Vue2和Vue3的nextTick实现原理

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2023-05-17
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目录
  • 一次弄懂 Vue2 和 Vue3 的 nextTick 实现原理
  • Vue2 中的 nextTick
  • 异步任务队列
  • 宏任务和微任务
  • 总结
  • Vue3 中的 nextTick
  • Promise 在浏览器中的问题
  • Vue3 中解决 Promise 缺陷的方法
  • 总结
  • 结论

一次弄懂 Vue2 和 Vue3 的 nextTick 实现原理

今天是 Wed Apr 26 2023 14:29:19 GMT+0800 (China Standard Time)，我们来聊一下 Vue 的异步更新机制中的 nextTick。Vue 中的数据绑定和模板渲染都是异步的，那么如何在更新完成后执行回调函数呢？这就需要用到 Vue 的 nextTick 方法了。

Vue2 中的 nextTick

在 Vue2 中，nextTick 的实现基于浏览器的异步任务队列和微任务队列。

异步任务队列

在浏览器中，每个宏任务结束后会检查微任务队列，如果有任务则依次执行。当所有微任务执行完成后，才会执行下一个宏任务。因此可以通过将任务作为微任务添加到微任务队列中，来确保任务在所有宏任务执行完毕后立即执行。

而使用 setTimeout 可以将任务添加到异步任务队列中，在下一轮事件循环中执行。

在 Vue2 中，如果没有指定执行环境，则会优先使用 Promise.then / MutationObserver，否则使用 setTimeout。

javascript复制代码
// src/core/util/next-tick.js
 
/* istanbul ignore next */
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]()
  }
}
 
let microTimerFunc
let macroTimerFunc
let useMacroTask = false
 
if (typeof setImmediate !== 'undefined' && isNative(setImmediate)) {
  // 使用 setImmediate
  macroTimerFunc = () => {
    setImmediate(flushCallbacks)
  }
} else if (
  typeof MessageChannel !== 'undefined' &&
  (isNative(MessageChannel) ||
    // PhantomJS
    MessageChannel.toString() === '[object MessageChannelConstructor]')
) {
  const channel = new MessageChannel()
  const port = channel.port2
  channel.port1.onmessage = flushCallbacks
  macroTimerFunc = () => {
    port.postMessage(1)
  }
} else {
  // 使用 setTimeout
  macroTimerFunc = () => {
    setTimeout(flushCallbacks, 0)
  }
}
 
if (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {
  // 使用 Promise.then
  const p = Promise.resolve()
  microTimerFunc = () => {
    p.then(flushCallbacks)
  }
} else {
  // 使用 MutationObserver
  const observer = new MutationObserver(flushCallbacks)
  const textNode = document.createTextNode(String(1))
  observer.observe(textNode, {
    characterData: true
  })
  microTimerFunc = () => {
    textNode.data = String(1)
  }
}
 
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
    if (useMacroTask) {
      macroTimerFunc()
    } else {
      microTimerFunc()
    }
  }
  if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      _resolve = resolve
    })
  }
}

宏任务和微任务

在 Vue2 中，可以通过设置 useMacroTask 来使 nextTick 方法使用宏任务或者微任务。

Vue2 中默认使用微任务，在没有原生 Promise 和 MutationObserver 的情况下，才会改用 setTimeout。

javascript复制代码
let microTimerFunc
let macroTimerFunc
let useMacroTask = false // 默认使用微任务
 
if (typeof setImmediate !== 'undefined' && isNative(setImmediate)) {
  // 使用 setImmediate
  macroTimerFunc = () => {
    setImmediate(flushCallbacks)
  }
} else if (
  typeof MessageChannel !== 'undefined' &&
  (isNative(MessageChannel) ||
    // PhantomJS
    MessageChannel.toString() === '[object MessageChannelConstructor]')
) {
  const channel = new MessageChannel()
  const port = channel.port2
  channel.port1.onmessage = flushCallbacks
  macroTimerFunc = () => {
    port.postMessage(1)
  }
} else {
  // 使用 setTimeout
  macroTimerFunc = () => {
    setTimeout(flushCallbacks, 0)
  }
}
 
if (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {
  // 使用 Promise.then
  const p = Promise.resolve()
  microTimerFunc = () => {
    p.then(flushCallbacks)
  }
} else {
  // 使用 MutationObserver
  const observer = new MutationObserver(flushCallbacks)
  const textNode = document.createTextNode(String(1))
  observer.observe(textNode, {
    characterData: true
  })
  microTimerFunc = () => {
    textNode.data = String(1)
  }
}
 
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
    if (useMacroTask) {
      macroTimerFunc()
    } else {
      microTimerFunc()
    }
  }
  if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      _resolve = resolve
    })
  }
}

总结

在 Vue2 中，nextTick 的实现原理基于浏览器的异步任务队列和微任务队列。Vue2 默认使用微任务，在没有原生 Promise 和 MutationObserver 的情况下才会改用 setTimeout。

