Vue `nextTick`的实现：利用微任务队列确保DOM更新后的回调时序 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

Vue `nextTick` 的实现：利用微任务队列确保 DOM 更新后的回调时序

大家好，今天我们来深入探讨 Vue.js 中一个非常重要的概念：nextTick。它在处理异步更新 DOM 和确保回调函数在 DOM 更新后执行方面起着至关重要的作用。我们将从 nextTick 的使用场景出发，逐步分析其背后的实现原理，并结合源码进行解读。

`nextTick` 的使用场景

Vue 的响应式系统允许我们改变数据，然后框架会自动更新 DOM。但是，这个更新过程并不是同步的。Vue 会将多次数据变更合并，然后在下一个事件循环的“tick”中批量更新 DOM，以提高性能。

因此，如果我们想要在数据更新后立即访问更新后的 DOM，就不能直接在数据变更之后访问，因为此时 DOM 还没有更新。这就是 nextTick 发挥作用的地方。

常见的应用场景包括：

获取更新后的 DOM 尺寸或位置： 在修改了元素的样式或内容后，需要获取其新的尺寸或位置。
操作更新后的组件： 在组件更新后，需要对其进行一些操作，例如 focus 到某个 input 元素。
集成第三方库： 有些第三方库需要在 DOM 更新后才能正确初始化或运行。

例如：

<template>
  <div>
    <p ref="message">{{ message }}</p>
    <button @click="updateMessage">Update Message</button>
  </div>
</template>

<script>
import { nextTick } from 'vue';

export default {
  data() {
    return {
      message: 'Initial message'
    };
  },
  methods: {
    updateMessage() {
      this.message = 'Updated message';
      console.log('DOM before nextTick:', this.$refs.message.textContent); // 可能仍然是 "Initial message"

      nextTick(() => {
        console.log('DOM after nextTick:', this.$refs.message.textContent); // 一定是 "Updated message"
      });
    }
  }
};
</script>

在这个例子中，this.message 的更新是异步的。在 nextTick 的回调函数中，我们才能确保 this.$refs.message.textContent 获取到更新后的值。

`nextTick` 的实现原理

nextTick 的核心思想是利用浏览器的异步任务队列来延迟执行回调函数，直到 DOM 更新完成后再执行。Vue 主要使用微任务队列来实现这一点。如果浏览器不支持微任务，则会降级使用宏任务。

以下是 nextTick 的简化的实现流程：

接收回调函数： nextTick 接收一个回调函数作为参数。
将回调函数放入队列： 将回调函数放入一个待执行的队列中。
触发异步任务： 如果当前没有正在执行的异步任务，则创建一个异步任务（通常是微任务）来刷新队列。
刷新队列： 当异步任务执行时，它会遍历队列中的所有回调函数并执行它们。

微任务和宏任务

在深入了解 nextTick 的实现之前，我们需要先了解一下微任务和宏任务的概念。

任务类型	描述	示例
微任务	在当前事件循环的末尾执行，优先级高于宏任务。这意味着在浏览器准备进行下一次事件循环之前，所有微任务都会被执行完毕。	`Promise.then`, `MutationObserver`, `queueMicrotask`, `process.nextTick` (Node.js)
宏任务	在每个事件循环中执行一个。浏览器会先执行一个宏任务，然后检查是否有微任务需要执行。如果有，则执行所有微任务，然后再进入下一次事件循环，执行下一个宏任务。	`setTimeout`, `setInterval`, `setImmediate` (Node.js), I/O 操作 (如文件读取), UI 渲染

为什么选择微任务？

使用微任务而不是宏任务的主要原因是：微任务的执行时机更早。在 DOM 更新完成后，我们需要尽快执行回调函数，以便用户能够立即看到更新后的结果。微任务会在浏览器准备进行下一次事件循环之前执行，因此可以保证回调函数在 DOM 更新后立即执行。

`nextTick` 的源码分析 (Vue 3)

接下来，我们来看一下 Vue 3 中 nextTick 的源码实现（简化版）：

// packages/runtime-core/src/scheduler.ts

const queue: (Function | null)[] = [];
let isFlushing = false;
let isPending = false;

const resolvePromise = Promise.resolve();

function nextTick(fn?: Function): Promise<void> {
  return fn
    ? new Promise((resolve) => {
        queue.push(() => {
          try {
            fn();
            resolve();
          } catch (e: any) {
            handleError(e);
          }
        });
        flushJobs();
      })
    : resolvePromise;
}

function flushJobs() {
  if (isFlushing) return;
  isFlushing = true;

