前言
非同步更新是 Vue 核心實現之一，在整體流程中充當著 watcher 更新的排程者這一角色。大部分 watcher 更新都會經過它的處理，在適當時機讓更新有序的執行。而 nextTick 作為非同步更新的核心，也是需要學習的重點。
本文你能學習到：
- 非同步更新的作用
- nextTick原理
- 非同步更新流程
JS執行機制
在理解非同步更新前，需要對JS執行機制有些瞭解，如果你已經知道這些知識，可以選擇跳過這部分內容。
JS 執行是單執行緒的，它是基於事件迴圈的。事件迴圈大致分為以下幾個步驟：
- 所有同步任務都在主執行緒上執行，形成一個執行棧（execution context stack）。
- 主執行緒之外，還存在一個"任務佇列"（task queue）。只要非同步任務有了執行結果，就在"任務佇列"之中放置一個事件。
- 一旦"執行棧"中的所有同步任務執行完畢，系統就會讀取"任務佇列"，看看裡面有哪些事件。那些對應的非同步任務，於是結束等待狀態，進入執行棧，開始執行。
- 主執行緒不斷重複上面的第三步。
“任務佇列”中的任務(task)被分為兩類，分別是巨集任務(macro task)和微任務(micro task)
巨集任務：在一次新的事件迴圈的過程中，遇到巨集任務時，巨集任務將被加入任務佇列，但需要等到下一次事件迴圈才會執行。常見的巨集任務有 setTimeout、setImmediate、requestAnimationFrame
微任務：當前事件迴圈的任務佇列為空時，微任務佇列中的任務就會被依次執行。在執行過程中，如果遇到微任務，微任務被加入到當前事件迴圈的微任務佇列中。簡單來說，只要有微任務就會繼續執行，而不是放到下一個事件迴圈才執行。常見的微任務有 MutationObserver、Promise.then
總的來說，在事件迴圈中，微任務會先於巨集任務執行。而在微任務執行完後會進入瀏覽器更新渲染階段，所以在更新渲染前使用微任務會比巨集任務快一些。
關於事件迴圈和瀏覽器渲染可以看下 晨曦時夢見兮 大佬的文章 《深入解析你不知道的 EventLoop 和瀏覽器渲染、幀動畫、空閒回撥（動圖演示）》
為什麼需要非同步更新
既然非同步更新是核心之一，首先要知道它的作用是什麼，解決了什麼問題。
先來看一個很常見的場景：
created(){
this.id = 10
this.list = []
this.info = {}
}
總所周知，Vue 基於資料驅動檢視，資料更改會觸發 setter 函式，通知 watcher 進行更新。如果像上面的情況，是不是代表需要更新3次，而且在實際開發中的更新可不止那麼少。更新過程是需要經過繁雜的操作，例如模板編譯、dom diff，頻繁進行更新的效能當然很差。
Vue 作為一個優秀的框架，當然不會那麼“直男”，來多少就照單全收。Vue 內部實際是將 watcher 加入到一個 queue 陣列中，最後再觸發 queue 中所有 watcher 的 run 方法來更新。並且加入 queue 的過程中還會對 watcher 進行去重操作，因為在一個 vue 例項中 data 內定義的資料都是儲存同一個 “渲染watcher”，所以以上場景中資料即使更新了3次，最終也只會執行一次更新頁面的邏輯。
為了達到這種效果，Vue 使用非同步更新，等待所有資料同步修改完成後，再去執行更新邏輯。
nextTick 原理
非同步更新內部是最重要的就是 nextTick 方法，它負責將非同步任務加入佇列和執行非同步任務。Vue 也將它暴露出來提供給使用者使用。在資料修改完成後，立即獲取相關DOM還沒那麼快更新，使用 nextTick 便可以解決這一問題。
認識 nextTick
官方文件對它的描述：
在下次 DOM 更新迴圈結束之後執行延遲迴調。在修改資料之後立即使用這個方法，獲取更新後的 DOM。
// 修改資料
vm.msg = 'Hello'
// DOM 還沒有更新
Vue.nextTick(function () {
// DOM 更新了
})
// 作為一個 Promise 使用 (2.1.0 起新增，詳見接下來的提示)
Vue.nextTick()
.then(function () {
// DOM 更新了
})
nextTick 使用方法有回撥和Promise兩種，以上是通過建構函式呼叫的形式，更常見的是在例項呼叫 this.$nextTick。它們都是同一個方法。
內部實現
在 Vue 原始碼 2.5+ 後，nextTick 的實現單獨有一個 JS 檔案來維護它，它的原始碼並不複雜，程式碼實現不過100行，稍微花點時間就能啃下來。原始碼位置在 src/core/util/next-tick.js，接下來我們來看一下它的實現，先從入口函式開始：
export function nextTick (cb?: Function, ctx?: Object) {
let _resolve
// 1
callbacks.push(() => {
if (cb) {
try {
cb.call(ctx)
} catch (e) {
handleError(e, ctx, 'nextTick')
}
} else if (_resolve) {
_resolve(ctx)
}
})
// 2
if (!pending) {
pending = true
timerFunc()
}
// $flow-disable-line
// 3
