nextTick实现原理

在使用Vue.js开发的时候，如果我们要根据数据状态操作正确的DOM，那么我们一定和nextTick()方法打过交道，它是Vue.js中一个比较核心的一个方法，在这一章节中我们来介绍Vue.js中nextTick是如何实现的。

异步知识

由于nextTick涉及到许多与异步相关联的知识，因此为了降低学习难度，我们先来介绍这些异步知识。

Event Loop

我们都知道JavaScript是单线程的，它是基于Event Loop事件循环来执行的，Event Loop在执行的时候遵循一定的规则：所有同步任务都在主线程中执行，形成一个执行栈，所有异步任务，都会被暂时放入一个任务队列中，当所有同步任务执行完毕时，会读取这个任务队列让其进入执行栈，开始执行。以上介绍属于一次执行机制，主线程不断重复这个过程就形成了Event Loop事件循环。

以上是对Event Loop的大体介绍，但在Event Loop执行的时候，还有一些细节需要我们去掌握。

我们在派发更新章节提到过tick，那么什么是tick？tick就是主线程的一次执行过程。所有异步任务都是通过任务队列来调度的，任务队列中存放的是一个个任务(task)，而这一个个task按照规范，又分为macro task宏任务和micro task微任务。macro task和micro task在执行的时候存在一个微妙的关系：每个macro task执行结束后，会清空所有的micro task。

在浏览器环境下，macro task和micro task对应如下：

macro task宏任务：MessageChannel、postMessage、setImmediate和setTimeout。
micro task微任务：Promise.then和MutationObsever。

Event Loop

MutationObserver

在MDN文档open in new window中，我们可以看到MutationObserver的详细用法，它不是很复杂，它的作用是：创建并返回一个新的 MutationObserver实例，它会在指定的DOM发生变化时被调用。

我们按照文档介绍，来撰写一个例子：

const callback = () => {
  console.log('text node data change')
}
const observer = new MutationObserver(callback)
let count = 1
const textNode = document.createTextNode(count)
observer.observe(textNode, {
  characterData: true
})

function func () {
  count++
  textNode.data = count
}
func() // text node data change

代码分析：

首先定义了callback回调函数和MutationObserver的实例对象，其中构造函数传递的参数是我们的callback。
然后创建一个文本节点并传入文本节点的初始文本，接着调用MutationObserver实例的observe方法，传入我们创建的文本节点和一个config观察配置对象，其中characterData:true的意思是：我们要观察textNode节点的文本变动。config还有其他选项属性，你可以在MDN文档中查看到。
接着，我们定义一个func函数，这个函数主要做的事情就是修改textNode文本节点中的文本内容，当文本内容变动后，callback会自动被调用，因此输出text node data change。

在了解了MutationObserver的用法后，我们来看一下nextTick方法中，是如何使用MutationObserver的：

import { isIE, isNative } from './env'

// 省略代码
else if (!isIE && typeof MutationObserver !== 'undefined' && (
  isNative(MutationObserver) ||
  // PhantomJS and iOS 7.x
  MutationObserver.toString() === '[object MutationObserverConstructor]'
)) {
  // Use MutationObserver where native Promise is not available,
  // e.g. PhantomJS, iOS7, Android 4.4
  // (#6466 MutationObserver is unreliable in IE11)
  let counter = 1
  const observer = new MutationObserver(flushCallbacks)
  const textNode = document.createTextNode(String(counter))
  observer.observe(textNode, {
    characterData: true
  })
  timerFunc = () => {
    counter = (counter + 1) % 2
    textNode.data = String(counter)
  }
  isUsingMicroTask = true
}

我们可以看到，nextTick中首先判断了非IE浏览器并且MutationObserver可用且为原生MutationObserver时才会使用MutationObserver。对于判断非IE浏览器的情况，你可以看Vue.js的issue#6466open in new window来查看原因。

setImmediate和setTimeout

setTimeout对于大部分人来说是非常常见的一个定时器方法，因此我们不做过多的介绍。

在nextTick方法实现中，它使用到了setImmediate，我们在Can I Useopen in new window网站上可以发现，这个API方法只存在于高版本IE浏览器和低版本Edge浏览器中，其它浏览器不支持。

