Vue.nextTick的原理分析

在介绍 Vue 的 nextTick 之前，为了方便大家理解，我们先了解一下 JS 的运行机制。

1. 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：

1. 所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）。

2. 主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。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。

3. 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。

4. 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，分别是宏任务（macro task） 和 微任务（micro task）。根据异步事件的类型，这个事件会被放到宏任务或微任务中去。在当前执行栈为空时，主线程会查看微任务队列中是否有事件。

• 如果有，则依次执行全部微任务，如果微任务中产生了新的微任务，则继续执行微任务，直到所有微任务都执行完毕。然后再去宏任务队列中取出最前面的事件，然后执行其回调函数。

• 如果没有，则执行宏任务中的事件

当前执行栈执行完毕时，然后会开始下一轮的事件循环，即执行微任务队列中的全部事件，然后再执行下一个宏任务队列中的事件。

在JS中，常见的 宏任务 有 setTimeout、MessageChannel、postMessage、setImmediate；常见的微任务 有 MutationObsever 和 Promise.then。

2. Vue 中的实现

在 Vue 源码 2.6.14 中，nextTick 的实现单独有一个 JS 文件来维护它，它的源码并不多，总共也就 100 多行。接下来我们来看一下它的实现，在 src/core/util/next-tick.js 中：

/* @flow */
/* globals MutationObserver */

import { noop } from 'shared/util'
import { handleError } from './error'
import { isIE, isIOS, isNative } from './env'

export let isUsingMicroTask = false

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]()
  }
}

// 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)
  }
}

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()
  }
  // $flow-disable-line
  if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      _resolve = resolve
    })
  }
}

• next-tick.js中申明了 isUsingMicroTask变量，并将它导出，它用于标记当前是否使用的是微任务函数。
• 之后定义了函数flushCallbacks，其主要作用是用于保存nextTick中的回调函数并在下一个tick中依次执行。
• 之后申明了timerFunc变量，它用于保存封装后的宏任务或微任务的函数。
• 接下来是具体实现，首先判断是否支持原生的Promise，如果支持，就通过Promise.then添加微任务并在之后执行flushCallbacks。如果不支持，则继续判断是否支持MutationObserver，如果不是在IE中并且支持MutationObserver，则创建一个文本节点，通过更新文本节点的内容让observer观测并执行响应的回调函数，并且它和Promise.then一样，都是使用的微任务来完成的，所以会将正在使用微任务的标识设置为ture即isUsingMicroTask = true
• 如果还不满足上述的条件，则会直接指向宏任务的实现。首先判断浏览器中是否支持原生的setImmediate（在IE10和nodejs中支持），如果不支持的话，继而降级为setTimeout 0 来代替。
• 最后导出的是nextTick函数，该函数接受两个变量，cb和ctx，即当前的回调函数和执行函数的this指向，然后通过callbacks.push来将当前回调函数添加到回调队列中去，需要注意的是，这里并不是直接添加的cb，而是通过添加封装了一层try catch的结构的函数，这是为了避免在依次执行callbacks时如果执行发生错误，导致后续代码无法继续执行而做的优化。这样即使回调函数在执行时发生错误，也不会影响到后面函数的继续执行。那为何要使用callbacks而不是直接在nextTick中执行回调函数呢？这是因为为了保证在同一个tick内多次执行nextTick, 不会创建多个异步任务，而是把这些异步任务都压缩成在同一个同步任务中并在下一个tick执行。即：

Vue.nextTick(() => console.log(1))
Vue.nextTick(() => console.log(2))
Vue.nextTick(() => console.log(3))
Vue.nextTick(() => console.log(4))

在同一个tick内添加的任务，将会在下一个tick中执行，而不是创建多个异步任务。

• nextTick 函数中还有一段逻辑：

if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      _resolve = resolve
    })
  }

这是当 nextTick 不传 cb 参数的时候，提供一个 Promise 化的调用，比如：

Vue.nextTick().then(() => {})

当 _resolve 函数执行，就会跳到 then 的逻辑中。

3. 总结

通过对源码的分析，我们了解到了nextTick的实现原理以及如何去使用它。如果在一些开发过程中，如果的数据发生了响应的变化，由于JS的单线程机制，我们想去获取更新后的DOM变化，就必须在nextTick中才能获取到最新的更新。