Vue.js非同步更新DOM策略及nextTick實例詳解

本文主要介紹了從Vue.js源碼看異步更新DOM策略及nextTick，具有一定的參考價值，有興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能幫助大家更好地理解Vue.js異步。

寫在前面

因為對Vue.js很感興趣，而且平常工作的技術堆疊也是Vue.js，這幾個月花了些時間研究學習了一下Vue.js源碼，並做了總結與輸出。

文章的原始網址：https://github.com/answershuto/learnVue。

在學習過程中，為Vue加上了中文的註解https://github.com/answershuto/learnVue/tree/master/vue-src，希望可以對其他想學習Vue原始碼的小夥伴有幫助。

可能會有理解有偏差的地方，歡迎提issue指出，共同學習，共同進步。

操作DOM

在使用vue.js的時候，有時候因為一些特定的業務場景，不得不去操作DOM，例如這樣：

<template>
 <p>
 <p ref="test">{{test}}</p>
 <button @click="handleClick">tet</button>
 </p>
</template>

export default {
 data () {
  return {
   test: 'begin'
  };
 },
 methods () {
  handleClick () {
   this.test = 'end';
   console.log(this.$refs.test.innerText);//打印“begin”
  }
 }
}

列印的結果是begin，為什麼我們明明已經將test設定成了“end”，獲取真實DOM節點的innerText卻沒有得到我們預期中的“end”，而是得到先前的值“begin”呢？

Watcher佇列

帶著疑問，我們找到了Vue.js原始碼的Watch實作。當某個響應式資料改變的時候，它的setter函數會通知閉包中的Dep，Dep則會呼叫它所管理的所有Watch物件。觸發Watch物件的update實作。我們來看看update的實作。

update () {
 /* istanbul ignore else */
 if (this.lazy) {
  this.dirty = true
 } else if (this.sync) {
  /*同步则执行run直接渲染视图*/
  this.run()
 } else {
  /*异步推送到观察者队列中，下一个tick时调用。*/
  queueWatcher(this)
 }
}

我們發現Vue.js預設是使用非同步執行DOM更新。

當非同步執行update的時候，就會呼叫queueWatcher函數。

/*将一个观察者对象push进观察者队列，在队列中已经存在相同的id则该观察者对象将被跳过，除非它是在队列被刷新时推送*/
export function queueWatcher (watcher: Watcher) {
 /*获取watcher的id*/
 const id = watcher.id
 /*检验id是否存在，已经存在则直接跳过，不存在则标记哈希表has，用于下次检验*/
 if (has[id] == null) {
 has[id] = true
 if (!flushing) {
  /*如果没有flush掉，直接push到队列中即可*/
  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 - 1
  while (i >= 0 && queue[i].id > watcher.id) {
  i--
  }
  queue.splice(Math.max(i, index) + 1, 0, watcher)
 }
 // queue the flush
 if (!waiting) {
  waiting = true
  nextTick(flushSchedulerQueue)
 }
 }
}

查看queueWatcher的原始碼我們發現，Watch物件並不是立即更新視圖，而是被push進了一個佇列queue，此時狀態處於waiting的狀態，這時候會繼續會有Watch物件被push進這個佇列queue，等待下一個tick時，這些Watch物件才會被遍歷取出，更新視圖。同時，id重複的Watcher不會被多次加入到queue中去，因為在最終渲染時，我們只需要關心資料的最終結果。

那麼，什麼是下一個tick？

nextTick

vue.js提供了一個nextTick函數，其實也就是上面所呼叫的nextTick。

nextTick的實作比較簡單，執行的目的是在microtask或task中推入一個funtion，在目前堆疊執行完畢（也行還會有一些排在前面的需要執行的任務）以後執行nextTick傳入的funtion，看一下原始碼：

/**
 * Defer a task to execute it asynchronously.
 */
 /*
 延迟一个任务使其异步执行，在下一个tick时执行，一个立即执行函数，返回一个function
 这个函数的作用是在task或者microtask中推入一个timerFunc，在当前调用栈执行完以后以此执行直到执行到timerFunc
 目的是延迟到当前调用栈执行完以后执行
*/
export const nextTick = (function () {
 /*存放异步执行的回调*/
 const callbacks = []
 /*一个标记位，如果已经有timerFunc被推送到任务队列中去则不需要重复推送*/
 let pending = false
 /*一个函数指针，指向函数将被推送到任务队列中，等到主线程任务执行完时，任务队列中的timerFunc被调用*/
 let timerFunc

 /*下一个tick时的回调*/
 function nextTickHandler () {
 /*一个标记位，标记等待状态（即函数已经被推入任务队列或者主线程，已经在等待当前栈执行完毕去执行），这样就不需要在push多个回调到callbacks时将timerFunc多次推入任务队列或者主线程*/
 pending = false
 /*执行所有callback*/
 const copies = callbacks.slice(0)
 callbacks.length = 0
 for (let i = 0; i < copies.length; i++) {
  copies[i]()
 }
 }

