5`	`performConcurrentWorkOnRoot`

注意： 尽管 IdlePriority 听起来像 requestIdleCallback，但 React 调度器在内部实现 IdlePriority 任务时，仍然会优先使用 MessageChannel，并在必要时才回退到 requestIdleCallback，因为 MessageChannel 提供了更可控和更低的延迟。

2.2 核心调度原语

React 调度器主要依赖以下浏览器 API 来实现其合作式调度：

MessageChannel (Macrotask)：这是 React 调度器最常用的机制。通过创建一个 MessageChannel 实例，并在 port1 上 postMessage，然后在 port2 的 onmessage 事件处理函数中执行任务。MessageChannel 的回调会在当前宏任务执行完毕后、下一个事件循环迭代中以新的宏任务的形式执行，且优先级高于 setTimeout。这使得 React 可以在主线程上有效地切分任务，并在每次宏任务结束后将控制权交还给浏览器，同时又能迅速重新获得控制权。
requestAnimationFrame (RAF)：用于确保在浏览器下一次重绘之前执行视觉更新。React 的 commit 阶段（将变更应用到真实 DOM）通常会与 requestAnimationFrame 紧密协作，以确保动画和视觉效果的流畅。
requestIdleCallback (RIC)：这是一个在浏览器主线程空闲时执行任务的 API。它的回调会被赋予一个截止时间（deadline），可以在截止时间前执行任务，或者在截止时间到达时中断并再次调度。React 调度器在处理 IdlePriority 任务时可能会使用它，但由于其兼容性和性能限制，MessageChannel 通常是首选。

2.3 调度器的工作流程概览

一个典型的 React 调度流程如下：

scheduleCallback(priority, callback)：当 React 需要执行一个任务（例如，一个 setState 引起的更新）时，它会调用调度器的 scheduleCallback 方法，传入任务的优先级和实际执行的 callback 函数。
任务队列：调度器根据优先级将任务添加到内部的优先队列中。
调度宏任务：如果当前没有待处理的调度宏任务，调度器会使用 MessageChannel 或 requestIdleCallback（极少数情况）来安排一个宏任务，这个宏任务的回调函数会负责从优先队列中取出任务并执行。
performWork(task)：当宏任务回调触发时，调度器会从队列中取出最高优先级的任务。它会在一个循环中执行任务，但在每次执行一小段“任务执行片”后，会检查当前时间是否已经超过了预设的时间片（通常是 5ms），或者是否有更高优先级的任务进入队列。
shouldYield()：这是判断是否需要暂停的关键函数。它会检查当前时间是否超过了预设的每帧预算（例如，5ms 的时间切片），或者是否有更高优先级的任务等待。
yield（暂停）：如果 shouldYield() 返回 true，调度器会暂停当前任务的执行，将控制权交还给浏览器。同时，它会重新调度一个宏任务（再次通过 MessageChannel），以便在浏览器下一次空闲时继续执行。
继续执行或中断：当重新调度的宏任务触发时，调度器会从上次暂停的地方继续执行任务，或者如果更高优先级的任务已经出现，则中断当前任务，转而执行高优先级任务。

这个过程周而复始，直到所有任务完成。

2.4 `task` 执行片在主线程中的真实流转过程

这里“线程池”的说法，在 React 调度器语境下，更准确地理解为浏览器主线程的事件循环机制。React 调度器并不创建新的 JavaScript 线程，它是在现有的单线程事件循环中，通过巧妙地利用宏任务和微任务队列，来模拟多任务并行和优先级调度。

