React Lanes(泳道)机制

深入探讨 React Scheduler 中的核心概念------Lanes(泳道)机制。这是 React 并发模式的基石,用于管理更新的优先级、实现中断和恢复渲染、以及处理 Suspense 等。

免责声明与简化说明:

  1. 极度复杂: React 的真实 Lanes 实现涉及大量位运算技巧、复杂的优先级计算、与 Suspense 的深度集成以及与 Scheduler 包的交互,源码非常晦涩难懂。
  2. 核心原理聚焦: 本文将通过 概念性的模拟代码和详尽解释 来阐述 Lanes 的核心思想、数据结构和基本操作流程,旨在让你理解其工作原理,而非提供一份可以直接运行的 React 子集。
  3. 代码量与清晰度: 我们会编写大量模拟代码和注释来逼近目标行数,但更注重逻辑的清晰性和对核心概念的阐释。

一、 为什么需要 Lanes?解决什么问题?

在 React 的并发模式(Concurrent Mode)之前,更新主要基于 expirationTime。这种模式难以精细地处理不同来源更新的优先级,也难以实现渲染的可中断与恢复。

Lanes 机制的引入是为了解决以下核心问题:

  1. 优先级区分: 不同类型的更新应该有不同的优先级。例如:

    • 用户输入(如打字)应该具有最高优先级,需要立即响应。
    • useEffect 或数据获取后的更新优先级较低。
    • startTransition 包裹的更新优先级更低,可以被高优先级任务中断。
  2. 并发与中断: 低优先级的渲染任务在执行过程中,如果遇到更高优先级的更新(如用户输入),应该能够被中断 ,优先处理高优先级更新,稍后再恢复重新开始低优先级渲染。

  3. 批处理与合并: 多个更新可以属于同一个"批次"或具有兼容的优先级,Lanes 有助于决定哪些更新可以一起处理。

  4. Suspense 集成: Lanes 与 Suspense 紧密配合,用于标记挂起的组件、处理 fallback 以及在数据加载后恢复渲染。

二、 Lanes 的核心概念:位掩码 (Bitmask)

Lanes 的核心是使用31位的二进制数来表示不同的优先级。每一位(或几位)代表一个"泳道"(Lane)。

  • 为什么是 31 位? JavaScript 中的位运算是基于 32 位有符号整数进行的,最高位是符号位。为了避免符号位带来的复杂性,React 只使用了低 31 位。

  • 每个 Lane 是一个位: 每个优先级通常由一个单独的 bit 位表示。例如:

    • SyncLane (同步,最高优先级): 0b0000000000000000000000000000001 (1)
    • InputContinuousLane (连续输入): 0b0000000000000000000000000000100 (4)
    • DefaultLane (默认): 0b0000000000000000000000000010000 (16)
    • TransitionLane1 (过渡): 0b0000000000000000000001000000000 (64)
    • IdleLane (空闲,最低): 0b0100000000000000000000000000000 (很大)
    • (注意:实际的 Lane 位定义比这复杂得多,包含多个 TransitionLanes、RetryLanes 等,这里是简化示意)
  • Lanes (复数): 通常我们处理的是一个Lanes 集合 ,用一个 31 位整数表示,其中亮起的位 代表包含的 Lane。例如,一个 Lanes0b00101 (5) 表示它同时包含了 SyncLane (1) 和 InputContinuousLane (4)。

  • 位运算的优势:

    • 合并 (Merging): 使用按位或 | 操作可以轻松合并两个 Lanes 集合。lanes1 | lanes2

    • 检查包含 (Checking Inclusion): 使用按位与 & 操作可以检查一个 Lanes 集合是否包含某个特定的 Lane,或者两个 Lanes 集合是否有重叠。

      • (lanes & SomeLane) === SomeLane (是否包含 SomeLane)
      • (lanes & OtherLanes) !== 0 (是否有重叠)
    • 移除 (Removing): 使用按位与和按位非 & ~ 可以从一个 Lanes 集合中移除另一个 Lanes 集合。lanes & ~lanesToRemove

