阐述 `Vue` 的 `scheduler` (调度器) 是如何批处理 DOM 更新的，以及它如何利用微任务队列来避免多次渲染。 - 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

各位老铁，大家好！今天咱们来聊聊 Vue 的调度器，这玩意儿就像 Vue 的大脑，决定着它怎么高效地更新 DOM。别担心，我会用大白话把这看似高深的东西讲明白，保证你们听完都能跟人吹牛皮。

开场白：DOM 更新的烦恼

想象一下，你正在做一个复杂的 Vue 应用，用户疯狂点击按钮，触发各种数据变化。如果没有一个好的调度机制，每次数据一变，Vue 就吭哧吭哧地更新 DOM，那性能可就惨了。就像你家水管，稍微有点动静就哗哗漏水，谁受得了？

Vue 的调度器就是来解决这个问题的，它就像一个精明的管家，把所有的 DOM 更新请求都收集起来，然后找个合适的时间，一次性搞定。

啥是调度器（Scheduler）？

简单来说，调度器就是一个控制更新的“总指挥部”。它负责：

收集依赖: 当组件的数据发生变化时，调度器会知道哪些组件需要更新。
去重: 避免同一个组件因为多种原因被重复更新。
排序: 决定更新的顺序，通常是父组件先更新，子组件后更新。
批处理: 将多个更新操作合并成一个，减少 DOM 操作次数。
利用微任务: 将更新操作放到微任务队列中，确保在下一个渲染周期执行。

依赖收集：谁变了，我都知道！

Vue 的响应式系统是调度器的基础。当你使用 data 选项定义数据时，Vue 会对这些数据进行“劫持”，也就是使用 Object.defineProperty 或者 Proxy 来监听数据的变化。

// 简单的响应式示例 (简化版)
function defineReactive(obj, key, val) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get() {
      // 收集依赖，通知 scheduler
      track(obj, key); // 稍后解释 track 函数
      return val;
    },
    set(newVal) {
      if (newVal !== val) {
        val = newVal;
        // 通知 scheduler 更新
        trigger(obj, key); // 稍后解释 trigger 函数
      }
    }
  });
}

function observe(obj) {
  if (typeof obj !== 'object' || obj === null) {
    return;
  }
  Object.keys(obj).forEach(key => {
    defineReactive(obj, key, obj[key]);
  });
}

// 示例用法
const data = { count: 0 };
observe(data);

// 假设有个组件使用了 data.count
data.count = 1; // 触发更新

track 函数的作用是记录哪些组件（或者更准确地说，组件的渲染函数）依赖了这个数据。 trigger 函数的作用是通知调度器，这个数据发生变化了，需要更新相关的组件。

去重：一个组件，一次更新！

如果一个组件因为多个数据变化都需要更新，调度器会确保它只被更新一次。这就像你点外卖，即使你点了多个菜，外卖小哥也只会跑一趟。

// 伪代码，展示去重逻辑
const queue = new Set(); // 使用 Set 来去重

function queueJob(job) {
  if (!queue.has(job)) {
    queue.add(job);
    // 放入微任务队列，稍后执行
    nextTick(flushSchedulerQueue); // 稍后解释 nextTick
  }
}

function flushSchedulerQueue() {
  // 从 queue 中取出 job 并执行
  queue.forEach(job => job());
  queue.clear();
}

// 示例用法
const componentUpdate = () => {
  console.log("Component is updating!");
};

queueJob(componentUpdate);
queueJob(componentUpdate); // 重复添加，但只会执行一次

排序：先父后子，有条不紊！

Vue 的组件树就像一个家谱，有父组件，有子组件。更新的时候，需要按照一定的顺序，通常是先更新父组件，再更新子组件。这是因为子组件的渲染可能依赖于父组件的数据。

Vue 3 使用了拓扑排序来确定组件的更新顺序，确保依赖关系正确。Vue 2 也有类似的机制。

批处理：积少成多，一次搞定！

批处理是调度器的核心功能。它将多个更新操作合并成一个，减少 DOM 操作的次数。这就像你攒了一堆脏衣服，然后一起扔进洗衣机洗，而不是一件一件地洗。

微任务：优雅的延迟更新！

Vue 使用微任务队列来实现异步更新。微任务队列的优先级高于宏任务队列，这意味着 Vue 的更新操作会在当前 JavaScript 执行完毕后，立即执行，而不会等到下一个事件循环。

