见微知著-1000字带你掌握nextTick背后的原理

见贤思齐

一、引言在开发过程中，我们经常遇到这样的问题：我明明已经更新了数据，为什么当我获取某个节点的数据时，却还是更新前的数据？在视图更新之后，怎么基于新的视图进行操作？举一个简单的场景：             {{ msg }}        updateMsg    运行上面代码，可以看到，修改数据后并不会立即更新dom，dom的更新是异步的，无法通过同步代码获取。虽然此时this.msg已经变了但是dom节点的值没有更新，也就是说，变的只是数据，而视图节点的值未更新。所以当这时去获取节点的this.$refs.message.innerText时，拿到的还是原来的数据。那问题来了，我啥时候才能拿到更新的数据呢？？？？？？？？？答：如果我们需要获取数据更新后的dom信息，比如动态获取dom的宽高、位置等，就需要使用nextTick。handleClick () {    this.msg = 'hello world';    this.$nextTick(() => {        console.log(this.$refs.message.innerText) // hello world    })}如vue官网的描述：Vue在更新DOM时是异步执行的。只要侦听到数据变化，Vue将开启一个队列，并缓冲在同一事件循环中发生的所有数据变更。如果同一个watcher被多次触发，只会被推入到队列中一次。这种在缓冲时去除重复数据对于避免不必要的计算和DOM操作是非常重要的。然后，在下一个的事件循环“tick”中，Vue刷新队列并执行实际(已去重的)工作。Vue在内部对异步队列尝试使用原生的Promise.then、MutationObserver和setImmediate，如果执行环境不支持，则会采用setTimeout(fn,0)代替。以上出现了事件循环的概念，其涉及到JS的运行机制，包括主线程的执行栈、异步队列、异步API、事件循环的协作，我们接下来先简单了解一下JS的运行机制。二、JS运行机制JS执行是单线程的，它是基于事件循环的。事件循环大致分为以下几个步骤：所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（executioncontextstack）。主线程之外，还存在一个"任务队列"（taskqueue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。一旦"执行栈"中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行。主线程不断重复上面的第三步。主线程的执行过程就是一个tick，而所有的异步结果都是通过“任务队列”来调度。消息队列中存放的是一个个的任务（task）。规范中规定task分为两大类，分别是macrotask和microtask，并且每个macrotask结束后，都要清空所有的microtask。执行顺序如下：for (macroTask of macroTaskQueue) {    // 1. Handle current MACRO-TASK    handleMacroTask();          // 2. Handle all MICRO-TASK    for (microTask of microTaskQueue) {        handleMicroTask(microTask);    }}接下来，我们来了解一下macrotask和microtask的重要概念。2.1macrotask宏任务，称为taskmacrotask作用是为了让浏览器能够从内部获取javascript/dom的内容并确保执行栈能够顺序进行。macrotask调度是随处可见的，例如解析HTML，获得鼠标点击的事件回调等等。2.2microtask微任务，也称jobmicrotask通常用于在当前正在执行的脚本之后直接发生的事情，比如对一系列的行为做出反应，或者做出一些异步的任务，而不需要新建一个全新的task。只要执行栈没有其他javascript在执行，在每个task结束时，microtask队列就会在回调后处理。在microtask期间排队的任何其他microtask将被添加到这个队列的末尾并进行处理。在浏览器环境中，常见的macrotask有setTimeout、MessageChannel、postMessage、setImmediate；常见的microtask有MutationObsever和Promise.then。根据HTMLStandard，在每个task运行完以后，UI都会重渲染，那么在microtask中就完成数据更新，当前task结束就可以得到最新的UI了。反之如果新建一个task来做数据更新，那么渲染就会进行两次。microtask的这一特性是做队列控制的最佳选择，vue进行DOM更新内部也是调用nextTick来做异步队列控制。而当我们自己调用nextTick的时候，它就在更新DOM的那个microtask后追加了我们自己的回调函数，从而确保我们的代码在DOM更新后执行。比如一段时间内，你无意中修改了最初代码片段中的msg多次，其实只要最后一次修改后的值更新到DOM就可以了，假如是同步更新的，每次msg值发生变化，那么都要触发setter->Dep->Watcher->update->patch，这个过程非常消耗性能。接下来我们就从源码分析vue中nextTick的实现。三、nextTick源码解析及原理/* @flow *//* globals MutationObserver */import { noop } from 'shared/util'import { handleError } from './error'import { isIE, isIOS, isNative } from './env'export let isUsingMicroTask = falseconst callbacks = []let pending = false/** * 对所有callback进行遍历，然后指向响应的回调函数 * 使用callbacks保证了可以在同一个tick内执行多次nextTick，不会开启多个异步任务，而把这些异步任务都压成一个同步任务，在下一个tick执行完毕。*/function flushCallbacks () {  pending = false  const copies = callbacks.slice(0)  callbacks.length = 0  for (let i = 0; i = 9.3.3 when triggered in touch event handlers. It// completely stops working after triggering a few times... so, if native// romise is available, we will use it:/* istanbul ignore next, $flow-disable-line *//*** timerFunc 实现的就是根据当前环境判断使用哪种方式实现* 就是按照Promise.then和MutationObserver以及setImmediate的优先级来判断，支持哪个就用哪个，如果执行环境不支持，会采用setTimeout(fn,0)代替；*/// 判断是否支持原生 romiseif (typeof romise !