【源码&库】Vue3 中的 nextTick 魔法背后的原理

在使用Vue的时候，最让人着迷的莫过于nextTick了，它可以让我们在下一次DOM更新循环结束之后执行延迟回调。

所以我们想要拿到更新的后的DOM就上nextTick，想要在DOM更新之后再执行某些操作还上nextTick，不知道页面什么时候挂载完成依然上nextTick。

虽然我不懂Vue的内部实现，但是我知道有问题上nextTick就对了，你天天上nextTick，那么nextTick为什么可以让你这么爽你就不好奇吗？

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系列章节：

• 【源码&库】跟着 Vue3 学习前端模块化
• 【源码&库】在调用 createApp 时，Vue 为我们做了那些工作？
• 【源码&库】细数 Vue3 的实例方法和属性背后的故事

首发在掘金，无任何引流的意思。

nextTick 简介

根据官网的简单介绍，nextTick是等待下一次 DOM 更新刷新的工具方法。

类型定义如下：

function nextTick(callback?: () => void): Promise<void> {}

然后再根据官网的详细介绍，我们可以知道nextTick的大体实现思路和用法：

当你在 Vue 中更改响应式状态时，最终的 DOM 更新并不是同步生效的，而是由 Vue 将它们缓存在一个队列中，直到下一个“tick”才一起执行。
这样是为了确保每个组件无论发生多少状态改变，都仅执行一次更新。

nextTick()可以在状态改变后立即使用，以等待 DOM 更新完成。
你可以传递一个回调函数作为参数，或者 await 返回的 Promise。

官网的解释已经很详细了，我就不过度解读，接下来就是分析环节了。

nextTick 的一些细节和用法

nextTick 的用法

首先根据官网的介绍，我们可以知道nextTick有两种用法：

• 传入回调函数

nextTick(() => {
  // DOM 更新了
})

• 返回一个Promise

nextTick().then(() => {
  // DOM 更新了
})

那么这两种方法可以混用吗？

nextTick(() => {
  // DOM 更新了
}).then(() => {
  // DOM 更新了
})

nextTick 的现象

写了一个很简单的demo，发现是可以混用的，并且发现一个有意思的现象：

const {createApp, h, nextTick} = Vue;

const app = createApp({
    data() {
        return {
            count: 0
        };
    },
    methods: {
        push() {
            nextTick(() => {
                console.log('callback before');
            }).then(() => {
                console.log('promise before');
            });

            this.count++;

            nextTick(() => {
                console.log('callback after');
            }).then(() => {
                console.log('promise after');
            });
        }
    },
    render() {
        console.log('render', this.count);

        const pushBtn = h("button", {
            innerHTML: "增加",
            onClick: this.push
        });

        const countText = h("p", {
            innerHTML: this.count
        });

        return h("div", {}, [pushBtn, countText]);
    }
});

app.mount("#app");

我这里为了简单使用的vue.global.js，使用方式和Vue3一样，只是没有使用ESM的方式引入。

运行结果如下：

在我这个示例里面，点击增加按钮，会对count进行加一操作，这个方法里面可以分为三个部分：

1. 使用nextTick，并使用回调函数和Promise的混合使用
2. 对count进行加一操作
3. 使用nextTick，并使用回调函数和Promise的混合使用

第一个注册的nextTick，在count加一之前执行，第二个注册的nextTick，在count加一之后执行。

但是最后的结果却是非常的有趣：

callback before
render 1
promise before
callback after
promise after

第一个注册的nextTick，回调函数是在render之前执行的，而Promise是在render之后执行的。

第二个注册的nextTick，回调函数是在render之后执行的，而Promise是在render之后执行的。

并且两个nextTick的回调函数都是优先于Promise执行的。

如何解释这个现象呢？我们将从nextTick的实现开始分析。

nextTick 的实现

nextTick的源码在packages/runtime-core/src/scheduler.ts文件中，只有两百多行，感兴趣的可以直接去看ts版的源码，我们还是看打包之后的源码。

const resolvedPromise = /*#__PURE__*/ Promise.resolve();
let currentFlushPromise = null;
function nextTick(fn) {
    const p = currentFlushPromise || resolvedPromise;
    return fn ? p.then(this ? fn.bind(this) : fn) : p;
}

