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Vue異步更新機制及$nextTick原理的深入講解

 更新時間:2022年04月25日 12:40:03   作者:南玖  
最近在學習一些底層方面的知識,所以想做個系列嘗試去聊聊這些比較復雜又很重要的知識點,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Vue異步更新機制及$nextTick原理的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

前言

相信很多人會好奇Vue內(nèi)部的更新機制,或者平時工作中遇到的一些奇怪的問題需要使用$nextTick來解決,今天我們就來聊一聊Vue中的異步更新機制以及$nextTick原理

Vue的異步更新

可能你還沒有注意到,Vue異步執(zhí)行DOM更新。只要觀察到數(shù)據(jù)變化,Vue將開啟一個隊列,并緩沖在同一事件循環(huán)中發(fā)生的所有數(shù)據(jù)改變。如果同一個watcher被多次觸發(fā),只會被推入到隊列中一次。這種在緩沖時去除重復數(shù)據(jù)對于避免不必要的計算和DOM操作上非常重要。然后,在下一個的事件循環(huán)“tick”中,Vue刷新隊列并執(zhí)行實際 (已去重的) 工作。

DOM更新是異步的

當我們在更新數(shù)據(jù)后立馬去獲取DOM中的內(nèi)容是會發(fā)現(xiàn)獲取的依然還是舊的內(nèi)容。

<template>
  <div class="next_tick">
      <div ref="title" class="title">{{name}}</div>
  </div>
</template>
<script>
export default {
    data() {
        return {
            name: '前端南玖'
        }
    },
    mounted() {
        this.name = 'front end'
        console.log('sync',this.$refs.title.innerText)
        this.$nextTick(() => {
            console.log('nextTick',this.$refs.title.innerText)
        })
    }
}
</script>

從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)改變后同步獲取dom元素中的內(nèi)容是老的數(shù)據(jù),而在nextTick里面獲取的是更新后的數(shù)據(jù),這是為什么呢?

其實這里你用微任務或宏任務去獲取dom元素中的內(nèi)容也是更新后的數(shù)據(jù),我們可以來試試:

mounted() {
  this.name = 'front end'
  console.log('sync',this.$refs.title.innerText)
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log('微任務',this.$refs.title.innerText)
  })
  setTimeout(() => {
    console.log('宏任務',this.$refs.title.innerText)
  }, 0)
  this.$nextTick(() => {
    console.log('nextTick',this.$refs.title.innerText)
  })
}

是不是覺得有點不可思議,其實沒什么奇怪的,在vue源碼中它的實現(xiàn)原理就是利用的微任務與宏任務,慢慢往下看,后面會一一解釋。

DOM更新還是批量的

沒錯,vue中的DOM更新還是批量處理的,這樣做的好處無疑就是能夠最大程度的優(yōu)化性能。OK這里也有看點,別著急

vue同時更新了多個數(shù)據(jù),你覺得dom是更新多次還是更新一次?我們來試試

<template>
  <div class="next_tick">
      <div ref="title" class="title">{{name}}</div>
      <div class="verse">{{verse}}</div>
  </div>
</template>

<script>
export default {
    name: 'nextTick',
    data() {
        return {
            name: '前端南玖',
            verse: '如若東山能再起,大鵬展翅上九霄',
            count:0
        }
    },
    mounted() {
        this.name = 'front end'
        this.verse = '世間萬物都是空,功名利祿似如風'
        // console.log('sync',this.$refs.title.innerText)
        // Promise.resolve().then(() => {
        //     console.log('微任務',this.$refs.title.innerText)
        // })
        // setTimeout(() => {
        //     console.log('宏任務',this.$refs.title.innerText)
        // }, 0)
        // this.$nextTick(() => {
        //     console.log('nextTick',this.$refs.title.innerText)
        // })
    },
    updated() {
        this.count++
        console.log('update:',this.count)
    }
?
}
</script>
<style lang="less">
.verse{
    font-size: (20/@rem);
}
</style>

