Vue—关于响应式（二、异步更新队列原理分析）

本节需要准备知识点：Event Loop、Promise

关于Event Loop介绍参考阮一峰老师的文章：

1. http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/10/event_loop.html
2. https://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html

关于Promise：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise

[上一节]学习了Vue通过Object.defineProperty拦截数据变化的响应式原理，数据变化后会触发notify方法来通知变更，这一节沿着图谱继续往下啃，收到通知后Vue会开启一个异步更新队列

两个问题：

1. Vue开启一个异步更新队列，为什么不是同步而是异步？

2. 不知道你有没有发现在Vue中修改data中的数据时，无论修改几次，最终模板只渲染一次，这是怎么做到的？

一、异步更新队列

先来看一段代码演示

把上一节的代码拿过来：

let x;
let y;
let f = (n) => n * 100;

let active;
let onXChange = function(cb) {
  active = cb;
  active();
};

class Dep {
  deps = new Set();

  // 收集依赖
  depend() {
    if (active) {
      this.deps.add(active);
    }
  }

  // 通知依赖更新
  notify() {
    this.deps.forEach((dep) => dep());
  }
}

let ref = (initValue) => {
  let value = initValue;
  let dep = new Dep();

  return Object.defineProperty({}, "value", {
    get() {
      dep.depend();
      return value;
    },
    set(newValue) {
      value = newValue;
      dep.notify();
    },
  });
};

x = ref(1);

onXChange(() => {
  y = f(x.value);
  console.log('onXChange', y);
});

x.value = 2;
x.value = 3;

假设我们现在不止依赖x，还有y、z，分别将x、y、z输出到页面上。我们现在依赖了x、y、z三个变量，那我们应该把这个onXChange函数名改成watch，就是它可以监听变化的意思，不单单只是监听一个x变化。

let x;
let y;
let z;

x = ref(1);
y = ref(2);
z = ref(3);

// 考虑到我们会依赖很多变量，因此将onXChange改成watch比较符合语义
watch(() => {
  document.write(`
    <p>
      x: ${f(x.value)}; y: ${f(y.value)}; z: ${f(z.value)}
    </p>
  `)
});

可以看到这三个值都被打印在页面上

现在我们对x、y、z的value进行修改

x.value = 2;
y.value = 3;
z.value = 4;

查看页面，结果没有问题，每个数据的变化都被监听到并且进行了响应

既然结果是对的，那我们的问题是什么？

这个问题是：每次数据变化都进行了响应，每次都渲染了模板，如果数据变化了一百次、一千次呢？难道要重复渲染一百遍、一千遍吗？

我们都知道频繁操作dom会影响网页性能，涉及重排和重绘的知识感兴趣请阅读阮一峰老师的文章：

https://www.ruanyifeng.com/blog/2015/09/web-page-performance-in-depth.html

因此，既要保证所有的依赖都准确更新，又要保证不能频繁渲染成为了首要问题，现在我们修改x.value、y.value、z.value都是同步通知依赖进行更新的，有没有一种机制可以等到我修改这些值之后再执行更新任务呢？

这个答案是——异步。

异步任务会等到同步任务清空后执行，借助这个特点和我们前面的分析，我们需要：

• 创建一个队列用来存储任务
• 创建一个将任务推入队列的方法
• 创建一个用来执行队列中任务的方法
• Promise（用来创建微任务）

按照步骤我们创建如下代码：

// 创建任务队列
let queue = [];

// 创建添加任务的方法
let queueJob = (job) => {
  // 过滤已经添加的任务
  if (!queue.includes(job)) {
    queue.push(job); // 添加任务
    flushJobs(); // 执行任务，请注意这里现在是伪代码
  }
};

// 创建执行任务的方法
let flushJobs = () => {
  let job;
  // 依次取出队列的任务赋值给job并执行，直到清空队列
  while ((job = queue.shift()) !== undefined) {
    job();
  }
};

