Vue3 的响应式系统源码级副作用函数（effect）调度与执行机制解析

题目描述
今天讲解 Vue3 响应式系统中副作用函数（effect）的调度与执行机制。我们将深入源码层面，分析 effect 如何被调度执行、调度器的核心逻辑、以及 Vue3 如何通过调度策略优化渲染性能。理解这一机制对处理异步更新、批量更新和自定义调度行为至关重要。

知识要点

1. 副作用函数（effect）的基本结构
2. 响应式依赖收集与触发更新的调度入口
3. 调度器（scheduler）的实现与执行策略
4. 批量更新（batching）和异步更新队列机制
5. 渲染 effect 的特殊调度逻辑

逐步解析

1. 副作用函数（effect）的基本结构
Vue3 的 effect 是一个包装函数，用于跟踪响应式数据的变化：

class ReactiveEffect {
  constructor(public fn, public scheduler?) {}
  run() {
    activeEffect = this
    return this.fn()
  }
  // ... 其他方法
}

关键点：

• 每个 effect 包含原始函数 fn 和可选的 scheduler
• run 方法执行前设置 activeEffect 用于依赖收集
• 若存在 scheduler，触发更新时会优先调用调度器而非直接执行 fn

2. 响应式更新的调度入口
当响应式数据变化时，触发依赖更新（源码节选）：

function trigger(target, type, key) {
  const depsMap = targetMap.get(target)
  const dep = depsMap.get(key)
  const effects = new Set()
  dep.forEach(effect => effects.add(effect))
  
  effects.forEach(effect => {
    if (effect.scheduler) {
      effect.scheduler() // 优先执行调度器
    } else {
      effect.run() // 直接执行
    }
  })
}

执行流程：

• 从全局 targetMap 中找到依赖的 effect 集合
• 遍历 effect，检查是否存在 scheduler
• 有调度器时调用 scheduler()，无调度器则直接执行 run()

3. 调度器（scheduler）的核心逻辑
Vue3 的调度器通过队列机制管理 effect 执行：

const queue = new Set()
let isFlushing = false

function queueJob(job) {
  queue.add(job)
  if (!isFlushing) {
    isFlushing = true
    Promise.resolve().then(() => {
      try {
        queue.forEach(job => job())
      } finally {
        isFlushing = false
        queue.clear()
      }
    })
  }
}

调度策略说明：

• 使用 Set 自动去重，避免同一 effect 重复入队
• 通过 isFlushing 标记防重入，确保同一时间只有一个刷新任务
• 利用 Promise.resolve().then() 将刷新推迟到微任务队列，实现异步批量更新

4. 渲染 effect 的调度绑定
组件渲染时创建带调度器的 effect（简化代码）：

function setupRenderEffect(instance) {
  instance.update = new ReactiveEffect(
    () => instance.render(), 
    () => queueJob(instance.update) // 调度器绑定队列
  )
}

关键设计：

• 组件渲染函数作为 effect 的 fn
• 调度器将渲染任务加入队列，而非立即执行
• 确保同一组件的多次数据变化只触发一次渲染

5. 批量更新与异步执行的优势
调度机制带来的性能优化：

• 去重优化：同步修改多次数据，只会触发一次渲染
• 批处理：多个组件的更新合并为一次 DOM 操作
• 时机控制：在微任务中执行，避免阻塞主线程

总结
Vue3 的 effect 调度机制通过分离"依赖触发"和"任务执行"，实现了高效的异步批量更新。调度器作为中间层，既支持默认的微任务队列策略，也允许自定义调度逻辑（如 watch 的 flush 选项）。这一设计是 Vue3 响应式系统高性能的关键保障。