以下是一个 task 执行片在主线程中流转的简化步骤：

任务创建与入队：
- React 应用中发生一个更新（例如 setState）。
- React 内部创建了一个表示这个更新的“任务”（通常是一个 FiberRoot 上的更新调度）。
- 该任务被传递给 react-scheduler 的 scheduleCallback(priority, callback) 方法。
- 调度器将这个 callback 封装成一个 task 对象（包含 callback、priority、expirationTime 等），并将其插入到内部的任务优先队列中。
首次宏任务调度：
- 如果当前调度器没有正在执行的宏任务，并且任务队列中有待处理的任务，调度器会触发一个宏任务调度。
- 它通过 MessageChannel 的 port1.postMessage() 方法发送一条消息。
- 这条消息会立即进入浏览器的宏任务队列（Macrotask Queue）。
事件循环处理宏任务：
- 浏览器主线程完成当前正在执行的宏任务（如果有的话）。
- 它检查微任务队列（Microtask Queue），并清空所有微任务。
- 然后，它从宏任务队列中取出一个最老的宏任务来执行。
- 如果此时 MessageChannel 的 port2.onmessage 回调是宏任务队列中的下一个，它就会被执行。
执行第一个 task 执行片（performWork）：
- port2.onmessage 回调函数被执行，它会调用调度器的核心执行逻辑，例如 flushWork 或 performWork。
- 调度器从任务优先队列中取出最高优先级的任务。
- 它开始执行该任务的 callback 函数（例如，React 的 performConcurrentWorkOnRoot），这就是一个“task 执行片”。
- 在执行过程中，调度器会周期性地调用 shouldYield() 来检查是否需要暂停。
暂停与重新调度（yield）：
- 如果 shouldYield() 返回 true（例如，当前时间片已耗尽，或有更高优先级任务），调度器会暂停当前任务的执行。它会保存当前任务的执行上下文。
- 同时，调度器会再次调用 port1.postMessage() 发送一条新消息。
- 这条新消息再次进入浏览器的宏任务队列，等待下一次事件循环迭代。
- 控制权交还：此时，当前的 port2.onmessage 宏任务执行完毕，主线程空闲下来。浏览器可以处理其他宏任务（如用户输入、网络事件、setTimeout 回调等），或者渲染更新。
后续 task 执行片：
- 当浏览器事件循环再次从宏任务队列中取出调度器发送的 port2.onmessage 回调时，调度器会从上次暂停的地方继续执行之前的任务。
- 这个过程重复执行（执行一小段 task 执行片，检查是否需要暂停，暂停并重新调度，或完成任务），直到整个任务完成。
任务完成：
- 当一个任务的所有执行片都完成时，它将从调度器的内部队列中移除。

整个过程的关键在于 MessageChannel 宏任务的调度与执行。它允许 React 在不阻塞主线程的前提下，将一个大的工作分解成多个小的、可中断的块，并在每个块之间将控制权交还给浏览器，从而实现合作式调度。

3. Chrome Tracing：揭示 React 调度图谱的利器

Chrome Tracing (通过 DevTools 的 Performance 面板) 是一个强大的性能分析工具，它记录了浏览器主线程和辅助线程上发生的所有活动，包括 JavaScript 执行、样式计算、布局、绘制、网络请求等。对于理解 React 调度器的工作原理，Chrome Tracing 提供了无与伦比的洞察力。

3.1 如何录制一个 Chrome Trace

打开 DevTools：在 Chrome 浏览器中，右键点击页面并选择“检查”或按 F12。
切换到 Performance 面板：在 DevTools 顶部导航栏中选择 Performance。
开始录制：点击圆形的 Record 按钮（或 Ctrl + E / Cmd + E）。
执行操作：在你的 React 应用中执行你想要分析的操作（例如，点击一个按钮触发大量更新）。
停止录制：再次点击 Record 按钮。
分析结果：DevTools 会处理并显示录制到的性能数据。

3.2 Chrome Tracing 界面概览

Performance 面板的界面结构非常丰富，以下几个区域对于分析 React 调度至关重要：

控制面板：录制、停止、加载/保存配置。
概览区 (Overview)：显示 CPU 使用率、网络活动、帧率（FPS）等高层级信息。红条表示帧率低，绿条表示帧率高。
时间轴 (Timeline)：展示了录制期间所有事件的发生顺序。
主线程 (Main Thread)：这是我们重点关注的区域。它显示了主线程上 JavaScript 的执行、样式计算、布局、绘制等所有活动。
- 火焰图 (Flame Chart)：以堆栈的形式展示函数调用。每个矩形代表一个函数调用，宽度表示执行时间，高度表示调用栈的深度。
- User Timings: React 调度器会在这里插入自定义的性能标记，这是我们理解调度器的关键。
- Long Tasks: 任何执行时间超过 50ms 的任务都会被标记为长任务。
Summary / Bottom-Up / Call Tree / Event Log：这些面板提供不同视角的聚合数据，帮助你理解哪些函数耗时最长，调用关系如何等。

