异步更新队列 - Vue2 响应式

前言

这篇文章分析了 Vue 更新过程中使用的异步更新队列的相关代码。通过对异步更新队列的研究和学习，加深对 Vue 更新机制的理解

什么是异步更新队列

先看看下面的例子：

<div id="app"><div id="div" v-if="isShow">被隐藏的内容</div><input @click="getDiv" value="按钮" type="button"></div><script>let vm = new Vue({el: '#app',data: {//控制是否显示#divisShow: false},methods:{getDiv: function () {this.isShow=truevar content = document.getElementById('div').innerHTML;console.log('content',content)}}})
</script>

• 上面的例子是，点击按钮显示被隐藏的 div，同时打印 div 内部 html 的内容。
• 按照我们一般的认知，应该是点击按钮能够显示 div 并且在控制台看到 div 的内部 html 的内容。

但是实际执行的结果确是，div 可以显示出来，但是打印结果的时候会报错，错误原因就是 innerHTML 为 null，也就是 div 不存在。
只有当我们再次点击按钮的时候才会打印出 div 里面的内容。这就是 Vue 的异步更新队列的结果

异步更新队列的概念

Vue 的 dom 更新是异步的，当数据发生变化时 Vue 不是立刻去更新 dom，而是开启一个队列，并缓冲在同一个事件中循环发生的所有数据变化。
在缓冲时，会去除重复的数据，避免多余的计算和 dom 操作。在下一个事件循环 tick 中，刷新队列并执行已去重的工作。

• 所以上面的代码报错是因为当执行 this.isShow=true 时，div 还未被创建出来，知道下次 Vue 事件循环时才开始创建

• 查重机制降低了 Vue 的开销

• 异步更新队列实现的选择：由于浏览器的差异，Vue 会根据当前环境选择 Promise.then 或者 MuMutationObserver，如果两者都不支持，则会用 setImmediate 或者 setTimeout 代替

异步更新队列解析

异步队列源码入口

通过之前对 Vue 数据响应式的分析我们知道，当 Vue 数据发生变化时，会触发 dep 的 notify() 方法，该方法通知观察者 watcher 去更新 dom，我们先看一下这的源码

• from src/core/observer/dep.js

//直接看核心代码notify () {//这是Dep的notify方法，Vue的会对data数据进行数据劫持，该方法被放到data数据的set方法中最后执行//也就是通知更新操作// stabilize the subscriber list firstconst subs = this.subs.slice()if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !config.async) {subs.sort((a, b) => a.id - b.id)}for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {// ！！！核心：通知watcher进行数据更新//这里的subs[i]其实是Dep维护的一个watcher数组，所以我们下面是执行的watcher中的update方法subs[i].update()}}

• 上面的代码简单来说就是 dep 通知 watcher 尽心更新操作，我们看一下 watcher 相关的代码
  from :src/core/observer/watcher.js

//这里只展示部分核心代码//watcher的update方法update () {/* istanbul ignore else *///判断是否存在lazy和sync属性if (this.lazy) {this.dirty = true} else if (this.sync) {this.run()} else {//核心：将当前的watcher放到一个队列中queueWatcher(this)}}

• 上面 watcher 的 update 更新方法简单来说就是调用了一个 queueWatcher 方法，这个方法其实是将当前的 watcher 实例放入到一个队列中，以便完成后面的异步更新队列操作

异步队列入队

下面看看 queueWatcher 的逻辑 from src/core/observer/scheduler.js

export function queueWatcher (watcher: Watcher) {const id = watcher.id//去重的操作，先判断是否在当前队列中存在，避免重复操作if (has[id] == null) {has[id] = trueif (!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 - 1while (i > index && queue[i].id > watcher.id) {i--}queue.splice(i + 1, 0, watcher)}// queue the flushif (!waiting) {waiting = trueif (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !config.async) {flushSchedulerQueue()return}// 启动异步任务(刷新当前的计划任务)nextTick(flushSchedulerQueue)}}}

• 上面这段 queueWatcher 的代码的主要作用就是对任务去重，然后启动异步任务，进行跟新操作。接下来我们看一线 nextTick 里面的操作

from src/core/util/next-tick.js

//cb:
export function nextTick (cb?: Function, ctx?: Object) {let _resolve//callbacks：这个方法维护了一个回调函数的数组，将回调函数添家进数组callbacks.push(() => {//添加错误处理if (cb) {try {cb.call(ctx)} catch (e) {handleError(e, ctx, 'nextTick')}} else if (_resolve) {_resolve(ctx)}})if (!pending) {pending = true//启动异步函数timerFunc()}// $flow-disable-lineif (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {return new Promise(resolve => {_resolve = resolve})}

• 这里的核心，其实就在 timerFunc 的函数上，该函数根据不同的运行时环境，调用不同的异步更新队列，下面看一下代码

from src/core/util/next-tick.js

/**这部分逻辑就是根据环境来判断timerFunc到底是使用什么样的异步队列**/let timerFunc//首选微任务执行异步操作：Promise、MutationObserver//次选setImmediate最后选择setTimeout// 根据当前浏览器环境选择用什么方法来执行异步任务if (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {//如果当前环境支持Promise，则使用Promise执行异步任务const p = Promise.resolve()timerFunc = () => {//最终是执行的flushCallbacks方法p.then(flushCallbacks)//如果是IOS则回退，因为IOS不支持Promiseif (isIOS) setTimeout(noop)}//当前使用微任务执行isUsingMicroTask = true} else if (!isIE && typeof MutationObserver !== 'undefined' && (//如果当前浏览器支持MutationObserver则使用MutationObserverisNative(MutationObserver) ||MutationObserver.toString() === '[object MutationObserverConstructor]')) {let counter = 1const observer = new MutationObserver(flushCallbacks)const textNode = document.createTextNode(String(counter))observer.observe(textNode, {characterData: true})timerFunc = () => {counter = (counter + 1) % 2textNode.data = String(counter)}isUsingMicroTask = true} else if (typeof setImmediate !== 'undefined' && isNative(setImmediate)) {//如果支持setImmediate，则使用setImmediatetimerFunc = () => {setImmediate(flushCallbacks)}} else {//如果上面的条件都不满足，那么最后选择setTimeout方法来完成异步更新队列timerFunc = () => {setTimeout(flushCallbacks, 0)}}