== 'undefined' & isNative(Promise)) {  const p = romise.resolve()  timerFunc = () => {    p.then(flushCallbacks)    // In problematic UIWebViews, romise.then doesn't completely break, but    // it can get stuck in a weird state where callbacks are pushed into the    // microtask queue but the queue isn't being flushed, until the browser    // needs to do some other work, e.g. handle a timer. Therefore we can    // "force" the microtask queue to be flushed by adding an empty timer.    if (isIOS) setTimeout(noop)  }  isUsingMicroTask = true  // 不支持 romise的话，再判断是否原生支持 MutationObserver} else if (!isIE & typeof MutationObserver !== 'undefined' & (  isNative(MutationObserver) ||  // hantomJS and iOS 7.x  MutationObserver.toString() === '[object MutationObserverConstructor]')) {  // Use MutationObserver where native romise is not available,  // e.g. hantomJS, iOS7, Android 4.4  // (#6466 MutationObserver is unreliable in IE11)  // 新建一个 textNode的DOM对象，使用 MutationObserver 绑定该DOM并传入回调函数，在DOM发生变化的时候会触发回调，该回调会进入主线程（比任务队列优先执行）  let counter = 1  const observer = new MutationObserver(flushCallbacks)  const textNode = document.createTextNode(String(counter))  observer.observe(textNode, {    characterData: true  })  timerFunc = () => {    counter = (counter + 1) % 2    // 此时便会触发回调    textNode.data = String(counter)  }  isUsingMicroTask = true  // 不支持的 MutationObserver 的话，再去判断是否原生支持 setImmediate} else if (typeof setImmediate !== 'undefined' & isNative(setImmediate)) {  // Fallback to setImmediate.  // Technically it leverages the (macro) task queue,  // but it is still a better choice than setTimeout.  timerFunc = () => {    setImmediate(flushCallbacks)  }} else {  // romise，MutationObserver, setImmediate 都不支持的话，最后使用 setTimeout(fun, 0)  // Fallback to setTimeout.  timerFunc = () => {    setTimeout(flushCallbacks, 0)  }}// 该函数的作用就是延迟 cb 到当前调用栈执行完成之后执行export function nextTick (cb?: Function, ctx?: Object) {  // 传入的回调函数会在callbacks中存起来  let _resolve  callbacks.push(() => {    if (cb) {      try {        cb.call(ctx)      } catch (e) {        handleError(e, ctx, 'nextTick')      }    } else if (_resolve) {      _resolve(ctx)    }  })  // pending是一个状态标记，保证timerFunc在下一个tick之前只执行一次  if (!pending) {    pending = true    /**    * timerFunc 实现的就是根据当前环境判断使用哪种方式实现    * 就是按照Promise.then和MutationObserver以及setImmediate的优先级来判断，支持哪个就用哪个，如果执行环境不支持，会采用setTimeout(fn,0)代替；    */    timerFunc()  }  // 当nextTick不传参数的时候，提供一个Promise化的调用  // $flow-disable-line  if (!cb & typeof Promise !== 'undefined') {    return new Promise(resolve => {      _resolve = resolve    })  }}先来看nextTick函数。传入的回调函数会在callbacks中存起来，根据一个状态标记pending来判断当前是否要执行timerFunc()。timerFunc()是根据当前环境判断使用哪种方式实现，按照Promise.then和MutationObserver以及setImmediate的优先级来判断，支持哪个就用哪个，如果执行环境不支持，就会降级为setTimeout0，尽管它有执行延迟，可能造成多次渲染，算是没有办法的办法了。timerFunc()函数中会执行flushCallbacks函数。flushCallbacks的逻辑非常简单，对callbacks遍历，然后执行相应的回调函数。Tips：这里使用callbacks而不是直接在nextTick中执行回调函数的原因是保证在同一个tick内多次执行nextTick，不会开启多个异步任务，而把这些异步任务都压成一个同步任务，在下一个tick执行完毕。当nextTick不传cb参数时，会提供一个Promise化的调用，比如：nextTick().then(() => {})这是因为nextTick中有这样一段逻辑：if (!cb & typeof Promise !== 'undefined') {    return new Promise(resolve => {        _resolve = resolve    })}当_resolve函数执行，就会跳到then的逻辑中。四、总结以上就是vue的nextTick方法的实现原理了，总结一下就是：vue用异步队列的方式来控制DOM更新和nextTick回调先后执行microtask因为其高优先级特性，能确保队列中的微任务在一次事件循环前被执行完毕因为兼容性问题，vue不得不做了microtask向macrotask的降级方案通俗来讲，原理就是使用宏任务或微任务来完成事件调用的机制，让自己的回调事件在一个eventloop的最后执行。宏任务或微任务根据浏览器情况采取不同的api，在通俗一点，可以把nextTick想象成为setTimeout你就是要把这个事件放到本次事件的循环末尾调用Vue是异步更新DOM的，在平常的开发过程中，我们可能会需要基于更新后的DOM状态来做点什么，比如后端接口数据发生了变化，某些方法是依赖于更新后的DOM变化，这时我们就可以使用Vue.nextTick(callback)方法。五、参考文献Vue.js技术揭秘全面解析Vue.nextTick实现原理事件循环：微任务与宏任务RUNOOB图标