    • 效率高: 位运算是非常快的底层操作。

三、 核心数据结构与常量 (模拟)

javascript 复制代码
// --- Lane 常量定义 (高度简化) ---
// 使用 31 位整数,每一位代表一个优先级通道
// 值越小,优先级越高 (因为 LSB 对应的优先级最高)

// 特殊值
const NoLane: Lane = /*                          */ 0b0000000000000000000000000000000; // 0
const NoLanes: Lanes = /*                        */ 0b0000000000000000000000000000000; // 0

// 同步 Lane (最高优先级) - 用于 legacy 模式或 ReactDOM.flushSync
const SyncLane: Lane = /*                        */ 0b0000000000000000000000000000001; // 1

// 输入相关 Lanes (高优先级)
const InputContinuousLane: Lane = /*             */ 0b0000000000000000000000000000100; // 4 - 如拖拽
const InputDiscreteLane: Lane = /*               */ 0b0000000000000000000000000001000; // 8 - 如点击、输入框输入 (比 Continuous 稍低)

// 默认 Lane (普通优先级) - 大多数更新,如 setState, useEffect
const DefaultLane: Lane = /*                     */ 0b0000000000000000000000000010000; // 16

// 过渡 Lanes (Transition) - 用于 startTransition 包裹的更新 (较低优先级)
// React 实际有多个 Transition Lanes,这里简化为一个范围
const TransitionLane1: Lane = /*                 */ 0b0000000000000000000001000000000; // 64
const TransitionLane2: Lane = /*                 */ 0b0000000000000000000010000000000; // 128
// ... 可能更多
const TransitionLanes: Lanes = /*                */ 0b0000000001111111111111000000000; // 假设包含多个 Transition Lane 位

// 重试 Lane (用于 Suspense 失败后重试)
const RetryLane1: Lane = /*                      */ 0b0000000010000000000000000000000; // ...
const RetryLanes: Lanes = /*                     */ 0b0001111100000000000000000000000; // 假设包含多个 Retry Lane 位

// 空闲 Lane (最低优先级) - 如 Offscreen API
const IdleLane: Lane = /*                        */ 0b0100000000000000000000000000000; // 很大

// --- 类型别名 ---
type Lane = number;  // 代表单个优先级
type Lanes = number; // 代表一个 Lane 的集合 (位掩码)

// --- 一些常用的 Lanes 集合 ---
const SyncUpdateLanes: Lanes = SyncLane; // 同步更新
const InputUpdateLanes: Lanes = InputContinuousLane | InputDiscreteLane; // 所有输入更新
const DefaultUpdateLanes: Lanes = DefaultLane; // 默认更新
const NonIdleLanes: Lanes = /*                   */ 0b0011111111111111111111111111111; // 除了 IdleLane 之外的所有 Lanes

// --- Fiber Root 节点上的 Lanes 相关属性 (模拟) ---
interface FiberRootNode {
  // ... 其他 root 属性

  // 待处理的 Lanes:所有已调度但尚未完成的更新所属 Lanes 的集合
  pendingLanes: Lanes;

  // 挂起的 Lanes:因为 Suspense 而挂起的更新所属 Lanes 的集合
  suspendedLanes: Lanes;

  // 被 Ping 的 Lanes:Suspense 的数据加载完成后,用于唤醒挂起任务的 Lanes
  pingedLanes: Lanes;

  // 已完成的 Lanes:在最近一次提交中完成的 Lanes (用于某些启发式判断)
  finishedLanes: Lanes;

  // 过期的 Lanes: 已经超过了截止时间,必须同步完成的 Lanes
  expiredLanes: Lanes;

  // 当前正在渲染的 Lanes 集合 (在 workLoop 中设置)
  currentRenderLanes: Lanes;

  // 其他与 Lanes 相关的状态...
  // eventTimes: LaneMap<number>; // 记录每个 Lane 的调度时间
  // expirationTimes: LaneMap<number>; // 记录每个 Lane 的过期时间
}

// --- 更新对象上的 Lane (模拟) ---
interface Update<State> {
  // ... 其他更新属性 (payload, callback 等)
  lane: Lane; // 这个更新属于哪个 Lane
}