 // the nextTick behavior leverages the microtask queue, which can be accessed
 // via either native Promise.then or MutationObserver.
 // MutationObserver has wider support, however it is seriously bugged in
 // UIWebView in iOS >= 9.3.3 when triggered in touch event handlers. It
 // completely stops working after triggering a few times... so, if native
 // Promise is available, we will use it:
 /* istanbul ignore if */

 /*
 这里解释一下，一共有Promise、MutationObserver以及setTimeout三种尝试得到timerFunc的方法
 优先使用Promise，在Promise不存在的情况下使用MutationObserver，这两个方法都会在microtask中执行，会比setTimeout更早执行，所以优先使用。
 如果上述两种方法都不支持的环境则会使用setTimeout，在task尾部推入这个函数，等待调用执行。
 */
 if (typeof Promise !== &#39;undefined&#39; && isNative(Promise)) {
 /*使用Promise*/
 var p = Promise.resolve()
 var logError = err => { console.error(err) }
 timerFunc = () => {
  p.then(nextTickHandler).catch(logError)
  // in problematic UIWebViews, Promise.then doesn&#39;t completely break, but
  // it can get stuck in a weird state where callbacks are pushed into the
  // microtask queue but the queue isn&#39;t being flushed, until the browser
  // needs to do some other work, e.g. handle a timer. Therefore we can
  // "force" the microtask queue to be flushed by adding an empty timer.
  if (isIOS) setTimeout(noop)
 }
 } else if (typeof MutationObserver !== &#39;undefined&#39; && (
 isNative(MutationObserver) ||
 // PhantomJS and iOS 7.x
 MutationObserver.toString() === &#39;[object MutationObserverConstructor]&#39;
 )) {
 // use MutationObserver where native Promise is not available,
 // e.g. PhantomJS IE11, iOS7, Android 4.4
 /*新建一个textNode的DOM对象，用MutationObserver绑定该DOM并指定回调函数，在DOM变化的时候则会触发回调,该回调会进入主线程（比任务队列优先执行），即textNode.data = String(counter)时便会触发回调*/
 var counter = 1
 var observer = new MutationObserver(nextTickHandler)
 var textNode = document.createTextNode(String(counter))
 observer.observe(textNode, {
  characterData: true
 })
 timerFunc = () => {
  counter = (counter + 1) % 2
  textNode.data = String(counter)
 }
 } else {
 // fallback to setTimeout
 /* istanbul ignore next */
 /*使用setTimeout将回调推入任务队列尾部*/
 timerFunc = () => {
  setTimeout(nextTickHandler, 0)
 }
 }

 /*
 推送到队列中下一个tick时执行
 cb 回调函数
 ctx 上下文
 */
 return function queueNextTick (cb?: Function, ctx?: Object) {
 let _resolve
 /*cb存到callbacks中*/
 callbacks.push(() => {
  if (cb) {
  try {
   cb.call(ctx)
  } catch (e) {
   handleError(e, ctx, &#39;nextTick&#39;)
  }
  } else if (_resolve) {
  _resolve(ctx)
  }
 })
 if (!pending) {
  pending = true
  timerFunc()
 }
 if (!cb && typeof Promise !== &#39;undefined&#39;) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
  _resolve = resolve
  })
 }
 }
})()

它是一個立即執行函數,傳回一個queueNextTick介面。

傳入的cb會被push進callbacks中存放起來，然後執行timerFunc（pending是狀態標記，保證timerFunc在下一個tick之前只執行一次）。

timerFunc是什麼？

看了源碼發現timerFunc會檢測當前環境而不同實現，其實就是按照Promise，MutationObserver，setTimeout優先級，哪個存在使用哪個，最不濟的環境下使用setTimeout。

這裡解釋一下，總共有Promise、MutationObserver以及setTimeout三種嘗試得到timerFunc的方法。
優先使用Promise，在Promise不存在的情況下使用MutationObserver，這兩個方法的回呼函數都會在microtask中執行，它們會比setTimeout更早執行，所以優先使用。
如果上述兩種方法都不支援的環境則會使用setTimeout，在task尾部推入這個函數，等待呼叫執行。

為什麼要優先使用microtask？我在顧軼事在知乎的回答中學習到：

JS 的event loop 執行時會區分task 和microtask，引擎在每個task 執行完畢，從隊列中取下一個task 來執行之前，會先執行完所有microtask 佇列中的microtask。

setTimeout 回呼會被指派到一個新的 task 中執行，而 Promise 的 resolver、MutationObserver 的回呼都會被安排到一個新的 microtask 中執行，而會比 setTimeout 產生的 task 先執行。

要建立一個新的 microtask，優先使用 Promise，如果瀏覽器不支持，再嘗試 MutationObserver。

實在不行，只能用 setTimeout 建立 task 了。

為啥要用 microtask？

根據 HTML Standard，在每個 task 運行完以後，UI 都會重渲染，那麼在 microtask 中就完成資料更新，目前 task 結束就可以得到最新的 UI 了。