3.3 关键事件类型及其在 React 调度中的意义

在 Chrome Tracing 中，我们需要关注以下几种事件类型来理解 React 调度器：

事件类型 (Category)	事件名称 (Name)	描述
`User Timing`	`scheduleCallback`	React 调度器内部在安排一个任务时发出的标记。通常伴随着优先级信息。
`User Timing`	`performWork`	React 调度器开始执行一个任务时发出的标记。这通常是 React 协调和渲染过程的开始。
`User Timing`	`yield`	React 调度器暂停当前任务执行，将控制权交还给浏览器时发出的标记。这是合作式调度的核心体现。
`User Timing`	`commit`	React 完成 DOM 更新（提交变更）时发出的标记。
`Script`	`MessagePort.onmessage`	React 调度器通过 `MessageChannel` 重新获得控制权，继续执行任务的宏任务回调。在火焰图中，这个事件的内部就是 `performWork` 或 `flushWork`。
`Script`	`Animation Frame Fired` (`requestAnimationFrame`)	浏览器在下一帧绘制前触发的回调。React 的 `commit` 阶段可能在此回调中执行，以确保视觉更新的同步。
`Script`	`requestIdleCallback`	如果 React 调度器使用 `requestIdleCallback` 来执行 `IdlePriority` 任务，你可能会看到这个回调。
`Task` / `Long Task`	各种 JavaScript 函数调用 (如 `(anonymous)`, React 内部函数如 `updateContainer`, `beginWork`等)	具体执行的 JavaScript 代码。长任务表示阻塞主线程超过 50ms 的任务。
`Rendering`	`Recalculate Style`, `Layout`, `Update Layer Tree`, `Paint`	浏览器进行样式计算、布局、绘制等操作。这些通常发生在 React `commit` 之后。

4. 通过 Chrome Tracing 解读 React 调度图谱：真实流转过程

现在，让我们通过几个具体的场景，结合代码和 Chrome Tracing 的分析，来解析 task 执行片的真实流转过程。

4.1 场景一：简单的同步更新（无中断）

代码示例：
一个简单的组件，点击按钮触发一个同步的、非计算密集型的状态更新。

import React, { useState } from 'react';

function SimpleCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    // 这是一个快速的同步更新
    setCount(c => c + 1);
  };

  return (
    <div>
      <h1>Count: {count}</h1>
      <button onClick={handleClick}>Increment</button>
      <ChildComponent /> {/* 一个简单的子组件 */}
    </div>
  );
}

function ChildComponent() {
  // 模拟一个轻量级渲染
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < 1000; i++) {
    sum += i;
  }
  return <p>Child sum: {sum}</p>;
}

export default SimpleCounter;

Tracing 分析：

录制：加载页面，点击 Increment 按钮。
主线程概览：你会看到一个短小的 CPU 活动峰值。
User Timings：
- scheduleCallback (Priority: UserBlocking 或 Normal，取决于事件处理方式)。
- 紧接着 performWork。
- commit。
火焰图 (Main Thread)：
- 你会看到一个连续的调用栈：
  - click 事件处理函数
  - [React internal] (例如 dispatchEvent, unstable_runWithPriority)
  - MessagePort.onmessage (这是调度器宏任务的入口)
  - performWork
  - updateContainer (React 根组件更新)
  - beginWork (协调阶段)
  - completeWork (协调阶段)
  - commitRoot (提交阶段)
  - Recalculate Style, Layout, Paint (浏览器渲染)

真实流转过程解读：

用户点击按钮，触发 onClick 事件。
React 的事件系统捕获并处理该事件，调用 setCount。
setCount 内部会调用 scheduleUpdateOnFiber，进而触发 react-scheduler 的 scheduleCallback。由于是用户交互，通常优先级是 UserBlockingPriority。
调度器发现当前没有在执行的宏任务，于是通过 MessageChannel.port1.postMessage() 发送消息，将一个 MessagePort.onmessage 宏任务推入浏览器的宏任务队列。
当前 click 事件处理宏任务完成后，浏览器事件循环取出 MessagePort.onmessage 宏任务执行。
MessagePort.onmessage 回调执行，它内部会调用 performWork。
由于更新非常快，performWork 在一个时间片内（例如 5ms 预算内）就完成了所有的协调、渲染和提交工作。在执行过程中，shouldYield() 始终返回 false。
因此，整个 React 更新过程是一个连续的 JavaScript 执行块，没有发生中断和暂停。
performWork 完成后，主线程将控制权交还给浏览器，浏览器执行样式计算、布局和绘制，将新的 count 值显示在屏幕上。