// --- 全局变量 (模拟 React 内部状态) ---
// 当前正在进行的渲染所属的 Lanes 集合
let workInProgressRootRenderLanes: Lanes = NoLanes;

// 当前更新的上下文 Lane (例如,在事件处理函数中可能是 InputDiscreteLane)
let currentUpdateLane: Lane = NoLane;

// 是否在 Transition 更新中
let isTransitionRunning: boolean = false;

// --- Lane 工具函数 (核心操作) ---

/**
 * 合并两个 Lanes 集合
 * @param a Lanes 集合 A
 * @param b Lanes 集合 B
 * @returns 合并后的 Lanes 集合
 */
function mergeLanes(a: Lanes, b: Lanes): Lanes {
  // 使用按位或 |
  return a | b;
}

/**
 * 检查 lanes 集合中是否包含 targetLane
 * @param lanes 要检查的集合
 * @param lane 目标 Lane
 * @returns boolean
 */
function includesSyncLane(lanes: Lanes): boolean {
    return (lanes & SyncLane) !== NoLane;
}
function includesNonIdleLanes(lanes: Lanes): boolean {
    return (lanes & NonIdleLanes) !== NoLane;
}
// 更通用的检查函数
function includesSomeLane(lanes: Lanes, subset: Lanes): boolean {
  // 检查两个集合是否有交集 (至少包含 subset 中的一个 lane)
  // 使用按位与 &
  return (lanes & subset) !== NoLanes;
}

/**
 * 检查 subset 是否是 lanes 的子集
 * @param lanes 父集
 * @param subset 子集
 */
function isSubsetOfLanes(lanes: Lanes, subset: Lanes): boolean {
    // 如果 (lanes & subset) 的结果等于 subset 本身,说明 lanes 包含了 subset 的所有位
    return (lanes & subset) === subset;
}


/**
 * 从 lanes 集合中移除 subset 包含的所有 Lanes
 * @param lanes 原始集合
 * @param subset 要移除的 Lanes 集合
 * @returns 移除后的 Lanes 集合
 */
function removeLanes(lanes: Lanes, subset: Lanes): Lanes {
  // 使用按位与和按位非 ~
  return lanes & ~subset;
}

/**
 * 获取 lanes 集合中优先级最高的 Lane
 * (优先级越高,对应的数值越小,即越接近 LSB - Least Significant Bit)
 * @param lanes Lanes 集合
 * @returns 优先级最高的 Lane,如果没有则返回 NoLane
 */
function getHighestPriorityLane(lanes: Lanes): Lane {
  // 利用 LSB 技巧:x & -x 可以得到 x 的最低有效位 (Lowest Set Bit)
  // 在我们的 Lane 定义中,最低有效位对应的数值最小,优先级最高
  return lanes & -lanes;
}

/**
 * 从 lanes 集合中选择一个 Lane 来执行工作
 * (真实实现会考虑饥饿、过期等,这里简化为选择最高优先级的)
 * @param root Fiber Root
 * @param wipLanes 当前正在处理的 Lanes
 * @returns 要处理的下一个 Lanes 集合
 */
function getNextLanes(root: FiberRootNode, wipLanes: Lanes): Lanes {
    const pendingLanes = root.pendingLanes;
    const suspendedLanes = root.suspendedLanes;
    const pingedLanes = root.pingedLanes;

    // 0. 如果没有待处理的 Lanes,返回 NoLanes
    if (pendingLanes === NoLanes) {
        return NoLanes;
    }

    // 1. 检查是否有同步 Lane (最高优先级)
    if ((pendingLanes & SyncLane) !== NoLanes) {
        console.log("[getNextLanes] 检测到 SyncLane,优先处理");
        return SyncLane;
    }

    // 2. 检查是否有被 Ping 的 Lanes (唤醒 Suspense)
    //    需要排除掉当前正在处理的、或者已经挂起的 Lanes
    const nonIdlePingedLanes = pingedLanes & NonIdleLanes;
    if (nonIdlePingedLanes !== NoLanes) {
        const pingedLanesToTry = nonIdlePingedLanes & ~suspendedLanes;
        if (pingedLanesToTry !== NoLanes) {
            console.log("[getNextLanes] 检测到 Pinged Lanes,尝试处理:", pickArbitraryLane(pingedLanesToTry));
            // 真实实现会更复杂,可能涉及优先级比较
            return pickArbitraryLane(pingedLanesToTry); // 选择一个被 ping 的 lane
        }
    }

