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大家好，我卡頌。

這兩年有不少朋友和我吐槽React源碼，比如：

• 調度器為什么用小頂堆這種數據結構，直接用數組不行?
• 源碼里各種單向鏈表、環狀鏈表，直接用數組不行?
• 源碼里各種位運算，有必要么?

作為業務依賴的框架，為了提升一點點運行時性能，React從不吝惜將源碼寫的很復雜。

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在涉及狀態、標記位、優先級操作的地方大量使用了位運算。

本文會講解其中比較有代表性的部分。學到之后，當遇到類似場景時露一手，你就是業務線最靚的仔。

幾個常用位運算

在JS中，位運算的操作數會先轉換為Int32(32位有符號整型)，執行完位運算會Int32對應浮點數。

在React中，主要用到3種位運算符 —— 按位與、按位或、按位非。

按位與(&)

對于兩個二進制操作數的每個bit，如果都為1，則結果為1，否則為0。

舉個例子，計算3 & 2，首先將操作數轉化為Int32：

// 3對應的 Int32 
0b000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011  
// 2對應的 Int32 
0b000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010  

為了直觀，我們排除前面的0，只保留最后8位(實際參與計算的應該是32位)：

  0000 0011 
& 0000 0010 
----------- 
  0000 0010 

所以3 & 2計算結果轉化為浮點數后為2。

按位或(|)

對于兩個二進制操作數的每個bit，如果都為0，則結果為0，否則為1。

計算10 | 3：

  0000 1010 
| 0000 0011 
----------- 
  0000 1011 

計算結果轉化為浮點數后為11。

按位非(～)

對一個二進制操作數的每個bit，逐位進行取反操作(0、1互換)

對于～3，將3轉化為Int32后逐位取反：

// 3對應的 Int32 
0b000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011  
// 逐位取反 
0b111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 

計算結果轉化為浮點數后為-4。

如果你對這個結果有疑惑，可以去了解補碼相關知識

讓我們從易到難，看看位運算在React中的應用。

標記狀態

React源碼內部有多個上下文環境，在執行函數時經常需要判斷當前處在哪個上下文環境中。

假設共有三種上下文情況：

// A上下文 
const A = 1; 
// B上下文 
const B = 2; 
// 沒有處在上下文 
const NoContext = 0; 

當進入某個上下文時，可以使用按位或操作標記進入：

// 當前所處上下文 
let curContext = 0; 
 
// 進入A上下文 
curContext |= A; 

我們用8位二進制舉例(同樣，實際應該是Int32，這里是為了簡化)，curContext與A執行按位或操作：

  0000 0000  // curContext 
| 0000 0001  // A 
----------- 
  0000 0001 

此時可以結合按位與操作與NoContext來判斷是否處在某一上下文中：

// 是否處在A上下文中 true 
(curContext & A) !== NoContext 
 
// 是否處在B上下文中 false 
(curContext & B) !== NoContext 

離開某上下文后，結合按位與、按位非移除標記：

// 從當前上下文中移除上下文A 
curContext &= ~A; 
 
// 是否處在A上下文中 false 
(curContext & A) !== NoContext 

curContext與~A執行按位與操作：

  0000 0001  // curContext 
& 1111 1110  // ~A 
----------- 
  0000 0000 

即從curContext中移除A。

當業務中需要同時處理多個狀態時，可以使用如上位運算技巧。

優先級計算

在React中，不同情況下調用this.setState觸發的更新會擁有不同優先級。優先級之間的比較、挑選同樣使用了位運算。

具體來說，React中用31個bit位保存「更新」(之所以是31而不是32是因為Int32的最高位是符號位，不保存具體的數)。

處在越低bit位的更新優先級越高(越需要優先處理)。

舉個例子，假設當前應用存在2個更新：

0b000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0001 

其中第1位的更新優先級最高(需要同步處理)，第5位為默認優先級。

React經常需要找出當前最高優先級的更新在哪一位(如上例子中在第一位)，方法如下：

function getHighestPriorityLane(lanes) { 
  return lanes & -lanes; 
} 

解釋下，由于Int32采用「補碼」表示，所以-lanes可以看作如下兩步操作：

1. lanes取反(~lanes)
2. 加1

為了直觀，用8位表示：

lanes  0001 0001 
~lanes 1110 1110 // 第一步 
+1     1110 1111 // 第二步 

則lanes & -lanes如下：

  0001 0001 // lanes   
& 1110 1111 // -lanes 
----------- 
  0000 0001 

取到的就是第一位(已有更新中最高的優先級)。

總結

雖然業務中不常使用位操作，但在特定場景下位操作時很方便、高效的方式。

這波操作你愛了么?