在这个场景中，task 执行片是单一且完整的，没有被拆分。

4.2 场景二：复杂的并发更新（发生中断和暂停）

代码示例：
一个复杂的组件，点击按钮触发一个计算密集型的状态更新，模拟长时间的协调渲染。

import React, { useState, useMemo } from 'react';

function HeavyComputation({ iterations }) {
  // 模拟一个非常耗时的计算
  const result = useMemo(() => {
    let sum = 0;
    for (let i = 0; i < iterations; i++) {
      sum += Math.sqrt(i) * Math.sin(i);
    }
    return sum;
  }, [iterations]);

  return <p>Heavy result: {result.toFixed(2)}</p>;
}

function ConcurrentApp() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const [iterations, setIterations] = useState(10000000); // 大迭代次数

  const handleClick = () => {
    // 触发一个可能耗时的更新
    setCount(c => c + 1);
  };

  const handleHeavyClick = () => {
    // 触发另一个耗时的更新
    setIterations(prev => prev + 1000000);
  };

  return (
    <div>
      <h1>Count: {count}</h1>
      <button onClick={handleClick}>Increment Count</button>
      <button onClick={handleHeavyClick}>Increase Heavy Iterations</button>
      <HeavyComputation iterations={iterations} />
      {/* 渲染大量组件，进一步增加渲染时间 */}
      {Array.from({ length: 100 }).map((_, i) => (
        <p key={i}>Item {i}</p>
      ))}
    </div>
  );
}

export default ConcurrentApp;

Tracing 分析：

录制：加载页面，点击 Increase Heavy Iterations 按钮。
主线程概览：你会看到一个较长的 CPU 活动峰值，其中可能伴随一些小的中断（空白）。
User Timings：
- scheduleCallback (Priority: NormalPriority)。
- performWork (第一次执行片)。
- yield (暂停)。
- performWork (第二次执行片)。
- yield (暂停)。
- … 多个 performWork 和 yield 交替出现。
- 最终 commit。
火焰图 (Main Thread)：
- 你会看到一系列不连续的调用栈，它们之间有明显的空隙：
  - click 事件处理函数
  - MessagePort.onmessage (第一个宏任务，包含 performWork 的第一段)
    - updateContainer
    - beginWork (执行一部分组件的协调)
    - 在某个点，内部 shouldYield() 返回 true。
    - yield 事件标记出现。
    - MessagePort.onmessage 宏任务结束，控制权交还浏览器。
  - 空白间隙：浏览器处理其他事件或只是空闲。
  - MessagePort.onmessage (第二个宏任务，包含 performWork 的第二段)
    - 从上次暂停的地方继续 beginWork。
    - …
    - 再次出现 yield 事件标记。
    - MessagePort.onmessage 宏任务结束。
  - 这个循环持续，直到所有 beginWork 和 completeWork 完成。
  - 最后一个 performWork 会包含 commitRoot。
  - Recalculate Style, Layout, Paint。

真实流转过程解读：

用户点击按钮，触发 onClick 事件，调用 setIterations。
setIterations 触发 scheduleCallback，优先级通常是 NormalPriority。
调度器通过 MessageChannel.port1.postMessage() 安排第一个 MessagePort.onmessage 宏任务。
浏览器事件循环执行这个宏任务。调度器开始 performWork，执行第一个 task 执行片。
由于 HeavyComputation 和大量 Item 组件的渲染导致协调过程非常耗时，当调度器执行了一段时间（例如，超过 5ms 的时间片预算）后，内部的 shouldYield() 函数会判断为 true。
调度器在当前点暂停任务执行，保存了当前 Fiber 树的上下文。
调度器再次调用 MessageChannel.port1.postMessage()，将一个“继续执行”的宏任务推入宏任务队列。
当前的 MessagePort.onmessage 宏任务完成，主线程控制权交还给浏览器。这个间隙中，浏览器可以响应用户输入（例如，如果用户在此刻点击了另一个按钮，那个按钮的点击事件可能会在 React 暂停期间得到响应），或者执行其他低优先级任务，或者只是空闲。
当浏览器事件循环再次从宏任务队列中取出调度器发送的“继续执行”的 MessagePort.onmessage 宏任务时，调度器会从上次暂停的地方继续执行 performWork 的第二个 task 执行片。
这个过程重复多次，直到所有协调工作完成。
最终，当所有协调工作完成后，最后一个 performWork 执行片将包含 commitRoot，将变更应用到 DOM。
commitRoot 完成后，主线程将控制权交还给浏览器，浏览器进行渲染。