反之如果新建一個 task 來做資料更新，那麼渲染就會進行兩次。

參考顧軼事靈知乎的回答

首先是Promise，(Promise.resolve()).then()可以在microtask中加入它的回調，

MutationObserver新建一個textNode的DOM對象，用MutationObserver綁定該DOM並指定回呼函數，在DOM變化的時候則會觸發回調,該回調會進入microtask，即textNode.data = String(counter)時便會加入該回調。

setTimeout是最后的一种备选方案，它会将回调函数加入task中，等到执行。

综上，nextTick的目的就是产生一个回调函数加入task或者microtask中，当前栈执行完以后（可能中间还有别的排在前面的函数）调用该回调函数，起到了异步触发（即下一个tick时触发）的目的。

flushSchedulerQueue

/*Github:https://github.com/answershuto*/
/**
 * Flush both queues and run the watchers.
 */
 /*nextTick的回调函数，在下一个tick时flush掉两个队列同时运行watchers*/
function flushSchedulerQueue () {
 flushing = true
 let watcher, id

 // Sort queue before flush.
 // This ensures that:
 // 1. Components are updated from parent to child. (because parent is always
 // created before the child)
 // 2. A component's user watchers are run before its render watcher (because
 // user watchers are created before the render watcher)
 // 3. If a component is destroyed during a parent component's watcher run,
 // its watchers can be skipped.
 /*
 给queue排序，这样做可以保证：
 1.组件更新的顺序是从父组件到子组件的顺序，因为父组件总是比子组件先创建。
 2.一个组件的user watchers比render watcher先运行，因为user watchers往往比render watcher更早创建
 3.如果一个组件在父组件watcher运行期间被销毁，它的watcher执行将被跳过。
 */
 queue.sort((a, b) => a.id - b.id)

 // do not cache length because more watchers might be pushed
 // as we run existing watchers
 /*这里不用index = queue.length;index > 0; index--的方式写是因为不要将length进行缓存，因为在执行处理现有watcher对象期间，更多的watcher对象可能会被push进queue*/
 for (index = 0; index < queue.length; index++) {
 watcher = queue[index]
 id = watcher.id
 /*将has的标记删除*/
 has[id] = null
 /*执行watcher*/
 watcher.run()
 // in dev build, check and stop circular updates.
 /*
  在测试环境中，检测watch是否在死循环中
  比如这样一种情况
  watch: {
  test () {
   this.test++;
  }
  }
  持续执行了一百次watch代表可能存在死循环
 */
 if (process.env.NODE_ENV !== &#39;production&#39; && has[id] != null) {
  circular[id] = (circular[id] || 0) + 1
  if (circular[id] > MAX_UPDATE_COUNT) {
  warn(
   &#39;You may have an infinite update loop &#39; + (
   watcher.user
    ? `in watcher with expression "${watcher.expression}"`
    : `in a component render function.`
   ),
   watcher.vm
  )
  break
  }
 }
 }

 // keep copies of post queues before resetting state
 /**/
 /*得到队列的拷贝*/
 const activatedQueue = activatedChildren.slice()
 const updatedQueue = queue.slice()

 /*重置调度者的状态*/
 resetSchedulerState()

 // call component updated and activated hooks
 /*使子组件状态都改编成active同时调用activated钩子*/
 callActivatedHooks(activatedQueue)
 /*调用updated钩子*/
 callUpdateHooks(updatedQueue)

 // devtool hook
 /* istanbul ignore if */
 if (devtools && config.devtools) {
 devtools.emit(&#39;flush&#39;)
 }
}

flushSchedulerQueue是下一个tick时的回调函数，主要目的是执行Watcher的run函数，用来更新视图

为什么要异步更新视图

来看一下下面这一段代码

<template>
 <p>
 <p>{{test}}</p>
 </p>
</template>

export default {
 data () {
  return {
   test: 0
  };
 },
 created () {
  for(let i = 0; i < 1000; i++) {
  this.test++;
  }
 }
}

现在有这样的一种情况，created的时候test的值会被++循环执行1000次。

每次++时，都会根据响应式触发setter->Dep->Watcher->update->patch。

如果这时候没有异步更新视图，那么每次++都会直接操作DOM更新视图，这是非常消耗性能的。

所以Vue.js实现了一个queue队列，在下一个tick的时候会统一执行queue中Watcher的run。同时，拥有相同id的Watcher不会被重复加入到该queue中去，所以不会执行1000次Watcher的run。最终更新视图只会直接将test对应的DOM的0变成1000。
保证更新视图操作DOM的动作是在当前栈执行完以后下一个tick的时候调用，大大优化了性能。

访问真实DOM节点更新后的数据

所以我们需要在修改data中的数据后访问真实的DOM节点更新后的数据，只需要这样，我们把文章第一个例子进行修改。

<template>
 <p>
 <p ref="test">{{test}}</p>
 <button @click="handleClick">tet</button>
 </p>
</template>

export default {
 data () {
  return {
   test: 'begin'
  };
 },
 methods () {
  handleClick () {
   this.test = 'end';
   this.$nextTick(() => {
    console.log(this.$refs.test.innerText);//打印"end"
   });
   console.log(this.$refs.test.innerText);//打印“begin”
  }
 }
}

使用Vue.js的global API的$nextTick方法，即可在回调中获取已经更新好的DOM实例了。

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以上是Vue.js非同步更新DOM策略及nextTick實例詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！