猛一看人都傻了，nextTick的代码居然就这么一点？再仔细看看，发现nextTick的实现其实是一个Promise的封装。

暂时不考虑别的东西，就看看这点代码，我们可以知道：

• nextTick返回的是一个Promise
• nextTick的回调函数是在Promise的then方法中执行的

现在回到我们之前的demo，其实我们已经找到一部分的答案了：

nextTick(() => {
    console.log('callback before');
}).then(() => {
    console.log('promise before');
});

this.count++;

上面最终执行的顺序，用代码表示就是：

function nextTick(fn) {
    // 2. 返回一个 Promise, 并且在 Promise 的 then 方法中执行回调函数
    return Promise.resolve().then(fn);
}

// 1. 调用 nextTick，注册回调函数
const p = nextTick(() => {
    console.log('callback before');
})

// 3. 在 Promise 的 then 方法注册一个新的回调
p.then(() => {
    console.log('promise before');
});

// 4. 执行 count++
this.count++;

从拆解出来的代码中，我们可以看到的是：

• nextTick返回的是一个Promise
• nextTick的回调函数是在Promise的then方法中执行的

而根据Promise的特性，我们知道Promise是可以链式调用的，所以我们可以这样写：

Promise.resolve().then(() => {
    // ...
}).then(() => {
    // ...
}).then(() => {
    // ...
});

而且根据Promise的特性，每次返回的Promise都是一个新的Promise；

同时我们也知道Promise的then方法是异步执行的，所以上面的代码的执行顺序也就有了一定的猜测，但是现在不下结论，我们继续深挖。

nextTick 的实现细节

上面的源码虽然很短，但是里面有一个currentFlushPromise变量，并且这个变量是使用let声明的，所有的变量都使用const声明，这个变量是用let来声明的，肯定是有货的。

通过搜索，我们可以找到这个变量变量的使用地方，发现有两个方法在使用这个变量：

• queueFlush：将currentFlushPromise设置为一个Promise
• flushJobs：将currentFlushPromise设置为null

queueFlush

// 是否正在刷新
let isFlushing = false;

// 是否有任务需要刷新
let isFlushPending = false;

// 刷新任务队列
function queueFlush() {
    // 如果正在刷新，并且没有任务需要刷新
    if (!isFlushing && !isFlushPending) {
        
        // 将 isFlushPending 设置为 true，表示有任务需要刷新
        isFlushPending = true;
        
        // 将 currentFlushPromise 设置为一个 Promise, 并且在 Promise 的 then 方法中执行 flushJobs
        currentFlushPromise = resolvedPromise.then(flushJobs);
    }
}

这些代码其实不用写注释也很看懂，见名知意，其实这里已经可以初窥端倪了：

• queueFlush是一个用来刷新任务队列的方法
• isFlushing表示是否正在刷新，但是不是在这个方法里面使用的
• isFlushPending表示是否有任务需要刷新，属于排队任务
• currentFlushPromise表示当前就需要刷新的任务

现在结合上面的nextTick的实现，其实我们会发现一个很有趣的地方，resolvedPromise他们两个都有在使用：

const resolvedPromise = Promise.resolve();
function nextTick(fn) {
    // nextTick 使用 resolvedPromise 
    return resolvedPromise.then(fn);
}

function queueFlush() {
    // queueFlush 也使用 resolvedPromise
    currentFlushPromise = resolvedPromise.then(flushJobs);
}

上面代码再简化一下，其实是下面这样的：

const resolvedPromise = Promise.resolve();
resolvedPromise.then(() => {
    // ...
});

resolvedPromise.then(() => {
    // ...
});

其实就是利用Promise的then方法可以注册多个回调函数的特性，将需要刷新的任务都注册到同一个Promise的then方法中，这样就可以保证这些任务的执行顺序，就是一个队列。

flushJobs

在上面的queueFlush方法中，我们知道了queueFlush是一个用来刷新任务队列的方法；

那么刷新什么任务呢？反正最后传入的是一个flushJobs方法，同时这个方法里面也使用到了currentFlushPromise，这不就串起来吗，赶紧来看看：

// 任务队列
const queue = [];

// 当前正在刷新的任务队列的索引
let flushIndex = 0;

// 刷新任务
function flushJobs(seen) {
    // 将 isFlushPending 设置为 false，表示当前没有任务需要等待刷新了
    isFlushPending = false;
    
