Vue的異步更新實現(xiàn)原理

作者：Liqiuyue

鏈接：https://juejin.cn/post/6908264284032073736

最近面試總是會被問到這么一個問題：在使用vue的時候，將for循環(huán)中聲明的變量i從1增加到100，然后將i展示到頁面上，頁面上的i是從1跳到100，還是會怎樣？答案當(dāng)然是只會顯示100，并不會有跳轉(zhuǎn)的過程。

怎么可以讓頁面上有從1到100顯示的過程呢，就是用setTimeout或者Promise.then等方法去模擬。

講道理，如果不在vue里，單獨運行這段程序的話，輸出一定是從1到100，但是為什么在vue中就不一樣了呢？

for(let?i=1;?i<=100;?i++){
?console.log(i);
}

這就涉及到Vue底層的異步更新原理，也要說一說nextTick的實現(xiàn)。不過在說nextTick之前，有必要先介紹一下JS的事件運行機制。

JS運行機制

眾所周知，JS是基于事件循環(huán)的單線程的語言。執(zhí)行的步驟大致是：

1. 當(dāng)代碼執(zhí)行時，所有同步的任務(wù)都在主線程上執(zhí)行，形成一個執(zhí)行棧；
2. 在主線程之外還有一個任務(wù)隊列(task queue)，只要異步任務(wù)有了運行結(jié)果就在任務(wù)隊列中放置一個事件；
3. 一旦執(zhí)行棧中所有同步任務(wù)執(zhí)行完畢（主線程代碼執(zhí)行完畢），此時主線程不會空閑而是去讀取任務(wù)隊列。此時，異步的任務(wù)就結(jié)束等待的狀態(tài)被執(zhí)行。
4. 主線程不斷重復(fù)以上的步驟。

我們把主線程執(zhí)行一次的過程叫一個tick，所以nextTick就是下一個tick的意思，也就是說用nextTick的場景就是我們想在下一個tick做一些事的時候。

所有的異步任務(wù)結(jié)果都是通過任務(wù)隊列來調(diào)度的。而任務(wù)分為兩類：宏任務(wù)(macro task)和微任務(wù)(micro task)。它們之間的執(zhí)行規(guī)則就是每個宏任務(wù)結(jié)束后都要將所有微任務(wù)清空。常見的宏任務(wù)有setTimeout/MessageChannel/postMessage/setImmediate，微任務(wù)有MutationObsever/Promise.then。

想要透徹學(xué)習(xí)事件循環(huán)，推薦Jake在JavaScript全球開發(fā)者大會的演講，保證講懂！

nextTick原理

派發(fā)更新

大家都知道vue的響應(yīng)式的靠依賴收集和派發(fā)更新來實現(xiàn)的。在修改數(shù)組之后的派發(fā)更新過程，會觸發(fā)setter的邏輯，執(zhí)行dep.notify()：

//?src/core/observer/watcher.js
class?Dep?{
?notify()?{
?????//subs是Watcher的實例數(shù)組
?????const?subs?=?this.subs.slice()
????????for(let?i=0,?l=subs.length;?i?????????subs[i].update()
????????}
????}
}

遍歷subs里每一個Watcher實例，然后調(diào)用實例的update方法，下面我們來看看update是怎么去更新的：

class?Watcher?{
?update()?{
?????...
?????//各種情況判斷之后
????????else{
?????????queueWatcher(this)
????????}
????}
}

update執(zhí)行后又走到了queueWatcher，那就繼續(xù)去看看queueWatcher干啥了(希望不要繼續(xù)套娃了:

//queueWatcher?定義在?src/core/observer/scheduler.js
const?queue:?Array?=?[]
let?has:?{?[key:?number]:??true?}?=?{}
let?waiting?=?false
let?flushing?=?false
let?index?=?0

export?function?queueWatcher(watcher:?Watcher)?{
?const?id?=?watcher.id
????//根據(jù)id是否重復(fù)做優(yōu)化
????if(has[id]?==?null){
?????has[id]?=?true
????????if(!flushing){
?????????queue.push(watcher)
????????}else{
?????????let?i=queue.length?-?1
????????????while(i?>?index?&&?queue[i].id?>?watcher.id){
?????????????i--
????????????}
????????????queue.splice(i?+?1,?0,?watcher)
????????}
???????
?????if(!waiting){
??????waiting?=?true
?????????//flushSchedulerQueue函數(shù):?Flush?both?queues?and?run?the?watchers
?????????nextTick(flushSchedulerQueue)
?????}
????}
}