在这个场景中，一个大的 React 更新任务被拆分成了多个小的 task 执行片，它们通过 MessageChannel 在浏览器事件循环中异步、合作地流转和执行。

4.3 场景三：优先级抢占与中断

代码示例：
在低优先级更新正在进行时，用户触发一个高优先级的交互。

import React, { useState, useTransition, useEffect } from 'react';

function ExpensiveList({ items, isPending }) {
  // 模拟一个渲染耗时较长的列表
  return (
    <div style={{ opacity: isPending ? 0.5 : 1 }}>
      {items.map((item, index) => (
        <div key={index} style={{ border: '1px solid #ccc', padding: '5px', margin: '5px' }}>
          Item {item} - {Math.random().toFixed(4)}
          {/* 模拟一些计算 */}
          {Array.from({ length: 1000 }).map((_, i) => (
            <span key={i}>.</span>
          ))}
        </div>
      ))}
    </div>
  );
}

function PreemptionApp() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const [displayItems, setDisplayItems] = useState([]);
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  // 模拟数据源
  const allItems = Array.from({ length: 5000 }).map((_, i) => `Item ${i}`);

  useEffect(() => {
    // 初始加载
    setDisplayItems(allItems.slice(0, 50));
  }, []);

  const handleInputChange = (e) => {
    const newQuery = e.target.value;
    setQuery(newQuery);

    // 使用 startTransition 标记为低优先级更新
    startTransition(() => {
      const filteredItems = allItems.filter(item =>
        item.toLowerCase().includes(newQuery.toLowerCase())
      );
      setDisplayItems(filteredItems.slice(0, 50));
    });
  };

  const handleImmediateClick = () => {
    // 这是一个高优先级更新，例如，点击一个立即反馈的按钮
    alert('Immediate action!');
    // 假设这里会触发一些高优先级的UI更新，比如一个模态框
  };

  return (
    <div>
      <input
        type="text"
        value={query}
        onChange={handleInputChange}
        placeholder="Search items (low priority)"
        style={{ width: '300px' }}
      />
      <button onClick={handleImmediateClick}>High Priority Button</button>
      {isPending && <p>Loading...</p>}
      <ExpensiveList items={displayItems} isPending={isPending} />
    </div>
  );
}

export default PreemptionApp;

Tracing 分析：

录制：
- 在输入框中快速输入几个字符（触发低优先级 startTransition 更新）。
- 在列表开始更新（即低优先级 performWork 正在进行）时，立即点击 High Priority Button。
主线程概览：你会看到一个 CPU 峰值，但在峰值中间会有另一个更小的峰值插入。
User Timings：
- scheduleCallback (低优先级，来自 startTransition 的 NormalPriority 或 LowPriority)。
- performWork (低优先级更新的第一个执行片)。
- yield (低优先级更新暂停)。
- 在 yield 之后，会立即出现一个新的 scheduleCallback (高优先级，来自 alert 或其他用户交互)。
- 紧接着，一个新的 performWork (高优先级更新) 启动，它会中断之前的低优先级任务。
- 高优先级任务完成后，可能会有另一个 scheduleCallback 来重新安排之前被中断的低优先级任务。
- performWork (低优先级任务继续执行，或从头开始，取决于中断点和任务性质)。
- 最终 commit (高优先级和低优先级各自的提交)。
火焰图 (Main Thread)：
- input 事件处理函数。
- MessagePort.onmessage (低优先级 performWork 的第一段)。
  - beginWork (低优先级列表渲染的一部分)。
  - yield (低优先级任务暂停)。
- 空白间隙：浏览器在等待下一个宏任务。
- click 事件处理函数 (来自 High Priority Button 的点击)。
  - alert 函数调用。
  - scheduleCallback (高优先级任务，例如 UserBlockingPriority 或 ImmediatePriority)。
  - MessagePort.onmessage (高优先级 performWork 启动)。
    - React 调度器发现高优先级任务，会中断或丢弃之前低优先级任务的当前进度。
    - 执行高优先级任务（例如，如果 alert 后有其他 UI 更新）。
    - 高优先级任务完成，commitRoot。
- 另一个 MessagePort.onmessage (重新调度或继续之前的低优先级任务)。
  - performWork (低优先级任务从头或从有效检查点继续执行)。
  - … 直到低优先级任务完成。
- 最终的 Recalculate Style, Layout, Paint。

