各位观众老爷，晚上好！我是今晚的讲师，咱们今天聊聊 Vue 3 源码里那个神秘又关键的 scheduler 队列。
这玩意儿就像 Vue 3 的大脑，专门负责安排任务，确保咱们的页面既能快速响应，又不会因为频繁的 DOM 操作而卡顿。 咱们的目标是：深入源码，搞清楚它到底是怎么工作的。
一、为什么需要 Scheduler？
首先，咱们得明白，没有 scheduler 会怎样。想象一下，每次数据变化都立刻更新 DOM，那画面太美我不敢看！
- 性能问题： 频繁的 DOM 操作是性能杀手。浏览器需要重新计算布局、绘制等等，消耗大量的资源。
- 用户体验问题： 页面卡顿、响应迟缓，用户体验极差。
所以，我们需要一种机制，能够：
- 收集所有需要更新的任务： 避免每次数据变化都立刻更新。
- 批量执行更新： 将多次 DOM 操作合并成一次。
- 异步执行更新： 避免阻塞主线程，保持页面响应。
这就是 scheduler 的作用。 它就像一个工头，把所有需要干活的工人（更新任务）集中起来，安排好顺序，然后一次性让他们开工。
二、Vue 3 Scheduler 的核心结构
Vue 3 的 scheduler 主要由以下几个部分组成：
queue： 一个数组，用来存储所有需要执行的副作用 (effect) 。副作用通常是指响应式数据变化后需要执行的操作，例如更新 DOM。pending： 一个布尔值，表示当前是否正在刷新队列。flushJobs： 一个函数，负责从queue中取出任务并执行。nextTick： 一个工具函数，用于将flushJobs推入浏览器的微任务队列。
简单来说，就是： 有活儿来了 (数据变了) -> 放进 queue 里 -> pending 标记为 true (准备要干活了) -> flushJobs 把 queue 里的活儿都干完 -> pending 标记为 false (干完收工)。
三、源码剖析： 关键函数
咱们来扒一扒源码，看看这些核心部分到底是怎么实现的。
1. queueJob(job)：将任务加入队列
这是最基础的函数，负责将一个副作用 job 加入到队列中。
let isFlushing = false // 标记当前是否正在刷新任务队列
let isFlushPending = false // 标记是否已经有刷新任务在等待执行
const queue: (Job | null)[] = [] // 任务队列
let flush: FlushJob | null = null // flush 函数
const resolvedPromise = Promise.resolve() as Promise<any> // 一个 resolve 的 Promise 实例
export function queueJob(job: Job) {
// 如果任务队列中不存在该任务，则将任务添加到队列中
if (!queue.length || !queue.includes(job, isFlushing ? flush!.index : 0)) {
queue.push(job)
queueFlush()
}
}
function queueFlush() {
if (!isFlushing && !isFlushPending) {
isFlushPending = true
nextTick(flushJobs)
}
}
解释一下：
Job是一个类型定义，通常是一个函数，表示需要执行的副作用。queue.includes(job, isFlushing ? flush!.index : 0)： 这是个优化手段，避免重复添加任务。 如果已经在队列里了，就不用再加了。isFlushing表示当前是否正在刷新队列，如果是，则从当前flush的index开始查找，避免重复添加任务queueFlush()：调用nextTick将flushJobs推入微任务队列。
2. flushJobs()：刷新队列，执行任务
这是最核心的函数，负责从队列中取出任务并执行。
function flushJobs() {
isFlushPending = false
isFlushing = true
let job
try {
// sort queue before flush.
// This ensures that:
// 1. Components are updated from parent to child. (because parent is always
// created before the child so its render effect will have smaller
// priority number).
// 2. If a component is unmounted during a parent component's update,
// its update can be skipped.