    // 3. 检查是否有输入或其他高优先级 Lanes
    const inputAndDefaultLanes = pendingLanes & (InputUpdateLanes | DefaultUpdateLanes);
    if (inputAndDefaultLanes !== NoLanes) {
        const nextLanes = getHighestPriorityLanes(inputAndDefaultLanes);
        console.log("[getNextLanes] 检测到 Input/Default Lanes,选择最高优先级:", nextLanes);
        return nextLanes;
    }

    // 4. 检查是否有 Transition Lanes
    const transitionLanes = pendingLanes & TransitionLanes;
    if (transitionLanes !== NoLanes) {
        const nextLanes = getHighestPriorityLanes(transitionLanes);
        console.log("[getNextLanes] 检测到 Transition Lanes,选择最高优先级:", nextLanes);
        return nextLanes;
    }

    // 5. 检查是否有 Retry Lanes
    const retryLanes = pendingLanes & RetryLanes;
     if (retryLanes !== NoLanes) {
        const nextLanes = getHighestPriorityLanes(retryLanes);
        console.log("[getNextLanes] 检测到 Retry Lanes,选择最高优先级:", nextLanes);
        return nextLanes;
    }

    // 6. 检查是否有 Idle Lane
    if ((pendingLanes & IdleLane) !== NoLanes) {
        console.log("[getNextLanes] 检测到 IdleLane,处理");
        return IdleLane;
    }

    // 理论上不应该执行到这里,除非 pendingLanes 为 NoLanes
    console.warn("[getNextLanes] 未找到合适的 Lane,返回 NoLanes");
    return NoLanes;
}

// 辅助函数:获取一个 Lanes 集合中的所有最高优先级 Lanes (可能不止一个)
function getHighestPriorityLanes(lanes: Lanes): Lanes {
    const highestLane = getHighestPriorityLane(lanes);
    // 实际 React 中可能包含一个优先级范围内的所有 Lanes,这里简化
    return highestLane;
}

// 辅助函数:从 Lanes 集合中随意选择一个 Lane (通常是最高优先级的那个)
function pickArbitraryLane(lanes: Lanes): Lane {
    return getHighestPriorityLane(lanes);
}

// 辅助函数:检查 lane 是否在 lanes 集合中
function isLaneIncluded(lanes: Lanes, lane: Lane): boolean {
    return (lanes & lane) !== NoLane;
}

console.log("--- Lane 工具函数定义完毕 ---");

四、 Lanes 在更新与调度流程中的应用 (模拟)

javascript 复制代码
// --- 模拟 Fiber Root ---
const root: FiberRootNode = {
  pendingLanes: NoLanes,
  suspendedLanes: NoLanes,
  pingedLanes: NoLanes,
  finishedLanes: NoLanes,
  expiredLanes: NoLanes,
  currentRenderLanes: NoLanes,
  // eventTimes: createLaneMap(NoTimestamp),
  // expirationTimes: createLaneMap(NoTimestamp),
};

// --- 模拟调度器状态 ---
let isWorkLoopRunning = false; // 是否有 workLoop 在运行
let isCallbackScheduled = false; // 是否已安排回调

/**
 * 请求一个适合当前上下文的 Lane
 * (真实实现会考虑当前事件优先级等)
 * @returns Lane
 */
function requestUpdateLane(): Lane {
  // 1. 如果在 Transition 中,分配 Transition Lane
  if (isTransitionRunning) {
    console.log("[requestUpdateLane] 在 Transition 中,分配 TransitionLane1");
    // 实际会从 TransitionLanes 池中选择一个
    return TransitionLane1;
  }

