Vue源码解析之nextTick

前言

nextTick是Vue的一个核心功能，在Vue内部实现中也经常用到nextTick。但是，很多新手不理解nextTick的原理，甚至不清楚nextTick的作用。

那么，我们就先来看看nextTick是什么。

nextTick功能

看看官方文档的描述：

在下次 DOM 更新循环结束之后执行延迟回调。在修改数据之后立即使用这个方法，获取更新后的 DOM。

再看看官方示例：

// 修改数据
vm.msg = 'Hello'
// DOM 还没有更新
Vue.nextTick(function () {
  // DOM 更新了
})

// 作为一个 Promise 使用 (2.1.0 起新增，详见接下来的提示)
Vue.nextTick()
  .then(function () {
    // DOM 更新了
  })

2.1.0 起新增：如果没有提供回调且在支持 Promise 的环境中，则返回一个 Promise。请注意 Vue 不自带 Promise 的 polyfill，所以如果你的目标浏览器不原生支持 Promise (IE：你们都看我干嘛)，你得自己提供 polyfill。

可以看到，nextTick主要功能就是改变数据后让回调函数作用于dom更新后。很多人一看到这里就懵逼了，为什么需要在dom更新后再执行回调函数，我修改了数据后，不是dom自动就更新了吗？

这个和JS中的Event Loop有关，网上教程不计其数，在此就不再赘述了。建议明白Event Loop后再继续向下阅读本文。

举个实际的例子：

我们有个带有分页器的表格，每次翻页需要选中第一项。正常情况下，我们想的是点击翻页器，向后台获取数据，更新表格数据，操纵表格API选中第一项。
但是，你会发现，表格数据是更新了，但是并没有选中第一项。因为，你选中第一项时，虽然数据更新了，但是DOM并没有更新。此时，你可以使用nextTick，在DOM更新后再操纵表格第一项的选中。

那么，nextTick到底做了什么了才能实现在DOM更新后执行回调函数？

源码分析

nextTick的源码位于src/core/util/next-tick.js，总计118行，十分的短小精悍，十分适合初次阅读源码的同学。

nextTick源码主要分为两块：

1.能力检测
2.根据能力检测以不同方式执行回调队列

1、能力检测

这一块其实很简单，众所周知，Event Loop分为宏任务（macro task）以及微任务（ micro task），不管执行宏任务还是微任务，完成后都会进入下一个tick，并在两个tick之间执行UI渲染。

但是，宏任务耗费的时间是大于微任务的，所以在浏览器支持的情况下，优先使用微任务。如果浏览器不支持微任务，使用宏任务；但是，各种宏任务之间也有效率的不同，需要根据浏览器的支持情况，使用不同的宏任务。

nextTick在能力检测这一块，就是遵循的这种思想。

// Determine (macro) task defer implementation.
// Technically setImmediate should be the ideal choice, but it's only available
// in IE. The only polyfill that consistently queues the callback after all DOM
// events triggered in the same loop is by using MessageChannel.
/* istanbul ignore if */
// 如果浏览器不支持Promise，使用宏任务来执行nextTick回调函数队列
// 能力检测，测试浏览器是否支持原生的setImmediate（setImmediate只在IE中有效）
if (typeof setImmediate !== 'undefined' && isNative(setImmediate)) {
  // 如果支持，宏任务（ macro task）使用setImmediate
  macroTimerFunc = () => {
    setImmediate(flushCallbacks)
  }
  // 同上
} else if (typeof MessageChannel !== 'undefined' && (
  isNative(MessageChannel) ||
  // PhantomJS
  MessageChannel.toString() === '[object MessageChannelConstructor]'
)) {
  const channel = new MessageChannel()
  const port = channel.port2
  channel.port1.onmessage = flushCallbacks
  macroTimerFunc = () => {
    port.postMessage(1)
  }
} else {
  /* istanbul ignore next */
  // 都不支持的情况下，使用setTimeout
  macroTimerFunc = () => {
    setTimeout(flushCallbacks, 0)
  }
}

首先，检测浏览器是否支持setImmediate，不支持就使用MessageChannel，再不支持只能使用效率最差但是兼容性最好的setTimeout了。

之后，检测浏览器是否支持Promise，如果支持，则使用Promise来执行回调函数队列，毕竟微任务速度大于宏任务。如果不支持的话，就只能使用宏任务来执行回调函数队列。