我們可以看到updated鉤子只執(zhí)行了一次,說明我們同時更新了多個數(shù)據(jù),DOM只會更新一次

再來看另一種情況,同步與異步混合,DOM會更新幾次?

mounted() {
  this.name = 'front end'
  this.verse = '世間萬物都是空,功名利祿似如風'
  Promise.resolve().then(() => {
    this.name = 'study ...'
  })
  setTimeout(() => {
    this.verse = '半身風雨半身寒,一杯濁酒敬流年'
  })
  // console.log('sync',this.$refs.title.innerText)
  // Promise.resolve().then(() => {
  //     console.log('微任務',this.$refs.title.innerText)
  // })
  // setTimeout(() => {
  //     console.log('宏任務',this.$refs.title.innerText)
  // }, 0)
  // this.$nextTick(() => {
  //     console.log('nextTick',this.$refs.title.innerText)
  // })
},
  updated() {
    this.count++
    console.log('update:',this.count)
  }

從圖中我們會發(fā)現(xiàn),DOM會渲染三次,分別是同步的一次(2個同步一起更新),微任務的一次,宏任務的一次。并且在用setTimeout更新數(shù)據(jù)時會明顯看見頁面數(shù)據(jù)變化的過程。(這句話是重點,記好小本本)這也就是為什么nextTick源碼中setTimeout做最后兜底用的,優(yōu)先使用微任務。

事件循環(huán)

沒錯,這里跟事件循環(huán)還有很大的關(guān)系,這里稍微提一下,更詳細可以看探索JavaScript執(zhí)行機制

由于JavaScript是單線程的,這就決定了它的任務不可能只有同步任務,那些耗時很長的任務如果也按同步任務執(zhí)行的話將會導致頁面阻塞,所以JavaScript任務一般分為兩類:同步任務與異步任務,而異步任務又分為宏任務與微任務。

宏任務: script(整體代碼)、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O、UI rendering

微任務: promise.then、MutationObserver

執(zhí)行過程

  • 同步任務直接放入到主線程執(zhí)行,異步任務(點擊事件,定時器,ajax等)掛在后臺執(zhí)行,等待I/O事件完成或行為事件被觸發(fā)。
  • 系統(tǒng)后臺執(zhí)行異步任務,如果某個異步任務事件(或者行為事件被觸發(fā)),則將該任務添加到任務隊列,并且每個任務會對應一個回調(diào)函數(shù)進行處理。
  • 這里異步任務分為宏任務與微任務,宏任務進入到宏任務隊列,微任務進入到微任務隊列。
  • 執(zhí)行任務隊列中的任務具體是在執(zhí)行棧中完成的,當主線程中的任務全部執(zhí)行完畢后,去讀取微任務隊列,如果有微任務就會全部執(zhí)行,然后再去讀取宏任務隊列
  • 上述過程會不斷的重復進行,也就是我們常說的 「事件循環(huán)(Event-Loop)」。

總的來說,在事件循環(huán)中,微任務會先于宏任務執(zhí)行。而在微任務執(zhí)行完后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宏任務快一些,一次循環(huán)就是一次tick 。

在一次event loop中,microtask在這一次循環(huán)中是一直取一直取,直到清空microtask隊列,而macrotask則是一次循環(huán)取一次。

如果執(zhí)行事件循環(huán)的過程中又加入了異步任務,如果是macrotask,則放到macrotask末尾,等待下一輪循環(huán)再執(zhí)行。如果是microtask,則放到本次event loop中的microtask任務末尾繼續(xù)執(zhí)行。直到microtask隊列清空。

源碼深入

異步更新隊列

在Vue中DOM更新一定是由于數(shù)據(jù)變化引起的,所以我們可以快速找到更新DOM的入口,也就是set時通過dep.notify通知watcher更新的時候