    // 将 isFlushing 设置为 true，表示正在刷新
    isFlushing = true;
    
    // 非生产环境下，将 seen 设置为一个 Map
    if ((process.env.NODE_ENV !== 'production')) {
        seen = seen || new Map();
    }
    
    // 刷新前，需要对任务队列进行排序
    // 这样可以确保：
    // 1. 组件的更新是从父组件到子组件的。
    //    因为父组件总是在子组件之前创建，所以它的渲染优先级要低于子组件。
    // 2. 如果父组件在更新的过程中卸载了子组件，那么子组件的更新可以被跳过。
    queue.sort(comparator);
    
    // 非生产环境下，检查是否有递归更新
    // checkRecursiveUpdates 方法的使用必须在 try ... catch 代码块之外确定，
    // 因为 Rollup 默认会在 try-catch 代码块中进行 treeshaking 优化。
    // 这可能会导致所有警告代码都不会被 treeshaking 优化。
    // 虽然它们最终会被像 terser 这样的压缩工具 treeshaking 优化，
    // 但有些压缩工具会失败（例如：https://github.com/evanw/esbuild/issues/1610)
    const check = (process.env.NODE_ENV !== 'production')
        ? (job) => checkRecursiveUpdates(seen, job)
        : NOOP;
    
    // 检测递归调用是一个非常巧妙的操作，感兴趣的可以去看看源码，这里不做讲解
    try {
        for (flushIndex = 0; flushIndex < queue.length; flushIndex++) {
            const job = queue[flushIndex];
            if (job && job.active !== false) {
                if ((process.env.NODE_ENV !== 'production') && check(job)) {
                    continue;
                }
                
                // 执行任务
                callWithErrorHandling(job, null, 14 /* ErrorCodes.SCHEDULER */);
            }
        }
    }
    finally {
        // 重置 flushIndex
        flushIndex = 0;
        
        // 快速清空队列，直接给 数组的 length属性 赋值为 0 就可以清空数组
        queue.length = 0;
        
        // 刷新生命周期的回调
        flushPostFlushCbs(seen);
        
        // 将 isFlushing 设置为 false，表示当前刷新结束
        isFlushing = false;
        
        // 将 currentFlushPromise 设置为 null，表示当前没有任务需要刷新了
        currentFlushPromise = null;
        
        // pendingPostFlushCbs 存放的是生命周期的回调，
        // 所以可能在刷新的过程中又有新的任务需要刷新
        // 所以这里需要判断一下，如果有新添加的任务，就需要再次刷新
        if (queue.length || pendingPostFlushCbs.length) {
            flushJobs(seen);
        }
    }
}

flushJobs首先会将isFlushPending设置为false，当前批次的任务已经开始刷新了，所以就不需要等待了，然后将isFlushing设置为true，表示正在刷新。

这一点和queueFlush方法正好相反，但是它们的功能是相互辉映的，queueFlush表示当前有任务需要属性，flushJobs表示当前正在刷新任务。

而任务的执行是通过callWithErrorHandling方法来执行的，里面的代码很简单，就是执行方法并捕获执行过程中的错误，然后将错误交给onErrorCaptured方法来处理。

而刷新的任务都存放在queue属性中，这个queue就是我们上面说的任务队列，这个任务队列里面存放的就是我们需要刷新的任务。

最后清空queue然后执行flushPostFlushCbs方法，flushPostFlushCbs方法通常存放的是生命周期的回调，比如mounted、updated等。

queue 的任务添加

上面提到了queue，那么queue是怎么添加任务的呢？

通过搜索，我们可以定位到queueJob方法，这个方法就是用来添加任务的：

// 添加任务，这个方法会在下面的 queueFlush 方法中被调用
function queueJob(job) {
    // 通过 Array.includes() 的 startIndex 参数来搜索任务队列中是否已经存在相同的任务
    // 默认情况下，搜索的起始索引包含了当前正在执行的任务
    // 所以它不能递归地再次触发自身
    // 如果任务是一个 watch() 回调，那么搜索的起始索引就是 +1，这样就可以递归调用了
    // 但是这个递归调用是由用户来保证的，不能无限递归
    if (!queue.length ||
        !queue.includes(job, isFlushing && job.allowRecurse ? flushIndex + 1 : flushIndex)) {
        // 如果任务没有 id 属性，那么就将任务插入到任务队列中
        if (job.id == null) {
            queue.push(job);
        }
        