queue.sort(comparator)
for (flush!.index = 0; flush!.index < queue.length; flush!.index++) {
job = queue[flush!.index]
if (job) {
callWithErrorHandling(job, null, ErrorCodes.SCHEDULER)
}
}
} finally {
isFlushing = false
flush!.index = 0
queue.length = 0
pendingPostFlushCbs.length = 0
}
}解释一下：
queue.sort(comparator)： 对队列进行排序。 排序的目的是确保组件的更新顺序是从父组件到子组件，以及在父组件更新期间卸载的组件可以跳过更新。callWithErrorHandling(job, null, ErrorCodes.SCHEDULER)： 执行任务。callWithErrorHandling是一个工具函数，用于捕获任务执行期间发生的错误。finally块： 确保在任务执行完毕后，重置状态，清空队列。
3. nextTick(fn)：推入微任务队列
这个函数是 Vue 3 利用浏览器微任务队列的关键。
const p = Promise.resolve()
export function nextTick<T = void>(
this: any,
fn?: (...args: any[]) => T,
ctx?: object
): Promise<T> {
const promise: Promise<T> = p.then(() => fn!.call(ctx))
return promise
}解释一下：
Promise.resolve()： 创建一个立即 resolve 的 Promise。p.then(() => fn!.call(ctx))： 将fn放入 Promise 的then回调中。 由于 Promise 的then回调会在微任务队列中执行，因此fn也会在微任务队列中执行。
四、Scheduler 的工作流程
现在，咱们把这些函数串起来，看看 scheduler 的完整工作流程。
- 数据变化： 当响应式数据发生变化时，会触发相关的副作用 (effect)。
queueJob(job)： 将副作用job加入到queue队列中。nextTick(flushJobs)： 将flushJobs函数推入微任务队列。- 微任务队列执行： 在当前宏任务执行完毕后，浏览器会执行微任务队列中的任务。
flushJobs()： 从queue队列中取出任务并执行。- DOM 更新： 执行任务可能会导致 DOM 更新。
- 循环： 如果在执行任务期间，又有新的数据变化，会重复上述步骤，直到队列中的所有任务都执行完毕。
可以用一个表格来概括：
| 步骤 | 函数 | 作用 |
|---|---|---|
| 1 | 数据变化 | 触发副作用 |
| 2 | queueJob(job) |
将副作用加入队列 |
| 3 | nextTick(flushJobs) |
将 flushJobs 推入微任务队列 |
| 4 | 微任务队列执行 | 浏览器执行微任务 |
| 5 | flushJobs() |
从队列中取出任务并执行 |
| 6 | DOM 更新 | 执行任务导致 DOM 更新 |
| 7 | 循环 | 重复上述步骤，直到队列为空 |
五、Scheduler 的优势
- 批量更新：
scheduler将多次数据变化合并成一次 DOM 更新，减少了 DOM 操作的次数，提高了性能。 - 异步更新：
scheduler利用浏览器的微任务队列，将 DOM 更新操作放到微任务队列中执行，避免阻塞主线程，保持页面响应。 - 优化更新顺序：
scheduler可以对队列中的任务进行排序，确保组件的更新顺序是从父组件到子组件，从而避免一些不必要的更新。
六、Scheduler 与 Macro Task & Micro Task
Scheduler 的核心是 nextTick，而 nextTick 依赖于浏览器的 Task 队列。 这里简单回顾一下 Macro Task 和 Micro Task 的区别：
| Task Type | 执行时机 | 示例 |
|---|---|---|
| Macro Task (宏任务) | 每次事件循环只执行一个 | setTimeout，setInterval，setImmediate (Node.js)，I/O，UI rendering |
| Micro Task (微任务) | 在当前宏任务执行完毕后立即执行 | Promise.then，async/await，MutationObserver，queueMicrotask |
Scheduler 使用 Promise.then (或者 queueMicrotask 在支持的浏览器中) 将 flushJobs 推入微任务队列。 这样做的好处是，flushJobs 会在当前宏任务执行完毕后立即执行，确保 DOM 更新尽可能快地发生，同时又不会阻塞主线程。
七、一个简单的例子
咱们来写一个简单的例子，演示一下 scheduler 的作用。
<template>
<div>
<p>Count: {{ count }}</p>
<button @click="increment">Increment</button>
</div>
</template>
<script>
import { ref, onMounted, nextTick } from 'vue';
export default {
setup() {
const count = ref(0);
const increment = () => {
count.value++;
count.value++;
count.value++;
console.log('数据更新完成');
nextTick(() => {
console.log('DOM 更新完成');
});
};
onMounted(() => {
console.log('组件挂载完成');
nextTick(() => {
console.log('初次 DOM 更新完成');
});
});
return {
count,
increment,
};
},
};
</script>在这个例子中，点击 Increment 按钮，count 的值会增加三次。 但是，由于 scheduler 的存在，DOM 只会更新一次。
控制台的输出顺序可能是：
组件挂载完成
数据更新完成
初次 DOM 更新完成
DOM 更新完成 (显示 3)如果没有 scheduler，DOM 可能会更新三次，每次 count 的值增加 1。 这会造成不必要的性能损耗。
八、总结
Vue 3 的 scheduler 是一个非常重要的组件，它负责管理和执行副作用，确保页面既能快速响应，又不会因为频繁的 DOM 操作而卡顿。
scheduler通过将任务加入队列、批量执行更新、异步执行更新等方式，优化了 DOM 操作的性能。scheduler利用浏览器的微任务队列，确保 DOM 更新尽可能快地发生，同时又不会阻塞主线程。scheduler可以对队列中的任务进行排序，确保组件的更新顺序是从父组件到子组件，从而避免一些不必要的更新。
掌握 scheduler 的原理，可以帮助我们更好地理解 Vue 3 的响应式系统，编写更高效的 Vue 应用。
九、 深入思考
scheduler的排序算法： Vue 3 的scheduler使用了一种简单的排序算法，确保组件的更新顺序是从父组件到子组件。 你可以思考一下，这种排序算法的优缺点是什么？ 是否有更好的排序算法可以提高性能？scheduler的错误处理：scheduler使用callWithErrorHandling函数来捕获任务执行期间发生的错误。 你可以思考一下，这种错误处理机制是否完善？ 是否有更好的错误处理机制可以提高应用的健壮性？scheduler的扩展性：scheduler的设计相对简单，易于理解和扩展。 你可以思考一下，如何扩展scheduler的功能，例如添加任务优先级、任务超时等功能？
希望今天的讲座能帮助大家更好地理解 Vue 3 的 scheduler。 谢谢大家！