// watcher.js
// 當依賴發(fā)生變化時,觸發(fā)更新
update() {
  if(this.lazy) {
    // 懶執(zhí)行會走這里, 比如computed
    this.dirty = true
  }else if(this.sync) {
    // 同步執(zhí)行會走這里,比如this.$watch() 或watch選項,傳遞一個sync配置{sync: true}
    this.run()
  }else {
    // 將當前watcher放入watcher隊列, 一般都是走這里
    queueWatcher(this)
  }
}

從這里我們可以發(fā)現(xiàn)vue默認就是走的異步更新機制,它會實現(xiàn)一個隊列進行緩存當前需要更新的watcher

// scheduler.js
/*將一個觀察者對象push進觀察者隊列,在隊列中已經(jīng)存在相同的id則該觀察者對象將被跳過,除非它是在隊列被刷新時推送*/
export function queueWatcher (watcher: Watcher) {
  /*獲取watcher的id*/
  const id = watcher.id
  /*檢驗id是否存在,已經(jīng)存在則直接跳過,不存在則標記在has中,用于下次檢驗*/
  if (has[id] == null) {
    has[id] = true
    // 如果flushing為false, 表示當前watcher隊列沒有在被刷新,則watcher直接進入隊列
    if (!flushing) {
      queue.push(watcher)
    } else {
      // 如果watcher隊列已經(jīng)在被刷新了,這時候想要插入新的watcher就需要特殊處理
      // 保證新入隊的watcher刷新仍然是有序的
      let i = queue.length - 1
      while (i >= 0 && queue[i].id > watcher.id) {
        i--
      }
      queue.splice(Math.max(i, index) + 1, 0, watcher)
    }
    // queue the flush
    if (!waiting) {
      // wating為false,表示當前瀏覽器的異步任務隊列中沒有flushSchedulerQueue函數(shù)
      waiting = true
      // 這就是我們常見的this.$nextTick
      nextTick(flushSchedulerQueue)
    }
  }
}

ok,從這里我們就能發(fā)現(xiàn)vue并不是跟隨數(shù)據(jù)變化立即更新視圖的,它而是維護了一個watcher隊列,并且id重復的watcher只會推進隊列一次,因為我們關(guān)心的只是最終的數(shù)據(jù),而不是它更新多少次。等到下一個tick時,這些watcher才會從隊列中取出,更新視圖。

nextTick

nextTick的目的就是產(chǎn)生一個回調(diào)函數(shù)加入task或者microtask中,當前棧執(zhí)行完以后(可能中間還有別的排在前面的函數(shù))調(diào)用該回調(diào)函數(shù),起到了異步觸發(fā)(即下一個tick時觸發(fā))的目的。

// next-tick.js
const callbacks = []
let pending = false
?
// 批處理
function flushCallbacks () {
  pending = false
  const copies = callbacks.slice(0)
  callbacks.length = 0
  // 依次執(zhí)行nextTick的方法
  for (let i = 0; i < copies.length; i++) {
    copies[i]()
  }
}
?
export function nextTick (cb, ctx) {
  let _resolve
  callbacks.push(() => {
    if (cb) {
      try {
        cb.call(ctx)
      } catch (e) {
        handleError(e, ctx, 'nextTick')
      }
    } else if (_resolve) {
      _resolve(ctx)
    }
  })
  // 因為內(nèi)部會調(diào)nextTick,用戶也會調(diào)nextTick,但異步只需要一次
  if (!pending) {
    pending = true
    timerFunc()
  }
  // 執(zhí)行完會會返回一個promise實例,這也是為什么$nextTick可以調(diào)用then方法的原因
  if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      _resolve = resolve
    })
  }
}

兼容性處理,優(yōu)先使用promise.then 優(yōu)雅降級(兼容處理就是一個不斷嘗試的過程,誰可以就用誰。

Vue 在內(nèi)部對異步隊列嘗試使用原生的 Promise.then、MutationObserver 和 setImmediate,如果執(zhí)行環(huán)境不支持,則會采用 setTimeout(fn, 0) 代替。