        // 如果任务有 id 属性，那么就将任务插入到任务队列的合适位置
        else {
            queue.splice(findInsertionIndex(job.id), 0, job);
        }
        
        // 刷新任务队列
        queueFlush();
    }
}

这里的job是一个函数，也就是我们需要刷新的任务，但是这个函数会拓展一些属性，比如id、pre、active等。

在ts版的源码中有对job的类型定义：

export interface SchedulerJob extends Function {
    // id 就是排序的依据
    id?: number
    // 在 id 相同的情况下，pre 为 true 的任务会先执行
    // 这个在刷新任务队列的时候，在排序的时候会用到，本文没有讲解这方面的内容
    pre?: boolean
    // 标识这个任务是否明确处于非活动状态，非活动状态的任务不会被刷新
    active?: boolean
    // 标识这个任务是否是 computed 的 getter
    computed?: boolean
    /**
     * 表示 effect 是否允许在由 scheduler 管理时递归触发自身。
     * 默认情况下，scheduler 不能触发自身，因为一些内置方法调用，例如 Array.prototype.push 实际上也会执行读取操作，这可能会导致令人困惑的无限循环。
     * 允许的情况是组件更新函数和 watch 回调。
     * 组件更新函数可以更新子组件属性，从而触发“pre”watch回调，该回调会改变父组件依赖的状态。
     * watch 回调不会跟踪它的依赖关系，因此如果它再次触发自身，那么很可能是有意的，这是用户的责任来执行递归状态变更，最终使状态稳定。
     */
    allowRecurse?: boolean
    /**
     * 在 renderer.ts 中附加到组件的渲染 effect 上用于在报告最大递归更新时获取组件信息。
     * 仅限开发。
     */
    ownerInstance?: ComponentInternalInstance
}

queueJob方法首先会判断queue中是否已经存在相同的任务，如果存在相同的任务，那么就不需要再次添加了。

这里主要是处理递归调用的问题，因为这里存放的任务大多数都是我们在修改数据的时候触发的；

而修改数据的时候用到了数组的方法，例如forEach、map等，这些方法在执行的时候，会触发getter，而getter中又会触发queueJob方法，这样就会导致递归调用。

所以这里会判断isFlushing，如果是正在刷新，那么就会将flushIndex设置为+1；

flushIndex是当前正在刷新的任务的索引，+1之后就从下一个任务开始搜索，这样就不会重复的往里面添加同一个任务导致递归调用。

而watch的回调是可以递归调用的，因为这个是用户控制的，所以这里就多了一个allowRecurse属性，如果是watch的回调，那么就会将allowRecurse设置为true。

这样就可以避免递归调用的问题，是一个非常巧妙的设计。

queueJob最后是被导出的，这个用于其他模块添加任务，比如watchEffect、watch等。

flushPostFlushCbs

flushPostFlushCbs方法是用来执行生命周期的回调的，比如mounted、updated等。

flushPostFlushCbs就不多讲了，整体的流程和flushJobs差不多；

不同的是flushPostFlushCbs会把任务备份，然后依次执行，并且不会捕获异常，是直接调用的。

感兴趣的同学可以自己查看源码。

问题的开始

回到最开始的问题，就是文章最开头的demo示例，先回顾一下demo的代码：

nextTick(() => {
    console.log('callback before');
}).then(() => {
    console.log('promise before');
});

this.count++;

nextTick(() => {
    console.log('callback after');
}).then(() => {
    console.log('promise after');
});

打印的结果是：

callback before
render 1
promise before
callback after
promise after

其实通过翻看源码已经很明确了，我们在注册第一个nextTick的时候，queue中并没有任何任务；

而且nextTick并不会调用queueJob方法，也不会调用flushJobs方法，所以这个时候任务队列是不会被刷新的。

但是resolvedPromise是一个成功的promise，所以传入到nextTick里面的回调函数会被放到微任务队列中，等待执行。

nextTick还会返回一个promise，所以我们返回的promise中then回调函数也会被放到微任务队列中，但是一定会落后于nextTick中的回调函数。

接着我们再执行this.count++，这里面的内部实现逻辑我们还没接触到，只需要知道他会触发queueJob方法，将任务添加到任务队列中即可。

最后我们又执行了一次nextTick，这个时候queue中已经有了任务，所以会调用flushJobs方法，将任务队列中的任务依次执行。

划重点：并且这个时候currentFlushPromise有值了，值是resolvedPromise执行完毕之后，返回的Promise。

和第一次不同的是，第一次执行nextTick的时候，currentFlushPromise是undefined，使用的是resolvedPromise;