if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
return new Promise(resolve => {
_resolve = resolve
})
}
}
cb即傳入的回撥，它被push進一個callbacks陣列，等待呼叫。pending的作用就是一個鎖，防止後續的nextTick重複執行timerFunc。timerFunc內部建立會一個微任務或巨集任務，等待所有的nextTick同步執行完成後，再去執行callbacks內的回撥。- 如果沒有傳入回撥，使用者可能使用的是
Promise形式，返回一個Promise，_resolve被呼叫時進入到then。
繼續往下走看看 timerFunc 的實現：
// Here we have async deferring wrappers using microtasks.
// In 2.5 we used (macro) tasks (in combination with microtasks).
// However, it has subtle problems when state is changed right before repaint
// (e.g. #6813, out-in transitions).
// Also, using (macro) tasks in event handler would cause some weird behaviors
// that cannot be circumvented (e.g. #7109, #7153, #7546, #7834, #8109).
// So we now use microtasks everywhere, again.
// A major drawback of this tradeoff is that there are some scenarios
// where microtasks have too high a priority and fire in between supposedly
// sequential events (e.g. #4521, #6690, which have workarounds)
// or even between bubbling of the same event (#6566).
let timerFunc
// The nextTick behavior leverages the microtask queue, which can be accessed
// via either native Promise.then or MutationObserver.
// MutationObserver has wider support, however it is seriously bugged in
// UIWebView in iOS >= 9.3.3 when triggered in touch event handlers. It
// completely stops working after triggering a few times... so, if native
// Promise is available, we will use it:
/* istanbul ignore next, $flow-disable-line */
if (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {
const p = Promise.resolve()
timerFunc = () => {
p.then(flushCallbacks)
// In problematic UIWebViews, Promise.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
} else if (!isIE && typeof MutationObserver !== 'undefined' && (
isNative(MutationObserver) ||
// PhantomJS and iOS 7.x
MutationObserver.toString() === '[object MutationObserverConstructor]'
)) {
// Use MutationObserver where native Promise is not available,
// e.g. PhantomJS, iOS7, Android 4.4
// (#6466 MutationObserver is unreliable in IE11)
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)) {
// Fallback to setImmediate.
// Technically it leverages the (macro) task queue,
// but it is still a better choice than setTimeout.
timerFunc = () => {
setImmediate(flushCallbacks)
}
} else {
// Fallback to setTimeout.