真实流转过程解读：

用户在输入框键入，触发 handleInputChange。
startTransition 内部将 setDisplayItems 的更新标记为低优先级 (NormalPriority 或 LowPriority)，并触发 scheduleCallback。
调度器通过 MessageChannel 安排一个宏任务，开始执行低优先级任务的第一个 task 执行片。
在 ExpensiveList 渲染过程中，beginWork 耗时较长，调度器判断 shouldYield() 为 true，暂停当前低优先级任务，并重新调度。
在低优先级任务暂停，主线程控制权交还给浏览器时，用户点击了 High Priority Button。
浏览器的事件循环立即处理这个高优先级的 click 事件。
click 事件处理函数执行 alert。如果 alert 之后有任何 React 更新，它们会被 scheduleCallback 赋予高优先级 (UserBlockingPriority)。
当调度器在下一个宏任务中重新获得控制权时，它会发现任务队列中有一个高优先级任务。
根据 React 的调度策略，高优先级任务会立即抢占当前正在进行的（或暂停的）低优先级任务。低优先级任务的当前进度可能会被中断、丢弃，或者在某些情况下，React 会尝试从上次有效的检查点恢复。
调度器会优先执行高优先级任务的所有 task 执行片，直到它完成 commit。
高优先级任务完成后，调度器会再次检查任务队列。如果之前被中断的低优先级任务仍然有效，它会被重新安排并继续执行（可能从头开始，取决于具体情况）。
低优先级任务的剩余 task 执行片继续流转，直到完成 commit。

这个场景清晰地展示了 React 调度器如何利用优先级，通过在 MessageChannel 宏任务之间切换和重新调度，来响应用户的高优先级交互，即使这意味着中断正在进行的低优先级工作。每个 performWork 块都是一个 task 执行片，它们在事件循环中交错执行，共同编织出 React 调度的图谱。

5. 深入理解 `task` 执行片在事件循环中的流转

为了更精确地理解 task 执行片如何在“线程池”（即主线程事件循环）中流转，我们需要回顾浏览器的事件循环模型。

主线程：所有 JavaScript 执行、DOM 操作、渲染都在这里。
事件循环 (Event Loop)：一个持续运行的进程，负责监听任务队列，并在主线程空闲时将任务推入执行栈。
宏任务队列 (Macrotask Queue)：包含 setTimeout, setInterval, MessageChannel, I/O, UI rendering 等任务。
微任务队列 (Microtask Queue)：包含 Promise 的 then/catch/finally 回调, queueMicrotask, MutationObserver 等任务。

一个事件循环迭代的简化流程：

从宏任务队列中取出一个最老的宏任务。
执行该宏任务。
执行过程中，如果遇到微任务，将其推入微任务队列。
宏任务执行完毕。
检查微任务队列，并清空所有微任务（执行所有微任务）。
渲染更新（如果浏览器判断需要）。
进入下一个事件循环迭代，重复步骤 1-6。

React task 执行片的流转与事件循环的映射：

scheduleCallback：当 React 内部调用 scheduleCallback 时，它会创建或更新一个内部的 task 对象，并将其放入调度器的任务优先队列。
首次宏任务调度：如果调度器发现任务优先队列中有待处理的任务，且当前没有活动的 MessageChannel 宏任务，它会执行 port1.postMessage()。这会立即将一个 MessagePort.onmessage 回调（封装了 flushWork 或 performWork 逻辑）推入宏任务队列。
task 执行片开始：当事件循环从宏任务队列中取出这个 MessagePort.onmessage 宏任务并执行时，它就标志着一个 React task 执行片的开始。在火焰图中，这就是 MessagePort.onmessage 内部的 performWork。
shouldYield() 检查：在执行这个 task 执行片的过程中，React 会周期性地检查 shouldYield()。
yield（暂停）：如果 shouldYield() 返回 true：
- 当前的 performWork 函数执行暂停。
- 调度器再次执行 port1.postMessage()。这会将另一个 MessagePort.onmessage 宏任务推入宏任务队列。
- 当前的 MessagePort.onmessage 宏任务（包含这个暂停的 performWork）执行完毕。
- 主线程控制权交还给浏览器。浏览器会清空微任务队列，然后从宏任务队列中取出下一个宏任务执行（可能是用户输入事件、网络回调、setTimeout，或者 React 重新调度的 MessagePort.onmessage）。
task 执行片继续：当事件循环再次从宏任务队列中取出 React 重新调度的 MessagePort.onmessage 宏任务时，调度器会从上次暂停的地方继续执行 performWork，这构成了下一个 task 执行片。