可以理解为第一次执行nextTick的时候，是和flushJobs方法注册的任务使用的是同一个Promise。

第二次执行nextTick的时候，使用的是currentFlushPromise，这个Promise和flushJobs方法注册的任务不是同一个Promise。

这样就就保证了nextTick注册的回调函数会在flushJobs方法注册的回调函数之后执行。

具体的流程可以可以看下面的代码示例：

const resolvedPromise = Promise.resolve();
let count = 0;

// 第一次注册 nextTick
resolvedPromise.then(() => {
    console.log('callback before', count);
}).then(() => {
    console.log('promise before', count);
});

// 执行 this.count++
// 这里会触发 queueJob 方法，将任务添加到任务队列中
const currentFlushPromise = resolvedPromise.then(() => {
    count++;
    console.log('render', count);
});

// 第二次注册 nextTick
currentFlushPromise.then(() => {
    console.log('callback after', count);
}).then(() => {
    console.log('promise after', count);
});

上面的代码执行的结果大家可以自己在浏览器中执行一下，就会发现和我们的预期是一致的。

具体流程可以看下面的图：

graph TD
A[resolvedPromise] -->|注册 nextTick 回调| B[nextTick callback before]
B -->|在 nextTick 返回的 promise 注册 then 的回调| C[nextTick promise then]
A -->|执行 value++ 会触发 queueJob| D[value++]
D -->|执行 flushJobs 会将 resolvedPromise 返回的 promise 赋值到 currentFlushPromise| E[currentFlushPromise]
E -->|注册 nextTick 回调使用的是 currentFlushPromise| F[nextTick callback after]
F -->|在 nextTick 返回的 promise 注册 then 的回调| G[nextTick promise after]

上面一个同步的宏任务就执行完成了，接下来就是微任务队列了，流程如下：

graph TD
A[resolvedPromise] -->|直接调用 then 里面注册的回调函数| B[then callbacks]
B -->|注册了多个,依次执行| C[nextTick callback before]
C -->|注册了多个,依次执行| D[value++]

这样第二波任务也结束了，这一次的任务主要是刷新任务队列，这里执行的nextTick其实是上一个任务的tick（现在明白官网上说的直到下一个“tick”才一起执行是什么意思了吧）。

接着就执行下一个tick（是这么个意思吧，手动狗头），流程如下：

graph TD
A[nextTick promise then] -->|因为是先注册的,所以先执行| B[nextTick promise before]

结束了，没错，这次的任务就是执行nextTick返回的promise的then回调函数；

因为nextTick返回的promise和currentFlushPromise不是同一个promise，nextTick返回的promise的then是单独一个任务，并且优先级是高于currentFlushPromise的。

这次的任务结束，就又下一个tick了，流程如下：

graph TD
A[currentFlushPromise then] -->|因为是后注册的,所以相对于上面的后执行| B[nextTick callback after]

这次的任务就是执行currentFlushPromise的then回调函数，同时也是调用flushJobs，由flushJobs将resolvedPromise返回的Promise赋值给currentFlushPromise。

这次的任务结束，就是最后一个tick了，流程如下：

graph TD
A[nextTick promise after] -->|最后一个| B[nextTick promise after]

至此流程结束，过程很烧脑，但是理解了之后，发现非常的巧妙，对自己的思维能力有了很大的提升，同时也对异步的理解有了很大的提升。

总结

这篇文章主要是对Vue3中nextTick的实现原理进行了分析，通过分析源码，我们发现nextTick的实现原理非常的巧妙。

nextTick的实现原理是通过Promise来实现的，nextTick会返回一个Promise，并且nextTick的回调函数会被放到微任务队列中，等待执行。

如果在有任务排队的情况下注册nextTick，那么nextTick的回调函数会在任务队列中的任务执行完毕之后执行。

这里使用的思路非常简单，就是利用了Promise的可链式调用的特性，平时开发可能大家都用过，但是没想到可以这样用，真的是非常的巧妙。

这次就到这里了，感谢大家的阅读，如果有不对的地方，欢迎大家指正。