  // 2. 如果当前正在处理输入事件 (React 通过上下文判断)
  // 假设我们有一个全局变量模拟这个
  // if (currentEventPriority === DiscreteEventPriority) {
  //   console.log("[requestUpdateLane] 在离散输入事件中,分配 InputDiscreteLane");
  //   return InputDiscreteLane;
  // }
  // if (currentEventPriority === ContinuousEventPriority) {
  //    console.log("[requestUpdateLane] 在连续输入事件中,分配 InputContinuousLane");
  //   return InputContinuousLane;
  // }

  // 3. 默认情况,分配 DefaultLane
  console.log("[requestUpdateLane] 默认情况,分配 DefaultLane");
  return DefaultLane;
}

/**
 * 调度一个更新到 Fiber Root
 * @param root Fiber Root
 * @param lane 更新所属的 Lane
 */
function scheduleUpdateOnFiber(root: FiberRootNode, lane: Lane) {
  console.log(`[scheduleUpdate] 收到 Lane ${lane} 的更新请求`);

  // 1. 将 Lane 添加到 root 的 pendingLanes
  root.pendingLanes = mergeLanes(root.pendingLanes, lane);
  console.log(`[scheduleUpdate] root.pendingLanes 更新为: ${root.pendingLanes.toString(2)} (${root.pendingLanes})`);

  // 2. 检查是否需要同步执行 (SyncLane 或已过期)
  if (lane === SyncLane /* || isLaneExpired(root, lane) */) {
    console.log(`[scheduleUpdate] Lane ${lane} 需要同步执行,立即执行 workLoop`);
    // 在同步模式下,可能直接触发渲染,或者使用微任务确保在当前任务结束前执行
    ensureRootIsScheduled(root, true); // 标记为同步
  } else {
    // 异步模式,安排调度
    console.log(`[scheduleUpdate] Lane ${lane} 是异步的,安排调度`);
    ensureRootIsScheduled(root, false);
  }
}

/**
 * 确保 Root 的工作循环已被安排
 * @param root Fiber Root
 * @param isSync 是否需要同步执行
 */
function ensureRootIsScheduled(root: FiberRootNode, isSync: boolean) {
  if (isWorkLoopRunning) {
    // 如果工作循环已经在运行,可能需要标记有新的更高优先级任务插入
    console.log("[ensureRootIsScheduled] 工作循环已在运行");
    // 真实 React 会在这里处理中断逻辑
    return;
  }
  if (isCallbackScheduled) {
    console.log("[ensureRootIsScheduled] 回调已安排,等待执行");
    // 可能需要根据新的 lane 优先级调整回调
    return;
  }

  isCallbackScheduled = true;
  console.log(`[ensureRootIsScheduled] 安排 ${isSync ? '同步' : '异步'} 回调执行 workLoop`);

  if (isSync) {
    // 模拟同步执行 (或微任务)
    queueMicrotask(() => {
        console.log("\n L> [Microtask Sync] 同步回调触发");
        isCallbackScheduled = false; // 重置标记
        workLoop(root, true); // 执行同步工作循环
    });
  } else {
    // 模拟异步执行 (真实 React Scheduler 使用 MessageChannel 或 setTimeout)
    setTimeout(() => {
      console.log("\n L> [setTimeout Async] 异步回调触发");
      isCallbackScheduled = false; // 重置标记
      workLoop(root, false); // 执行异步工作循环
    }, 0); // 使用 setTimeout(0) 模拟宏任务调度
  }
}

/**
 * 主要工作循环 (高度简化)
 * @param root Fiber Root
 * @param isSync 是否是同步模式
 */
function workLoop(root: FiberRootNode, isSync: boolean) {
  if (isWorkLoopRunning) {
    console.error("workLoop 重入错误");
    return;
  }
  isWorkLoopRunning = true;
  console.log(`\n===== [workLoop ${isSync ? 'Sync' : 'Async'}] 开始 =====`);
  console.log(`  当前 root.pendingLanes: ${root.pendingLanes.toString(2)}`);

  let performedWork = false;

  try {
      if (isSync) {
          // 同步模式:必须完成所有同步工作
          performSyncWorkOnRoot(root);
          performedWork = true;
      } else {
          // 异步模式:可以分片执行,可以被中断
          performedWork = performConcurrentWorkOnRoot(root);
      }
  } finally {
      isWorkLoopRunning = false;
      console.log(`===== [workLoop ${isSync ? 'Sync' : 'Async'}] 结束 (是否执行了工作: ${performedWork}) =====\n`);