那么为什么会使用这个方法呢，这是因为我们之前提到的一个issue：MutationObserver在IE浏览器中并不可靠，因此在IE浏览器下降级到使用setImmediate，我们可以把setImmediate看做和setTimeout一样。

setImmediate(() => {
  console.log('setImmediate')
}, 0)
// 约等于
setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout')
}, 0)

nextTick实现

介绍完nextTick与异步相关的知识后，我们来的分析一下nextTick方法的实现，首先要说的是：异步降级。

let timerFunc

// 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 next, $flow-disable-line */
if (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {
  const p = Promise.resolve()
  timerFunc = () => {
    p.then(flushCallbacks)
    // In problematic UIWebViews, Promise.then doesn't completely break, but
    // it can get stuck in a weird state where callbacks are pushed into the
    // microtask queue but the queue isn'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)
  }
  isUsingMicroTask = true
} else if (!isIE && typeof MutationObserver !== 'undefined' && (
  isNative(MutationObserver) ||
  // PhantomJS and iOS 7.x
  MutationObserver.toString() === '[object MutationObserverConstructor]'
)) {
  // Use MutationObserver where native Promise is not available,
  // e.g. PhantomJS, iOS7, Android 4.4
  // (#6466 MutationObserver is unreliable in IE11)
  let counter = 1
  const observer = new MutationObserver(flushCallbacks)
  const textNode = document.createTextNode(String(counter))
  observer.observe(textNode, {
    characterData: true
  })
  timerFunc = () => {
    counter = (counter + 1) % 2
    textNode.data = String(counter)
  }
  isUsingMicroTask = true
} else if (typeof setImmediate !== 'undefined' && isNative(setImmediate)) {
  // Fallback to setImmediate.
  // Technically it leverages the (macro) task queue,
  // but it is still a better choice than setTimeout.
  timerFunc = () => {
    setImmediate(flushCallbacks)
  }
} else {
  // Fallback to setTimeout.
  timerFunc = () => {
    setTimeout(flushCallbacks, 0)
  }
}

我们在前面介绍过Event Loop事件循环，由于macro task和micro task特殊的执行机制，我们首先判断当前浏览器是否支持Promise，如果不支持，则降级到判断是否支持MutationObserver，如果还不支持，则继续降级到判断是否支持setImmediate，最后降级使用setTimeout。

在介绍完异步降级之后，我们来看nextTick的实现代码：

const callbacks = []
let pending = false
export function nextTick (cb?: Function, ctx?: Object) {
  let _resolve
  callbacks.push(() => {
    if (cb) {
      try {
        cb.call(ctx)
      } catch (e) {
        handleError(e, ctx, 'nextTick')
      }
    } else if (_resolve) {
      _resolve(ctx)
    }
  })
  if (!pending) {
    pending = true
    timerFunc()
  }
  // $flow-disable-line
  if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {
    return new Promise(resolve => {
      _resolve = resolve
    })
  }
}

nextTick真正的代码并不复杂，首先会把传入的cb收集起来，然后判断pending为false的时候开始执行timerFunc方法，其中timeFunc在异步降级的过程中被定义的。nextTick方法在最后还进行了判断，如果没有传入cb并且支持Promise的话，它会返回一个promise，因此我们在使用nextTick的时候可以有两种使用方式：

const callback = () => {
  console.log('nextTick callback')
}
// 方式一
this.$nextTick(callback)

// 方式二
this.$nextTick().then(() => {
  callback()
})

在最后，我们来看一个在之前没有提到的flushCallbacks方法实现：

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]()
  }
}

flushCallbacks方法的主要作用就是：将pending状态还原为false并且遍历callbacks数组中的方法并执行。

# nextTick实现原理

# 异步知识

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# MutationObserver

# setImmediate和setTimeout

# nextTick实现

nextTick实现原理

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Event Loop

MutationObserver

setImmediate和setTimeout

nextTick实现