這里queue在pushwatcher時是根據(jù)id和flushing做了一些優(yōu)化的，并不會每次數(shù)據(jù)改變都觸發(fā)watcher的回調(diào)，而是把這些watcher先添加到?個隊列?，然后在nextTick后執(zhí)?flushSchedulerQueue。

flushSchedulerQueue函數(shù)是保存更新事件的queue的一些加工，讓更新可以滿足Vue更新的生命周期。

這里也解釋了為什么for循環(huán)不能導(dǎo)致頁面更新，因為for是主線程的代碼，在一開始執(zhí)行數(shù)據(jù)改變就會將它push到queue里，等到for里的代碼執(zhí)行完畢后i的值已經(jīng)變化為100時，這時vue才走到nextTick(flushSchedulerQueue)這一步。

nextTick源碼

接著打開vue2.x的源碼，目錄core/util/next-tick.js，代碼量很小，加上注釋才110行，是比較好理解的。

const?callbacks?=?[]
let?pending?=?false

export?function?nextTick?(cb?:?Function,?ctx?:?Object)?{
??let?_resolve
??callbacks.push(()?=>?{
????if?(cb)?{
??????try?{
????????cb.call(ctx)
??????}?catch?(e)?{
????????handleError(e,?ctx,?'nextTick')
??????}
????}?else?if?(_resolve)?{
??????_resolve(ctx)
????}
??})
??if?(!pending)?{
????pending?=?true
????timerFunc()
??}

首先將傳入的回調(diào)函數(shù)cb（上節(jié)的flushSchedulerQueue）壓入callbacks數(shù)組，最后通過timerFunc函數(shù)一次性解決。

let?timerFunc

if?(typeof?Promise?!==?'undefined'?&&?isNative(Promise))?{
??const?p?=?Promise.resolve()
??timerFunc?=?()?=>?{
????p.then(flushCallbacks)
????if?(isIOS)?setTimeout(noop)
????}
??isUsingMicroTask?=?true
}?else?if?(!isIE?&&?typeof?MutationObserver?!==?'undefined'?&&?(
??isNative(MutationObserver)?||
??//?PhantomJS?and?iOS?7.x
??MutationObserver.toString()?===?'[object?MutationObserverConstructor]'
))?{
??let?counter?=?1
??const?observer?=?new?MutationObserver(flushCallbacks)
??const?textNode?=?document.createTextNode(String(counter))
??observer.observe(textNode,?{
????characterData:?true
??})
??timerFunc?=?()?=>?{
????counter?=?(counter?+?1)?%?2
????textNode.data?=?String(counter)
??}
??isUsingMicroTask?=?true
}?else?if?(typeof?setImmediate?!==?'undefined'?&&?isNative(setImmediate))?{
??timerFunc?=?()?=>?{
????setImmediate(flushCallbacks)
??}
}?else?{
??timerFunc?=?()?=>?{
????setTimeout(flushCallbacks,?0)
??}
}

timerFunc下面一大片if else是在判斷不同的設(shè)備和不同情況下選用哪種特性去實現(xiàn)異步任務(wù)：優(yōu)先檢測是否原生?持Promise，不?持的話再去檢測是否?持MutationObserver，如果都不行就只能嘗試宏任務(wù)實現(xiàn)，首先是setImmediate，這是?個?版本 IE 和 Edge 才?持的特性，如果都不?持的話最后就會降級為 setTimeout 0。

這?使?callbacks?不是直接在nextTick中執(zhí)?回調(diào)函數(shù)的原因是保證在同?個 tick 內(nèi)多次執(zhí)?nextTick，不會開啟多個異步任務(wù)，?把這些異步任務(wù)都壓成?個同步任務(wù)，在下?個 tick 執(zhí)?完畢。

nextTick使用

nextTick不僅是vue的源碼文件，更是vue的一個全局API。下面來看看怎么使用吧。

當(dāng)設(shè)置 vm.someData = 'new value'，該組件不會立即重新渲染。當(dāng)刷新隊列時，組件會在下一個事件循環(huán)tick中更新。多數(shù)情況我們不需要關(guān)心這個過程，但是如果你想基于更新后的 DOM 狀態(tài)來做點什么，這就可能會有些棘手。雖然 Vue.js 通常鼓勵開發(fā)人員使用數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式思考，避免直接接觸 DOM，但是有時我們必須要這么做。為了在數(shù)據(jù)變化之后等待 Vue 完成更新 DOM，可以在數(shù)據(jù)變化之后立即使用Vue.nextTick(callback)。這樣回調(diào)函數(shù)將在 DOM 更新完成后被調(diào)用。

官網(wǎng)用例：

<div?id="example">{{message}}div>

var?vm?=?new?Vue({
??el:?'#example',
??data:?{
????message:?'123'
??}
})
vm.message?=?'new?message'?//?更改數(shù)據(jù)

vm.$el.textContent?===?'new?message'?//?false
Vue.nextTick(function?()?{
??vm.$el.textContent?===?'new?message'?//?true
})

并且因為$nextTick() 返回一個 Promise 對象，所以也可以使用async/await 語法去處理事件，非常方便。