timerFunc = () => {
setTimeout(flushCallbacks, 0)
}
}
上面的程式碼並不複雜，主要通過一些相容判斷來建立合適的 timerFunc，最優先肯定是微任務，其次再到巨集任務。優先順序為 promise.then > MutationObserver > setImmediate > setTimeout。（原始碼中的英文說明也很重要，它們能幫助我們理解設計的意義）
我們會發現無論哪種情況建立的 timerFunc，最終都會執行一個 flushCallbacks 的函式。
const callbacks = []
let pending = false
function flushCallbacks () {
pending = false
const copies = callbacks.slice(0)
callbacks.length = 0
for (let i = 0; i < copies.length; i++) {
copies[i]()
}
}
flushCallbacks 裡做的事情 so easy，它負責執行 callbacks 裡的回撥。
好了，nextTick 的原始碼就那麼多，現在已經知道它的實現，下面再結合非同步更新流程，讓我們對它更充分的理解吧。
非同步更新流程
資料被改變時，觸發 watcher.update
// 原始碼位置：src/core/observer/watcher.js
update () {
/* istanbul ignore else */
if (this.lazy) {
this.dirty = true
} else if (this.sync) {
this.run()
} else {
queueWatcher(this) // this 為當前的例項 watcher
}
}
呼叫 queueWatcher，將 watcher 加入佇列
// 原始碼位置：src/core/observer/scheduler.js
const queue = []
let has = {}
let waiting = false
let flushing = false
let index = 0
export function queueWatcher (watcher: Watcher) {
const id = watcher.id
// 1
if (has[id] == null) {
has[id] = true
// 2
if (!flushing) {
queue.push(watcher)
} else {
// if already flushing, splice the watcher based on its id
// if already past its id, it will be run next immediately.
let i = queue.length - 1
while (i > index && queue[i].id > watcher.id) {
i--
}
queue.splice(i + 1, 0, watcher)
}
// queue the flush
// 3
if (!waiting) {
waiting = true
nextTick(flushSchedulerQueue)
}
}
}
- 每個
watcher都有自己的id，當has沒有記錄到對應的watcher，即第一次進入邏輯，否則是重複的watcher, 則不會進入。這一步就是實現watcher去重的點。 - 將
watcher加入到佇列中，等待執行 waiting的作用是防止nextTick重複執行
flushSchedulerQueue 作為回撥傳入 nextTick 非同步執行。
function flushSchedulerQueue () {
currentFlushTimestamp = getNow()
flushing = true
let watcher, id
// Sort queue before flush.
// This ensures that:
// 1. Components are updated from parent to child. (because parent is always
// created before the child)
// 2. A component's user watchers are run before its render watcher (because
// user watchers are created before the render watcher)
// 3. If a component is destroyed during a parent component's watcher run,
// its watchers can be skipped.
queue.sort((a, b) => a.id - b.id)
// do not cache length because more watchers might be pushed
// as we run existing watchers
for (index = 0; index < queue.length; index++) {
watcher = queue[index]
if (watcher.before) {
watcher.before()
}
id = watcher.id
has[id] = null
watcher.run()
}
// keep copies of post queues before resetting state
const activatedQueue = activatedChildren.slice()
const updatedQueue = queue.slice()
resetSchedulerState()
// call component updated and activated hooks
callActivatedHooks(activatedQueue)
callUpdatedHooks(updatedQueue)
}
flushSchedulerQueue 內將剛剛加入 queue 的 watcher 逐個 run 更新。resetSchedulerState 重置狀態，等待下一輪的非同步更新。
function resetSchedulerState () {
index = queue.length = activatedChildren.length = 0
has = {}
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
circular = {}
}
waiting = flushing = false
}
要注意此時 flushSchedulerQueue 還未執行，它只是作為回撥傳入而已。因為使用者可能也會呼叫 nextTick 方法。這種情況下，callbacks 裡的內容為 ["flushSchedulerQueue", "使用者的nextTick回撥"]，當所有同步任務執行完成，才開始執行 callbacks 裡面的回撥。
由此可見，最先執行的是頁面更新的邏輯，其次再到使用者的 nextTick 回撥執行。這也是為什麼我們能在 nextTick 中獲取到更新後DOM的原因。
總結
非同步更新機制使用微任務或巨集任務，基於事件迴圈執行，在 Vue 中對效能起著至關重要的作用，它對重複冗餘的 watcher 進行過濾。而 nextTick 根據不同的環境，使用優先順序最高的非同步任務。這樣做的好處是等待所有的狀態同步更新完畢後，再一次性渲染頁面。使用者建立的 nextTick 執行頁面更新之後，因此能夠獲取更新後的DOM。
往期 Vue 原始碼相關文章：