• 从上面代码可以看出，不论 timerFunc 使用的是什么样的异步更新队列，最终执行的函数还是落在了 flushCallbacks 上面，那么我们来看一看，这个方法到底是什么

from src/core/util/next-tick.js

function flushCallbacks () {pending = false//拷贝callbacks数组内容const copies = callbacks.slice(0)//清空callbackscallbacks.length = 0//遍历执行for (let i = 0; i < copies.length; i++) {//执行回调方法copies[i]()}}

• 上面的这个方法就是遍历执行了我们 nextTick 维护的那个回调函数数组, 其实就是将数组的方法依次添加进异步队列进行执行。同时清空 callbacks 数组为下次更新作准备。

上面这几段代码其实都是 watcher 的异步队列更新中的入队操作，通过 queueWatcher 方法中调用的 nextTick(flushSchedulerQueue), 我们知道，其实是将 flushSchedulerQueue 这个方法入队

异步队列的具体更新方法

所以下面我们看一下 flushSchedulerQueue 这个方法到底执行了什么操作

from src/core/observer/scheduler.js

/**我们这里只粘贴跟本次异步队列更新相关的核心代码**///具体的更新操作
function flushSchedulerQueue () {currentFlushTimestamp = getNow()flushing = truelet watcher, id//重新排列queue数组，是为了确保：//更新顺序是从父组件到子组件//用户的watcher先于render 的watcher执行(因为用户watcher先于render watcher创建)//当子组件的watcher在父组件的watcher执行时被销毁，则跳过该子组件的watcherqueue.sort((a, b) => a.id - b.id)//queue数组维护的一个watcher数组//遍历queue数组，在queueWatcher方法中我们将传入的watcher实例push到了该数组中for (index = 0; index < queue.length; index++) {watcher = queue[index]if (watcher.before) {watcher.before()}id = watcher.id//清空has对象里面的"id"属性(这个id属性之前在queueWatcher方法里面查重的时候用到了)has[id] = null//核心：最终执行的其实是watcher的run方法watcher.run()//下面是一些警告提示，可以先忽略if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && has[id] != null) {circular[id] = (circular[id] || 0) + 1if (circular[id] > MAX_UPDATE_COUNT) {warn('You may have an infinite update loop ' + (watcher.user? `in watcher with expression "${watcher.expression}"`: `in a component render function.`),watcher.vm)break}}}//调用组件updated生命周期钩子相关，先跳过const activatedQueue = activatedChildren.slice()const updatedQueue = queue.slice()resetSchedulerState()callActivatedHooks(activatedQueue)callUpdatedHooks(updatedQueue)if (devtools && config.devtools) {devtools.emit('flush')}
}

• 上面的一堆 flushSchedulerQueue 代码，简单来说就是排列了 queue 数组，然后遍历该数组，执行 watcher.run 方法。所以，异步队列更新当我们入队完以后，真正执行的方法其实是 watcher.run 方法

下面我们来继续看一下 watcher.run 方法，到底执行了什么操作

from src/core/observer/watcher.js

/*** Scheduler job interface.* Will be called by the scheduler.* 上面这段英文注释 是官方注释，从这我们看出该方法最终会被scheduler调用*/run () {if (this.active) {//这里调用了watcher的get方法const value = this.get()if (value !== this.value ||// Deep watchers and watchers on Object/Arrays should fire even// when the value is the same, because the value may// have mutated.isObject(value) ||this.deep) {// set new valueconst oldValue = this.valuethis.value = valueif (this.user) {try {this.cb.call(this.vm, value, oldValue)} catch (e) {handleError(e, this.vm, `callback for watcher "${this.expression}"`)}} else {this.cb.call(this.vm, value, oldValue)}}}}

• 上述 run 方法最终要的操作就是调用了 watcher 的 get 方法，该方法我们在之前的源码分析有讲过，主要实现的功能是调用了 data 数据的 get 方法，获取最新数据。

至此，Vue 异步更新队列的核心代码我们就分析完了，为了便于理清思路，我们来一张图总结一下

关于 Vue.$nextTick

我们都知道 . n e x t T i c k 方 法 ， 其 实 这 个 ∗ ∗ .nextTick 方法，其实这个 ** .nextTick 方法，其实这个∗∗nextTick** 方法就是直接调用的上面的 nextTick 方法

from src/core/instance/render.js

Vue.prototype.$nextTick = function (fn: Function) {return nextTick(fn, this)}

• 由上面的代码我们可以看出，$nextTick 是将我们传入的回调函数加入到了异步更新队列，所以它才能实现 dom 更新后回调

注意，$nextTick() 是会将我们传入的函数加入到异步更新队列中的，但是这里有个问题，如果我们想获得 dom 更新后的数据，我们应该把该逻辑放到更新操作之后
因为加入异步队列先后的问题，如果我们在更新数据之前入队的话 ，是获取不到更新之后的数据的

总结

总结起来就是，当触发数据更新通知时，dep 通知 watcher 进行数据更新，这时 watcher 会将自己加入到一个异步的更新队列中。然后更新队列会将传入的更新操作进行批量处理。
这样就达到了多次更新同时完成，提升了用户体验，减少了浏览器的开销，增强了性能。