通过这种机制，React 调度器并没有绕开单线程限制，而是充分利用了事件循环的特性。它将一个可能很长的任务分解成多个短小的宏任务，在每个宏任务之间，主动交出控制权，让浏览器有机会处理其他更高优先级的事件。这正是“合作式调度”的精髓，也是 task 执行片在主线程事件循环中流转的真实写照。

6. 性能优化与实践建议

理解了 React 调度图谱和 Chrome Tracing 的强大功能后，我们可以将其应用于实际的性能优化：

识别长任务：在 Chrome Tracing 中，寻找被标记为 Long Task 的红色块。这些是阻塞主线程的元凶。点击它们，查看火焰图，定位到具体耗时的 JavaScript 函数。
分析 performWork 块：如果 performWork 块很长，但没有 yield，说明你的更新是同步的，且耗时较长。考虑使用 useTransition 或 setTimeout 等方式将其变为可中断的并发更新。
理解 yield 间隙：yield 标记之间的空隙是浏览器可以响应用户输入或其他任务的时间。如果这些间隙很短，或者在应该有响应的时候没有响应，可能意味着调度策略仍需优化。
优化组件渲染：减少不必要的渲染。使用 React.memo, useMemo, useCallback 来避免子组件的重复渲染。确保 key 属性的正确使用。
避免在渲染中进行昂贵计算：将计算密集型操作移到 useEffect 或 useMemo 中，或者使用 Web Workers 将其移出主线程。
善用 startTransition：对于非紧急的 UI 更新（如搜索结果筛选），startTransition 是一个强大的工具，可以将这些更新降级为低优先级，从而优先响应用户的即时交互。
区分 Chrome Tracing 和 React DevTools Profiler：
- Chrome Tracing：提供浏览器层面的全局视图，包括 JS 执行、渲染、网络等所有活动，是理解宏观性能瓶颈和调度器行为的利器。
- React DevTools Profiler：专注于 React 组件树的渲染性能，可以直观地看到哪些组件渲染了、渲染了多久、渲染原因等，是理解微观组件渲染优化的关键。两者结合使用效果最佳。

通过本讲座，我们深入探讨了 React 调度器如何在浏览器主线程上编排任务，以及如何利用 Chrome Tracing 这一强大工具来可视化和理解这些“任务执行片”的真实流转过程。掌握这些知识，能够帮助你更精准地定位性能瓶颈，编写出更加流畅和响应迅速的 React 应用。

1. 理解 React 调度的核心需求与挑战

1.1 浏览器主线程的瓶颈

1.2 React 的更新机制

1.3 合作式调度（Cooperative Scheduling）的需求

2. React 调度器：内部机制解析

2.1 任务（Task）与优先级

2.2 核心调度原语

2.3 调度器的工作流程概览

2.4 task 执行片在主线程中的真实流转过程

3. Chrome Tracing：揭示 React 调度图谱的利器

3.1 如何录制一个 Chrome Trace

3.2 Chrome Tracing 界面概览

3.3 关键事件类型及其在 React 调度中的意义

4. 通过 Chrome Tracing 解读 React 调度图谱：真实流转过程

4.1 场景一：简单的同步更新（无中断）

4.2 场景二：复杂的并发更新（发生中断和暂停）

4.3 场景三：优先级抢占与中断

5. 深入理解 task 执行片在事件循环中的流转

6. 性能优化与实践建议

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2.4 `task` 执行片在主线程中的真实流转过程

5. 深入理解 `task` 执行片在事件循环中的流转

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