      // 检查循环结束后是否还有待处理任务,或者在循环中产生了新任务
      if (root.pendingLanes !== NoLanes) {
          console.log("[workLoop] 结束后仍有 pendingLanes,重新安排调度");
          ensureRootIsScheduled(root, false); // 默认安排异步
      }
  }
}

/**
 * 执行同步渲染工作 (简化)
 */
function performSyncWorkOnRoot(root: FiberRootNode) {
  console.log("  [performSyncWork] 开始执行同步工作");
  // 在同步模式下,通常只处理 SyncLane
  const lanesToRender = SyncLane; // 简化处理
  if (!includesSomeLane(root.pendingLanes, lanesToRender)) {
      console.log("  [performSyncWork] 没有待处理的同步 Lane,退出");
      return;
  }

  root.currentRenderLanes = lanesToRender;
  workInProgressRootRenderLanes = lanesToRender; // 设置全局变量

  console.log(`  [performSyncWork] 准备渲染 Lanes: ${lanesToRender.toString(2)}`);

  // 模拟渲染过程 (遍历 Fiber 树等)
  console.log("  [performSyncWork] ...模拟 Fiber 树遍历和组件渲染...");
  // 假设渲染成功完成
  console.log("  [performSyncWork] 渲染完成");

  // 模拟提交阶段
  commitRoot(root, lanesToRender);

  workInProgressRootRenderLanes = NoLanes; // 清理全局变量
  root.currentRenderLanes = NoLanes;
  console.log("  [performSyncWork] 同步工作完成");
}

/**
 * 执行并发渲染工作 (简化,包含中断检查)
 */
function performConcurrentWorkOnRoot(root: FiberRootNode): boolean {
  console.log("  [performConcurrentWork] 开始执行并发工作");

  // 1. 选择要渲染的 Lanes (最高优先级)
  const lanesToRender = getNextLanes(root, NoLanes); // wipLanes 初始为 NoLanes
  if (lanesToRender === NoLanes) {
    console.log("  [performConcurrentWork] 没有找到需要渲染的 Lane,退出");
    return false; // 没有执行工作
  }
   // 检查选出的 Lane 是否真的在 pendingLanes 中 (健全性检查)
  if (!includesSomeLane(root.pendingLanes, lanesToRender)) {
      console.warn(`  [performConcurrentWork] getNextLanes 返回了不在 pendingLanes 中的 Lane (${lanesToRender}), 退出`);
      return false;
  }


  root.currentRenderLanes = lanesToRender;
  workInProgressRootRenderLanes = lanesToRender; // 设置全局变量

  console.log(`  [performConcurrentWork] 准备渲染 Lanes: ${lanesToRender.toString(2)} (${lanesToRender})`);

  // 模拟渲染过程 (可能是分片的)
  let shouldYield = false; // 标记是否需要让出主线程
  let workUnitCounter = 0;
  const MAX_WORK_UNITS_PER_LOOP = 3; // 模拟时间分片,每次循环最多处理几个单元

  while (workUnitCounter < MAX_WORK_UNITS_PER_LOOP) {
    workUnitCounter++;
    console.log(`  [performConcurrentWork]   ...模拟处理工作单元 ${workUnitCounter}...`);

    // *** 中断检查 ***
    // 在处理每个工作单元之间,检查是否有更高优先级的任务插入
    const currentPendingLanes = root.pendingLanes;
    const higherPriorityLanes = getHighestPriorityLane(currentPendingLanes);

    // 如果新来的最高优先级 Lane 比当前正在渲染的 Lane 优先级更高
    // (注意:值越小优先级越高)
    if (higherPriorityLanes !== NoLane && higherPriorityLanes < getHighestPriorityLane(lanesToRender)) {
        console.warn(`  [performConcurrentWork] ***** 中断 *****`);
        console.warn(`    检测到更高优先级 Lane: ${higherPriorityLanes.toString(2)} (${higherPriorityLanes})`);
        console.warn(`    当前渲染 Lanes: ${lanesToRender.toString(2)} (${lanesToRender})`);

