Shiny文档翻译-a.03 响应中的执行调度

翻译自：Execution scheduling
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Shiny 之所以能了解该在何时重新执行应用的某一功能，是因为在 Shiny 的内核中有一个响应处理引擎。我们将会通过追踪一些例子来更好地理解它是如何运作的。

一个简单的例子

从更为抽象的层面，我们可以将01_hello示例视作由一个响应源和一个响应终端组成。更具体地，它具有一个响应值input$obs和一个 observeroutput$distPlot。

server <- function(input, output) {
  output$distPlot <- renderPlot({
    hist(rnorm(input$obs))
  })
}

正如下图所示，一个响应值（reactive value）具有一个值，同时，对应的 observer 并没有值。作为替代，它包含了一些 R 表达式。这些表达式在执行时将会产生一些“函数副作用”（这些副作用通常包含向浏览器发送数据），但不会返回值。此外，observer 还具备另一个属性：其会包含一个标志对象，来标志其是否已经失效。我们很快就会看到这意味着什么。

当浏览器端加载完该应用后，状态就由上图示。此时，input$obs有值 500（由ui对象中默认值产生）。图中的箭头指示了失效的传递关系。如果将值由 500 改为 1000，一系列事件将会发生，导致一张新的图像被发送到浏览器前端。

当input$obs发生改变时，有两件事会发生：

图中它的所有下游节点均将失效。有时为了描述的简化，我们会说 observer “脏”了。相应地，“干净”的 observer 指代尚未失效的 observer。
随后的箭头将被去掉。后续的 observer 不再被认为是子节点。此时，再次改变input$obs将不会影响它们。注意，这里的箭头是动态的，而非始终不变。

在这张图中，唯一的子节点是output$distPlot：

一旦所有子节点变为失效状态，刷新将会发生。此时，所有失效的子节点均会重新执行。

记住，output$distPlot的计算需要使用input$obs：

output$distPlot <- renderPlot({
  hist(rnorm(input$obs))
})

当output$distPlot重新执行时，其会访问input$obs的值。正因此，output$distPlot在此被标记为input$obs的子节点，箭头重新形成。

当运算结束后，output$distPlot将会创建一张PNG图像，并输出到浏览器。最后，它被标记为“干净的”（未失效）。

现在，响应处理循环结束了，我们的应用已经准备好接受下次输入了。

当一次连接（session）刚开始的时候，所有的响应终端都是失效状态的，并由此触发一系列事件。

一个使用了响应传导器的示例

这里是我们斐波那契示例中，server函数的代码：

fib <- function(n) ifelse(n<3, 1, fib(n-1)+fib(n-2))

server <- function(input, output) {
  currentFib         <- reactive({ fib(as.numeric(input$n)) })

  output$nthValue    <- renderText({ currentFib() })
  output$nthValueInv <- renderText({ 1 / currentFib() })
}

下图是该应用的响应结构。它显示了初始运行后的值和失效状态。（input$n在ui中定义，其未出现在上述代码中。）

此时，用户将input$n设为30。这是一个新值，所以input$n立即将其子节点currentFib置为失效状态。接着，currentFib将它的子节点output$nthValue和output$nthValueInv置为失效状态。随着失效状态的确立，箭头被去掉。

当失效操作完成后，整个响应环境开始刷新，响应终端开始重新执行。如果刷新中，多个响应终端都是无效的，那么它们之间不存在确定的执行顺序。所以nthValue可能在nthValueInv之前执行，也可能在其之后。在不会编辑和读取非可响应对象的情况下，响应终端的执行顺序不会影响结果。

在nthValue()先执行的情况下，将发生如下步骤：

当output$nthValueInv()执行的时候，它调用了currentFib()。如果currentFib()只是典型的 R 表达式，它将只会简单地重新执行。但它是一个 Shiny 提供的响应式表达式，并且当前被标记为“干净”（clean）的。正因为它是“干净”的，Shiny 确定currentFib()的所有上游节点在上次currentFib()运行之后，都未发生改变。而这也意味着，再次运行它会返回和上次相同的结果。（Shiny 假设currentFib()调用的所有非响应式对象都未曾改变。假设它调用了Sys.time()，那么第二次运行currentFib()将会返回与第一次的结果，而这与预期不符。如果你希望Sys.time()的改变会使currentFib()失效从而重新计算，那么它需要被包含在一个表现为响应源的对象中。当你这么做了之后，那个对象将以一个节点的形式被添加到依赖关系图中。）

在该假设下，“干净”的reactive表达式将会返回与上次相同的计算结果。Shiny 会在语句执行后，缓存返回值。在随后的调用中，它会直接返回缓存的返回值，并继续保持“干净”状态。

在我们的例子中，当output$nthValueInv()调用了currentFib()，Shiny 会直接提供缓存后的值，即 832040。这个过程会在瞬间完成，而非花时间重新计算结果：

最后，output$nthValueInv()获取到了currentFib()的返回，计算了其倒数，然后向浏览器发送这个结果（作为其函数副作用）。

小结

在这一节，我们学到了：

无效标志：在父节点变更或失效的情况下，reactive表达式会被标记为“失效”的或“脏”的。在它们重新执行后，会重新变回“干净”的（“未失效”的）。
箭头创建与删除：在一个父节点将其子节点标记为“失效”之后，二者之间标志依赖关系的箭头将被移除。新依赖关系箭头将在响应式对象访问另一个响应式对象（一般为之前的父节点）时重新被创建。
刷新事件：其触发响应终端的执行。“刷新”事件将在浏览器向服务器发送数据时发生。