// 简单的 nextTick 实现 (简化版)
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]();
  }
}

function nextTick(cb) {
  callbacks.push(cb);
  if (!pending) {
    pending = true;
    // 使用 Promise.resolve().then() 来创建微任务
    Promise.resolve().then(flushCallbacks);
  }
}

// 示例用法
console.log("Start");

nextTick(() => {
  console.log("This is a nextTick callback");
});

console.log("End");

// 输出结果：
// Start
// End
// This is a nextTick callback

nextTick 函数的作用是将回调函数放入微任务队列中，等待执行。Vue 内部使用 nextTick 来延迟执行 DOM 更新操作。

Vue 3 的调度器：更上一层楼！

Vue 3 对调度器进行了优化，使用了更高效的算法，减少了不必要的更新。它还引入了 queuePostFlushCb 函数，用于在所有组件更新完毕后，执行一些额外的操作。

代码示例：一个完整的调度器雏形

// 简化版的 Vue 调度器
class Scheduler {
  constructor() {
    this.queue = new Set();
    this.pending = false;
  }

  queueJob(job) {
    if (!this.queue.has(job)) {
      this.queue.add(job);
      this.queueFlush();
    }
  }

  queueFlush() {
    if (!this.pending) {
      this.pending = true;
      Promise.resolve().then(() => this.flushJobs());
    }
  }

  flushJobs() {
    try {
      this.queue.forEach(job => job());
    } finally {
      this.queue.clear();
      this.pending = false;
    }
  }
}

// 模拟组件更新函数
function updateComponent(componentId) {
  console.log(`Updating component: ${componentId}`);
}

// 创建调度器实例
const scheduler = new Scheduler();

// 模拟多个数据变化，触发组件更新
scheduler.queueJob(() => updateComponent('ComponentA'));
scheduler.queueJob(() => updateComponent('ComponentB'));
scheduler.queueJob(() => updateComponent('ComponentA')); // 重复添加

console.log("Data changes triggered!");

// 运行结果：
// Data changes triggered!
// Updating component: ComponentA
// Updating component: ComponentB

这个例子展示了调度器的基本原理：收集更新任务，去重，然后放入微任务队列，等待执行。

总结：调度器，Vue 的幕后英雄！

Vue 的调度器是一个复杂而精妙的系统，它保证了 Vue 的高效性和响应性。理解调度器的工作原理，可以帮助你更好地理解 Vue 的内部机制，从而写出更高效的 Vue 应用。

表格：Vue 2 和 Vue 3 调度器的差异

特性	Vue 2	Vue 3
更新顺序	基于组件树的深度优先遍历	基于拓扑排序，更精确地处理依赖关系
微任务实现	基于 `MutationObserver` 或 `setTimeout`	基于 `Promise.resolve().then()`，更现代，性能更好
额外的回调	无	引入 `queuePostFlushCb`，用于在所有组件更新完毕后执行额外的操作
优化程度	相对较少	更多优化，减少不必要的更新
更新粒度	组件级别	可以实现更细粒度的更新，例如只更新组件的部分属性

FAQ：常见问题解答

为什么 Vue 要使用微任务？

因为微任务的优先级高于宏任务，可以确保 DOM 更新在当前 JavaScript 执行完毕后立即执行，避免页面卡顿。
调度器如何处理循环依赖？

Vue 的调度器会检测循环依赖，并发出警告，避免无限循环更新。
我可以手动控制调度器吗？

通常情况下，你不需要手动控制调度器。Vue 会自动处理所有的更新操作。但是，你可以使用 Vue.nextTick 来手动触发 DOM 更新。

结尾：学无止境，继续探索！

Vue 的调度器是一个值得深入研究的课题。通过学习调度器，你可以更好地理解 Vue 的内部机制，从而写出更高效的 Vue 应用。希望今天的讲座对大家有所帮助！

祝大家编码愉快，bug 远离！

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