        // 中断当前渲染,清理状态,让出主线程,等待调度器重新调度
        workInProgressRootRenderLanes = NoLanes;
        root.currentRenderLanes = NoLanes;
        console.log("  [performConcurrentWork] 清理渲染状态,准备让出");
        return true; // 执行了部分工作,但被中断
    }

    // 模拟检查是否需要让出主线程 (基于时间判断)
    // if (scheduler.shouldYield()) {
    //   console.log("  [performConcurrentWork] 时间耗尽,需要让出主线程 (Yield)");
    //   shouldYield = true;
    //   break;
    // }
  }

  if (shouldYield) {
    // 如果需要让出,当前渲染任务未完成,等待下次调度继续
    console.log("  [performConcurrentWork] 本次时间片结束,渲染未完成");
    // workInProgressRootRenderLanes 保持不变,等待下次继续
    return true; // 执行了部分工作
  } else {
    // 渲染完成 (当前 Lanes 的工作)
    console.log(`  [performConcurrentWork] Lanes ${lanesToRender.toString(2)} 的渲染工作完成`);
    // 模拟提交阶段
    commitRoot(root, lanesToRender);
    workInProgressRootRenderLanes = NoLanes; // 清理全局变量
    root.currentRenderLanes = NoLanes;
    return true; // 执行了完整工作
  }
}

/**
 * 模拟提交阶段
 * @param root Fiber Root
 * @param finishedWorkLanes 本次渲染完成的 Lanes
 */
function commitRoot(root: FiberRootNode, finishedWorkLanes: Lanes) {
  console.log(`  [commitRoot] 开始提交 Lanes: ${finishedWorkLanes.toString(2)}`);

  // 1. 从 pendingLanes 中移除已完成的 Lanes
  const before = root.pendingLanes;
  root.pendingLanes = removeLanes(root.pendingLanes, finishedWorkLanes);
  console.log(`  [commitRoot]   pendingLanes 从 ${before.toString(2)} 更新为 ${root.pendingLanes.toString(2)}`);

  // 2. 更新 finishedLanes
  root.finishedLanes = finishedWorkLanes; // 记录最近完成的 Lanes

  // 3. 模拟执行 DOM 更新、调用 useEffect 回调等
  console.log("  [commitRoot]   ...模拟 DOM 更新和 Effect 执行...");

  console.log(`  [commitRoot] 提交完成`);
}

// --- 模拟场景 ---

console.log("\n====== 模拟开始 ======");
console.log("初始 root.pendingLanes:", root.pendingLanes);

// 1. 模拟一个低优先级的 Transition 更新
console.log("\n--- 模拟 Transition 更新 ---");
isTransitionRunning = true; // 进入 Transition 上下文
const transitionLane = requestUpdateLane(); // 获取 TransitionLane
scheduleUpdateOnFiber(root, transitionLane);
isTransitionRunning = false; // 退出 Transition 上下文
// 此时 root.pendingLanes 包含 TransitionLane, workLoop (异步) 被安排

// 2. 几乎同时,模拟一个高优先级的用户输入更新
console.log("\n--- 模拟用户输入更新 (高优先级) ---");
// 假设当前是离散输入事件上下文
// currentEventPriority = DiscreteEventPriority; // (需要更复杂的上下文管理)
// 这里直接使用 InputDiscreteLane
const inputLane = InputDiscreteLane;
scheduleUpdateOnFiber(root, inputLane);
// currentEventPriority = DefaultEventPriority; // 恢复默认
// 此时 root.pendingLanes 包含 TransitionLane 和 InputLane
// workLoop (异步) 可能已被安排,或者会被新的更高优先级更新重新安排/抢占

// 3. 模拟一个同步更新 (最高优先级)
// console.log("\n--- 模拟同步更新 (最高优先级) ---");
// scheduleUpdateOnFiber(root, SyncLane);
// 这会立即 (或在微任务中) 触发 workLoop(Sync)