// 创建Promise，待定

接着我们需要修改一下notify的代码，监听到数据变化后不立即调用依赖进行更新，而是将依赖添加到队列中

notify() {
  this.deps.forEach(dep => queueJob(dep));
}

回到页面，我们发现页面上还是重复渲染了三次模板

那我们写的这段代码有什么用呢？异步又体现在哪里呢？接着往下看

二、 nextTick原理分析

上面的代码中虽然我们开启了一个队列，并且成功将任务推入队列中进行执行，但本质上还是同步推入和执行的，我们要让它变成异步队列

我们创建nextTick函数，nextTick接收一个回调函数，返回一个状态为fulfilled的Promise，并将回调函数传给then方法

// 创建Promise
let nextTick = (cb) => Promise.resolve().then(cb);

然后只需要在添加任务时调用nextTick，将执行任务的flushJobs函数传给nextTick即可

let queueJob = (job) => {
  // 过滤已经添加的任务
  if (!queue.includes(job)) {
    queue.push(job); // 添加任务
    nextTick(flushJobs); // 推入微任务
  }
};

回到页面

虽然修改了x、y、z三个变量的value，最后页面上只渲染了一次。

再来总结一下这段代码的执行过程：

• 当修改x.value时会触发dep.notify()通知依赖更新，然后我们会开启一个队列将任务（这个任务就是active保存的回调函数）发给queueJob函数，queueJob函数判断当前任务有没有添加过，没有，添加当前任务并执行nextTick（Promise），由于Promise调用then方法时会将then中的回调函数推入微任务队列，所以flushJobs函数并不会立即执行，而是等到所有的同步任务都执行完成后再执行，也就是说要等到y、z修改value之后（如果后面还有别的同步代码则要继续等待），直到Event Loop下一个tick时才会执行flushJobs函数。（这三次通知触发的都是同一个active，所以queueJob只会往队列中添加一次任务）
• 因此，无论后面y、z的值进行多少次变更，当前这个更新任务只执行一次，这样就达到了优化的目的。

这也正是Vue采用的解决方案——异步更新队列，官方文档描述的很清楚

文档地址：https://cn.vuejs.org/v2/guide/reactivity.html#异步更新队列

三、结合Vue源码来看nextTick

在Vue中我们可以通过两种方式来调用nextTick：

• Vue.nextTick()
• this.$nextTick()

（至于什么时候使用nextTick，你不偷懒看了官方文档的话都能找到答案哈哈）

以下源码节选自vue2.6.11版本，这两个API分别在initGlobalAPI函数和renderMixin函数中挂载，它们都引用了nextTick函数

nextTick源码如下：

在内部它访问了外部的callbacks，这个callbacks就是前面提到的队列，nextTick一调用就给队列push一个回调函数，然后判断pending（pending的作用就是控制同一时间内只执行一次timerFunc），调用timerFunc()，最后返回了一个Promise（使用过nextTick的应该都知道吧）。

我们来看一下callbacks、pending、timerFunc是如何定义的

可以看到timerFunc函数只是调用了p.then方法并将flushCallbacks函数推入了微任务队列，而p是一个fulfilled状态的Promise，与我们自己的nextTick功能一致。

这个flushCallbacks函数又干了什么呢？

flushCallbacks中重新将pending置为初始值，复制callbacks队列中的任务后将队列清空，然后依次执行复制的任务，与我们自己的flushJobs函数功能一致。

看完上面的源码，可以总结出Vue是这么做的，又到了小学语文之——提炼中心思想的时候了

1. 监听到数据变化后调用dep.notify()进行通知，将任务放入队列，且相同的任务只添加一次
2. 调用Promise.resolve().then(flushCallbacks)，将执行任务的函数推入微任务队列，等待所有的同步任务完成后将进行执行
3. 所有同步执行完成，执行flushCallbacks函数进行渲染

对比一下我们自己写的代码，你学会了吗？