  // Ensure flush is called only once.
  if (!isPending) {
    isPending = true;
    resolvePromise.then(() => {
      isPending = false;
      isFlushing = false;
      flushSchedulerQueue();
    });
  }
}

function flushSchedulerQueue() {
  // ... 实际的队列刷新逻辑，例如排序、去重、执行回调等
  // 这里简化为直接执行队列中的回调
  let job;
  while ((job = queue.shift())) {
    if (job) {
      job();
    }
  }
}

export { nextTick };

代码解释:

queue: 存储待执行的回调函数的队列。
isFlushing: 标记当前是否正在刷新队列。
isPending: 标记是否已经有异步任务等待执行。
resolvePromise: 一个 resolved 的 Promise 实例，用于创建微任务。
nextTick(fn): 接收一个可选的回调函数 fn。如果提供了 fn，则将其包装成一个 Promise，并将 fn 放入队列中，然后调用 flushJobs 触发异步任务。如果未提供 fn，则返回一个 resolved 的 Promise。
flushJobs(): 检查是否正在刷新队列。如果不是，则设置 isPending 为 true，并使用 resolvePromise.then() 创建一个微任务。当微任务执行时，它会将 isPending 和 isFlushing 重置为 false，然后调用 flushSchedulerQueue() 刷新队列。
flushSchedulerQueue(): 刷新队列，遍历队列中的回调函数并执行它们。

流程分析:

当调用 nextTick(callback) 时，回调函数 callback 会被包装成一个函数，并添加到 queue 数组中。
flushJobs 函数会被调用，它会检查 isPending 标志，如果为 false，则创建一个微任务，这个微任务会在当前事件循环的末尾执行。
当微任务执行时，flushSchedulerQueue 函数会被调用，它会遍历 queue 数组，并依次执行其中的回调函数。

为什么要使用 Promise.resolve() 创建微任务？

Promise.resolve().then() 是一种创建微任务的常用方法。它利用了 Promise 的异步特性，可以保证回调函数在当前事件循环的末尾执行。相比于其他创建微任务的方法，例如 MutationObserver，Promise.resolve().then() 更加简洁和通用。

兼容性处理

在不支持 Promise 的环境中，Vue 会降级使用其他方法来模拟微任务，例如 setTimeout(fn, 0)。但是，由于 setTimeout 创建的是宏任务，其执行时机比微任务晚，因此可能会影响性能。

优化 `nextTick` 的使用

虽然 nextTick 非常有用，但过度使用可能会导致性能问题。以下是一些优化 nextTick 使用的建议：

避免不必要的 nextTick 调用： 只有在确实需要在 DOM 更新后立即访问 DOM 时才使用 nextTick。
合并多个 nextTick 调用： 如果需要在多个数据变更后执行同一个回调函数，可以将这些数据变更放在同一个 nextTick 回调函数中。
使用 watch 监听数据变化： 如果需要在数据变化时执行一些操作，可以考虑使用 watch 监听数据变化，而不是使用 nextTick。

例如，以下代码可以优化：

// 不推荐
this.message = 'Updated message 1';
nextTick(() => {
  // ...
});

this.message2 = 'Updated message 2';
nextTick(() => {
  // ...
});

// 推荐
this.message = 'Updated message 1';
this.message2 = 'Updated message 2';
nextTick(() => {
  // ...
});

`nextTick` 与 `$nextTick`

在 Vue 组件中，我们还可以使用 $nextTick 方法，它与 nextTick 函数的功能相同，但它是组件实例上的方法，可以更方便地在组件内部使用。

<template>
  <div>
    <p ref="message">{{ message }}</p>
    <button @click="updateMessage">Update Message</button>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      message: 'Initial message'
    };
  },
  methods: {
    updateMessage() {
      this.message = 'Updated message';

      this.$nextTick(() => {
        console.log('DOM after $nextTick:', this.$refs.message.textContent);
      });
    }
  }
};
</script>

$nextTick 实际上只是对全局 nextTick 函数的简单封装，它会将回调函数的 this 指向当前组件实例。

总结：`nextTick` 保障 DOM 更新后的回调时序

nextTick 是 Vue.js 中一个非常重要的工具，它允许我们在 DOM 更新后执行回调函数，确保我们能够访问到更新后的 DOM。通过利用微任务队列，nextTick 能够以高效的方式延迟执行回调函数，从而提高 Vue 应用的性能。理解 nextTick 的实现原理和使用场景，可以帮助我们编写更健壮和高效的 Vue 代码。合理利用 nextTick，可以解决许多与 DOM 更新相关的时序问题，提升用户体验。避免滥用，优化代码结构，可以使应用运行更为流畅。

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