// 等待异步调度执行... (控制台会显示调度和渲染日志)

// 预期执行流程 (可能因 setTimeout/queueMicrotask 时序略有不同):
// 1. Transition 更新安排异步 workLoop。
// 2. Input 更新到来,pendingLanes 合并 InputLane。由于 Input 优先级更高,
//    如果异步 workLoop 尚未执行,它会被 Input 更新抢占;
//    如果异步 workLoop 正在执行 Transition (不太可能这么快),它会被中断。
// 3. 异步回调触发 workLoop(Async)。
// 4. getNextLanes 选择 InputLane (优先级高于 TransitionLane)。
// 5. performConcurrentWorkOnRoot 开始渲染 InputLane。
// 6. 假设 InputLane 渲染很快完成,调用 commitRoot(InputLane)。
//    pendingLanes 移除 InputLane,剩下 TransitionLane。
// 7. workLoop 结束。检查发现 pendingLanes 仍有 TransitionLane,再次安排异步 workLoop。
// 8. 下一个异步回调触发 workLoop(Async)。
// 9. getNextLanes 选择 TransitionLane。
// 10. performConcurrentWorkOnRoot 开始渲染 TransitionLane。
// 11. 假设渲染完成,调用 commitRoot(TransitionLane)。
// 12. pendingLanes 变为空。workLoop 结束。不再安排。

// 如果中间插入了 SyncLane:
// 1. Sync 更新到来,pendingLanes 合并 SyncLane。
// 2. ensureRootIsScheduled 安排同步 workLoop (微任务)。
// 3. 微任务触发 workLoop(Sync)。
// 4. performSyncWorkOnRoot 只处理 SyncLane。
// 5. commitRoot(SyncLane)。pendingLanes 移除 SyncLane。
// 6. workLoop(Sync) 结束。检查发现 pendingLanes 仍有 Input/Transition,安排异步 workLoop。
// 7. 后续流程同上,处理 Input 和 Transition。

五、 总结与关键点

  1. 位表示优先级: Lanes 使用 31 位整数的位来代表不同的更新优先级,数值越小(越接近 LSB)优先级越高。

  2. Lanes 集合: 一个整数可以表示多个 Lanes 的集合,通过位运算进行高效操作(合并、检查、移除)。

  3. Fiber Root 状态: pendingLanes 是核心,记录了所有待处理的更新优先级。suspendedLanes, pingedLanes 等与 Suspense 相关。

  4. 调度入口: scheduleUpdateOnFiber 负责将更新的 Lane 添加到 pendingLanes 并触发调度逻辑 (ensureRootIsScheduled)。

  5. 调度决策: ensureRootIsScheduled 根据更新是否同步决定使用微任务还是宏任务来安排 workLoop

  6. 工作循环 (workLoop):

    • 选择 Lanes (getNextLanes): 根据 pendingLanes 和其他状态(Suspense, Ping)选择最高优先级的 Lanes 来执行。

    • 执行渲染 (performSyncWorkOnRoot / performConcurrentWorkOnRoot):

      • 同步模式:一次性完成所有同步工作。
      • 并发模式:可以分片执行,并在每个工作单元之间检查是否有更高优先级的更新插入 ,实现中断
    • 提交 (commitRoot): 渲染完成后,将完成的 Lanes 从 pendingLanes 中移除,并执行副作用。

  7. 并发与中断: 并发模式下的 performConcurrentWorkOnRoot 通过在渲染过程中检查 pendingLanes 中是否有比当前 workInProgressRootRenderLanes 更高优先级的 Lane,来实现渲染任务的中断。中断后,调度器会重新安排,优先处理更高优先级的任务。

这个模拟虽然简化了很多细节(如精确的 Lane 分配、过期逻辑、错误处理、复杂的 Suspense 交互、真实的 Scheduler 包集成等),但它展示了 Lanes 机制如何通过位运算管理优先级、如何决定工作内容、以及如何实现并发模式下的中断与恢复的核心思想。理解了 Lanes,就理解了 React 并发更新调度的心脏。

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