Vue2异步更新及nextTick原理

Posted on by hackdl

vue 官网中是这样描述 nextTick 的

在下次 DOM 更新循环结束之后执行延迟回调。在修改数据之后立即使用这个方法，可以获取更新后的 DOM。

在学习 nextTick 是如何实现之前，我们要先了解下 JavaScript 的执行机制

JavaScript 执行机制

浏览器是多线程的，例如GUI渲染线程、JS引擎线程、事件监听线程等。。。

javascript 执行机制就是借用浏览器的多线程机制，再基于 Event Loop 事件循环机制实现的。其实现了单线程异步效果

Event Loop 步骤大致如下：

  1. 浏览器加载页面时，除了开辟堆栈内存外，还会创建两个队列
    • Web API：任务监听队列，监测异步任务是否可以执行
    • Task Queue：任务队列，分为异步宏任务队列和异步微任务队列
  2. 当主线程自上而下执行代码过程中，如果遇到异步代码，则把异步任务放到 Web API 中去监听
    • 浏览器会开辟新的线程去监听是否可以执行
    • 不会阻碍主线程的渲染，它会继续向下执行同步代码
  3. 当异步任务被监测为可以执行了（有了运行结果），也不会立即去执行，而是在 task queue 中放置一个事件，排队等待执行
    • 根据微任务还是宏任务，放在不同的队列中
    • 谁先进来排队的，谁在各自队伍的最前面
  4. 执行栈中的所有同步任务执行完毕，主线程空闲下来，此时会去 task queue 中把正在排队的事件，按照顺序取出来，进入主线程执行
    • 微任务优先级比较高。当执行栈为空时，先去执行微任务队列中的事件，直到微任务队列为空，才会去执行宏任务队列中的事件
  5. 上述过程会不断重复，也就是常说的事件循环（Event Loop）

task 又分为宏任务（macro task）和微任务（micro task）两大类，在浏览器环境中

  1. 常见的 macro task 有 script（整体代码）、setTimeout/setInterval/setImmediate、XMLHttpRequest/fetch，DOM事件（如鼠标点击、滚动页面、放大缩小等），渲染事件（解析 DOM、计算布局、绘制）
  2. 常见的 micro task 有 Promise.then/catch/finally、async/await、MutationObserver

需要注意的是！！！如果处理微任务的过程中有新的微任务添加进来了，添加的速度一直比执行快，则永远执行微任务

下面的代码永远不会打印宏任务输出

function macroFn(){
   setTimeout(() => {
     console.log('>>>>MA')
   },0)
}
function microFn(){
    Promise.resolve().then(() => {
        console.log('mi')
        microFn()
    })
}
macroFn()
microFn()

nextTick实现原理

vue2.7 源码中，有一个单独的文件src/core/util/next-tick.js去维护 nextTick，有兴趣的同学可以自行去观看

vue2.7 源码中，nextTick并没有直接使用某个 API ，而是采用了优雅降级的方案去实现异步更新

在内部会尝试使用原生的Promise.then (IE不支持)、MutationObserver 和 setImmediate (高版本IE专享)，如果执行环境还不支持的话，则会采用 setTimeout(fn, 0)

需要注意的是，我们维护了一个 callbacks，用于存储 nextTick 回调

这样就保证了在同一个 tick 内多次调用 nextTick，只需创建一个异步任务，就可以依次执行 callbacks 中的所有 nextTick 回调。而不是去开启多个异步任务去处理。

let callbacks = [] // 存储 nextTick 回调
let waiting = false // 防抖

// 按照顺序依次执行 callbacks 中的方法
function flushCallbacks() {
  let cbs = callbacks.slice(0)
  waiting = false
  callbacks = []
  cbs.forEach(cb => cb()) 
}


let timerFunc;
if (Promise) {
    timerFunc = () => {
        Promise.resolve().then(flushCallbacks)
    }
}else if(MutationObserver){
    let observer = new MutationObserver(flushCallbacks); // 这里传入的回调是异步执行的
    let textNode = document.createTextNode(1);
    observer.observe(textNode,{
        characterData:true
    });
    timerFunc = () => {
        textNode.textContent = 2;
    }
}else if(setImmediate){
    timerFunc = () => {
       setImmediate(flushCallbacks);
    }
}else{
    timerFunc = () => {
        setTimeout(flushCallbacks);
     }
}

export function nextTick(cb) {
  callbacks.push(cb) // 维护 nextTick 中的 cakllback 方法
  
  if (!waiting) {
    timerFunc()
    waiting = true
  }
}

异步更新

vue 内部的异步更新渲染也使用了 nextTick

在 Watcher 类的 update 更新方法中，我们调用了 queueWatcher 异步队列更新方法，该方法在 vue2.7源码中的 src/core/util/scheduler.js 文件中维护

import { queueWatcher } from './scheduler'

class Watcher {
	...
  // 重新渲染
  update() {
    console.log('watcher-update')
    queueWatcher(this) // watcher 异步更新
  }
}

src/core/util/scheduler.js

import { nextTick } from '../util/next-tick'

/**
 * @name QueueWatcher，内部 watcher 异步更新
 * @decs 把当前的 watcher 暂存起来，在一个tick周期内，不管我们的 update 执行多少次，只会执行一轮刷新操作
 */

let queue = []
let has = {}
let pending = false // 防抖

function flushSchedulerQueue() {
  let flushQueue = queue.slice(0)
  queue = []
  has = {}
  pending = false
  flushQueue.forEach(q => q.run()) // 在刷新的过程中可能还有新的 watcher，重新放到 queue 中
}

// 在一个tick周期内，不管我们的 update 执行多少次，只会执行一轮刷新操作
export function queueWatcher(watcher) {
  const id = watcher.id
  if (!has[id]) {
    queue.push(watcher)
    has[id] = true
    if (!pending) {
      nextTick(flushSchedulerQueue)
      pending = true
    }
  }
}

常见问题

1. nexTick 是异步还是同步？

这个不能一概而论，nextTick 内部既有同步代码又有异步代码。

例如 维护 callbacks 队列是同步任务；执行队列中的方法是异步任务

2. nextTick 回调的执行是微任务还是宏任务？

针对 vue2.7 来说，nextTick并没有直接使用某个 API ，而是采用了优雅降级的方案去实现异步更新。
在内部会尝试使用原生的Promise.then (微任务)、MutationObserver (微任务) 和 setImmediate (宏任务)，如果执行环境还不支持的话，则会采用 setTimeout (宏任务)

可以理解为 99% 的场景下都是微任务，只有在不支持 Promise 和 MutationObserver API的浏览器中，才会是宏任务，例如 IE9 、IE10

3. 为什么要封装 nextTick？而不是使用某个具体的 API？

优雅降级。尽量使用微任务，尽可能缩短渲染周期

保证统一性。nextTick 可以暴露给用户，保证用户在修改数据之后立即使用这个方法，可以获取更新后的 DOM

this.name = 'libc'

this.$nextTick(()=>{
  console.log(document.querySelector('.user').innerHTML)
});

参考文档

这一次，彻底弄懂 JavaScript 执行机制

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