Vue3 中的 nextTick

在 Vue3 中，nextTick 的实现有了较大变化，主要是为了解决浏览器对 Promise 的缺陷和问题。

Promise 在浏览器中的问题

在浏览器中，Promise 有一个缺陷：如果 Promise 在当前事件循环中被解决，那么在 then 回调函数之前添加的任务将不能在同一个任务中执行。

例如：

javascript复制代码
Promise.resolve().then(() => {
  console.log('Promise 1')
}).then(() => {
  console.log('Promise 2')
})
 
console.log('Hello')

输出结果为：

复制代码
Hello
Promise 1
Promise 2

这是因为 Promise 虽然是微任务，但是需要等到当前宏任务结束才能执行。

Vue3 中解决 Promise 缺陷的方法

在 Vue3 中，通过使用 MutationObserver 和 Promise.resolve().then() 来解决 Promise 在浏览器中的缺陷。具体实现如下：

javascript复制代码
const queue: Array<Function> = []
let has: { [key: number]: boolean } = {}
let flushing = false
let index = 0
 
function resetSchedulerState() {
  queue.length = 0
  has = {}
  flushing = false
}
 
function flushSchedulerQueue() {
  flushing = true
  let job
  while ((job = queue.shift())) {
    if (!has[job.id]) {
      has[job.id] = true
      job()
    }
  }
  resetSchedulerState()
}
 
let macroTimerFunc
let microTimerFunc
 
if (typeof setImmediate !== 'undefined' && isNative(setImmediate)) {
  macroTimerFunc = () => {
    setImmediate(flushSchedulerQueue)
  }
} else {
  macroTimerFunc = () => {
    setTimeout(flushSchedulerQueue, 0)
  }
}
 
if (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {
  const p = Promise.resolve()
  microTimerFunc = () => {
    p.then(flushSchedulerQueue)
    if (isIOS) setTimeout(noop)
  }
} else {
  microTimerFunc = macroTimerFunc
}
 
export function nextTick(fn?: Function): Promise<void> {
  const id = index++
  const job = fn.bind(null)
  queue.push(job)
 
  if (!flushing) {
    if (useMacroTask) {
      macroTimerFunc()
    } else {
      microTimerFunc()
    }
  }
 
  if (!fn && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      resolvedPromise.then(() => {
        if (has[id] || !queue.includes(job)) {
          return
        }
        queue.splice(queue.indexOf(job), 1)
        resolve()
      })
    })
  }
}

在 Vue3 中，nextTick 的实现原理基于MutationObserver 和 Promise.resolve().then()，通过 MutationObserver 监测 DOM 变化，在下一个微任务中执行回调函数。

而如果当前浏览器不支持原生 Promise，则使用 setTimeout 来模拟 Promise 的行为，并在回调函数执行前添加一个空的定时器来强制推迟执行（解决 iOS 中 setTimeout 在非激活标签页中的问题）。

如果需要等待所有回调函数执行完成，则可以通过返回一个 Promise 对象来实现。

javascript复制代码
export function nextTick(fn?: Function): Promise<void> {
  const id = index++
  const job = fn.bind(null)
  queue.push(job)
 
  if (!flushing) {
    if (useMacroTask) {
      macroTimerFunc()
    } else {
      microTimerFunc()
    }
  }
 
  if (!fn && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      resolvedPromise.then(() => {
        if (has[id] || !queue.includes(job)) {
          return
        }
        queue.splice(queue.indexOf(job), 1)
        resolve()
      })
    })
  }
}

总结

在 Vue3 中，nextTick 的实现原理基于 MutationObserver 和 Promise.resolve().then()。如果浏览器不支持原生 Promise，则使用 setTimeout 来模拟 Promise 的行为，并在回调函数执行前添加一个空的定时器来强制推迟执行。

结论

无论是在 Vue2 还是 Vue3 中，nextTick 都是用来处理 DOM 更新完毕后执行回调函数的方法。在 Vue2 中，nextTick 的实现基于浏览器的异步任务队列和微任务队列，而在 Vue3 中，为了解决浏览器对 Promise 的缺陷和问题，使用 MutationObserver 和 Promise.resolve().then() 来实现。同时，Vue3 中的 nextTick 方法也支持返回 Promise 对象，方便等待所有回调函数执行完成后再进行下一步操作。

需要注意的是，尽管 Vue3 中使用了 MutationObserver 和 Promise.resolve().then() 来解决 Promise 在浏览器中的缺陷，但在某些情况下（例如非激活标签页中），仍然可能会出现问题。因此，在实际使用中，还需要根据具体情况选择合适的方案。

总之，了解 nextTick 的实现原理可以帮助我们更好地理解 Vue 中的异步更新机制，从而更好地优化和调试应用程序。

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