2、执行回调函数队列

执行回调函数队列的代码刚好在一头一尾

// 回调函数队列
const callbacks = []
// 异步锁
let pending = false

// 执行回调函数
function flushCallbacks () {
  // 重置异步锁
  pending = false
  // 防止出现nextTick中包含nextTick时出现问题，在执行回调函数队列前，提前复制备份，清空回调函数队列
  const copies = callbacks.slice(0)
  callbacks.length = 0
  // 执行回调函数队列
  for (let i = 0; i < copies.length; i++) {
    copies[i]()
  }
}

...

// 我们调用的nextTick函数
export function nextTick (cb?: Function, ctx?: Object) {
  let _resolve
  // 将回调函数推入回调队列
  callbacks.push(() => {
    if (cb) {
      try {
        cb.call(ctx)
      } catch (e) {
        handleError(e, ctx, 'nextTick')
      }
    } else if (_resolve) {
      _resolve(ctx)
    }
  })
  // 如果异步锁未锁上，锁上异步锁，调用异步函数，准备等同步函数执行完后，就开始执行回调函数队列
  if (!pending) {
    pending = true
    if (useMacroTask) {
      macroTimerFunc()
    } else {
      microTimerFunc()
    }
  }
  // $flow-disable-line
  // 2.1.0新增，如果没有提供回调，并且支持Promise，返回一个Promise
  if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      _resolve = resolve
    })
  }
}

总体流程就是，接收回调函数，将回调函数推入回调函数队列中。

同时，在接收第一个回调函数时，执行能力检测中对应的异步方法（异步方法中调用了回调函数队列）。

如何保证只在接收第一个回调函数时执行异步方法？

nextTick源码中使用了一个异步锁的概念，即接收第一个回调函数时，先关上锁，执行异步方法。此时，浏览器处于等待执行完同步代码就执行异步代码的情况。

打个比喻：相当于一群旅客准备上车，当第一个旅客上车的时候，车开始发动，准备出发，等到所有旅客都上车后，就可以正式开车了。

当然执行flushCallbacks函数时有个难以理解的点，即：为什么需要备份回调函数队列？执行的也是备份的回调函数队列？

因为，会出现这么一种情况：nextTick套用nextTick。如果flushCallbacks不做特殊处理，直接循环执行回调函数，会导致里面nextTick中的回调函数会进入回调队列。这就相当于，下一个班车的旅客上了上一个班车。

可以看到，在简易版的nextTick中，通过nextTick接收回调函数，通过setTimeout来异步执行回调函数。通过这种方式，可以实现在下一个tick中执行回调函数，即在UI重新渲染后执行回调函数。

关于Event Loop（结合 ES6 的 microtask 与 macrotask）

检验是否理解事件循环，不依靠控制台，猜一下下面的结果：

提示： async 会返回 Promise 对象； await 会等待 Promise 对象完成，期间会让出线程。

async function async1(){
    console.log('async1 start')
    await async2()
    console.log('async1 end')
}
async function async2(){
    console.log('async2')
}
console.log('script start')
setTimeout(function(){
    console.log('setTimeout')
},0)  
async1();
new Promise(function(resolve){
    console.log('promise1')
    resolve();
}).then(function(){
    console.log('promise2')
})
console.log('script end')

再看看修改版的结果会是啥：

async function async1(){
    console.log('async1 start')
    await async2()
    console.log('async1 end')
}
function async2(){ // 去掉了 async 关键字
    console.log('async2');
}
console.log('script start')
setTimeout(function(){
    console.log('setTimeout')
},0)  
async1();
new Promise(function(resolve){
    console.log('promise1')
    resolve();
}).then(function(){
    console.log('promise2')
})
console.log('script end')

实现一个简易的nextTick

说了这么多，我们来实现一个简单的nextTick：

let callbacks = []
let pending = false

function nextTick (cb) {
    callbacks.push(cb)

    if (!pending) {
        pending = true
        setTimeout(flushCallback, 0)
    }
}

function flushCallback () {
    pending = false
    let copies = callbacks.slice()
    callbacks.length = 0
    copies.forEach(copy => {
        copy()
    })
}