// timerFunc 
// promise.then -> MutationObserver -> setImmediate -> setTimeout
// vue3 中不再做兼容性處理,直接使用的就是promise.then 任性
?
if (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {
  const p = Promise.resolve()
  timerFunc = () => {
    p.then(flushCallbacks)
    if (isIOS) setTimeout(noop)
  }
  isUsingMicroTask = true
} else if (!isIE && typeof MutationObserver !== 'undefined' && (
  isNative(MutationObserver) ||
  // PhantomJS and iOS 7.x
  MutationObserver.toString() === '[object MutationObserverConstructor]'
)) {
  let counter = 1
  const observer = new MutationObserver(flushCallbacks) // 可以監(jiān)聽DOM變化,監(jiān)聽完是異步更新的
  // 但這里并不是想用它做DOM監(jiān)聽,而是利用它是微任務這一特點
  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)) {
  timerFunc = () => {
    setImmediate(flushCallbacks)
  }
} else {
  // Fallback to setTimeout.
  timerFunc = () => {
    setTimeout(flushCallbacks, 0)
  }
}

$nextTick

我們平常調(diào)用的$nextTick其實就是上面這個方法,只不過在源碼中renderMixin中將該方法掛在了vue的原型上方便我們使用

export function renderMixin (Vue) {
  // install runtime convenience helpers
  installRenderHelpers(Vue.prototype)

  Vue.prototype.$nextTick = function (fn) {
    return nextTick(fn, this)
  }
  
  Vue.prototype._render = function() {
    //...
  }
  // ...
}

總結(jié)

一般更新DOM是同步的

上面說了那么多,相信大家對Vue的異步更新機制以及$nextTick原理已經(jīng)有了初步的了解。每一輪事件循環(huán)的最后會進行一次頁面渲染,并且從上面我們知道渲染過程也是個宏任務,這里可能會有個誤區(qū),那就是DOM tree的修改是同步的,只有渲染過程是異步的,也就是說我們在修改完DOM后能夠立即獲取到更新的DOM,不信我們可以來試一下:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <div id="title">欲試人間煙火,怎料世道滄桑</div>
    <script>
        title.innerText = '萬卷詩書無一用,半老雄心剩疏狂'
        console.log('updated',title)
    </script>
</body>
</html>

既然更新DOM是個同步的過程,那為什么Vue卻需要借用$nextTick來處理呢?

答案很明顯,因為Vue處于性能考慮,Vue會將用戶同步修改的多次數(shù)據(jù)緩存起來,等同步代碼執(zhí)行完,說明這一次的數(shù)據(jù)修改就結(jié)束了,然后才會去更新對應DOM,一方面可以省去不必要的DOM操作,比如同時修改一個數(shù)據(jù)多次,只需要關(guān)心最后一次就好了,另一方面可以將DOM操作聚集,提升render性能。

看下面這個圖理解起來應該更容易一點

為什么優(yōu)先使用微任務?

這個應該不用多說吧,因為微任務一定比宏任務優(yōu)先執(zhí)行,如果nextTick是微任務,它會在當前同步任務執(zhí)行完立即執(zhí)行所有的微任務,也就是修改DOM的操作也會在當前tick內(nèi)執(zhí)行,等本輪tick任務全部執(zhí)行完成,才是開始執(zhí)行UI rendering。如果nextTick是宏任務,它會被推進宏任務隊列,并且在本輪tick執(zhí)行完之后的某一輪執(zhí)行,注意,它并不一定是下一輪,因為你不確定宏任務隊列中它之前還有所少個宏任務在等待著。所以為了能夠盡快更新DOM,Vue中優(yōu)先采用的是微任務,并且在Vue3中,它沒有了兼容判斷,直接使用的是promise.then微任務,不再考慮宏任務了。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Vue異步更新機制及$nextTick原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Vue異步更新及$nextTick原理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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