模拟Vue.js响应式原理
数据响应式核心原理
数据驱动
数据响应式
数据模型仅仅是普通的 JavaScript 对象，而当我们修改数据时，视图会进行更新，避免了繁琐的 DOM 操作，提高开发效率
双向绑定
数据改变，视图改变；视图改变，数据也随之改变
我们可以使用
v-model在表单元素上创建双向数据绑定数据驱动是 Vue 最独特的特性之一
开发过程中仅需要关注数据本身，不需要关心数据是如何渲染到视图
Vue 2.x
- Vue 2.x深入响应式原理
- MDN - Object.defineProperty
- 浏览器兼容 IE8 以上（不兼容 IE8）
js
// 模拟 Vue 中的 data 选项
let data = {
msg: 'hello'
}
// 模拟 Vue 的实例
let vm = {}
// 数据劫持：当访问或者设置 vm 中的成员的时候，做一些干预操作
Object.defineProperty(vm, 'msg', {
// 可枚举（可遍历）
enumerable: true,
// 可配置（可以使用 delete 删除，可以通过 defineProperty 重新定义）
configurable: true,
// 当获取值的时候执行
get () {
console.log('get: ', data.msg)
return data.msg
},
// 当设置值的时候执行
set (newValue) {
console.log('set: ', newValue)
if (newValue === data.msg) {
return
}
data.msg = newValue
// 数据更改，更新 DOM 的值
document.querySelector('#app').textContent = data.msg
}
})
// 测试
vm.msg = 'Hello World'
console.log(vm.msg)如果一个对象中多个属性需要转换 getter/setter 如何处理？
- 遍历
data中的所有属性，添加getter/setter
Vue 3.x
直接监听对象，而非属性
因此把多个属性转换成
getter/setter时，不需要循环ES6 中新增，IE 不支持，性能由浏览器优化
js
// 模拟 Vue 中的 data 选项
let data = {
msg: 'hello',
count: 0
}
// 模拟 Vue 实例
let vm = new Proxy(data, {
// 执行代理行为的函数
// 当访问 vm 的成员会执行
get (target, key) {
console.log('get, key: ', key, target[key])
return target[key]
},
// 当设置 vm 的成员会执行
set (target, key, newValue) {
console.log('set, key: ', key, newValue)
if (target[key] === newValue) {
return
}
target[key] = newValue
document.querySelector('#app').textContent = target[key]
}
})
// 测试
vm.msg = 'Hello World'
console.log(vm.msg)发布订阅和观察者模式
发布订阅模式
- 订阅者
- 发布者
- 信号中心
发布订阅：我们假定，存在一个 "信号中心"，某任务执行完成，就向信号中心 "发布"（publish） 一个信号，其他任务可以向信号中心 "订阅"（subscribe），从而知道什么时候自己可以开始执行
js
// Vue 自定义事件
let vm = new Vue()
// 注册事件(订阅消息)
vm.$on('dataChange', () => {
console.log('dataChange')
})
vm.$on('dataChange', () => {
console.log('dataChange1')
})
// 触发事件(发布消息)
vm.$emit('dataChange')- 模拟 Vue 自定义事件的实现
js
// 事件触发器
class EventEmitter {
constructor() {
// { 'click': [fn1, fn2], 'change': [fn] }
this.subs = Object.create(null)
}
// 注册事件
$on(eventType, handler) {
this.subs[eventType] = this.subs[eventType] || []
this.subs[eventType].push(handler)
}
// 触发事件
$emit(eventType) {
if (this.subs[eventType]) {
this.subs[eventType].forEach(handler => {
handler()
})
}
}
}
let bus = new EventEmitter()
bus.$on('click', () => {
console.log('click1')
})
bus.$on('click', () => {
console.log('click2')
})
bus.$emit('click')观察者模式
- 观察者（订阅者）—— Watcher
update()：当事件发生时，具体要做的事情
- 目标（发布者）—— Dep
subs 数组：存储所有的观察者addSub()：添加观察者notify()：当事情发生，调用所有观察者的update()方法
- 没有事件中心
js
// 发布者-目标
class Dep {
constructor() {
// 记录所有的订阅者
this.subs = []
}
// 添加订阅者
addSub(sub) {
if (sub && sub.update) {
this.subs.push(sub)
}
}
// 发布通知
notify() {
this.subs.forEach(sub => {
sub.update()
})
}
}
// 订阅者-观察者
class Watcher {
update() {
console.log('update')
}
}
let dep = new Dep()
let watcher = new Watcher()
dep.addSub(watcher)
dep.notify()总结
观察者模式 是由具体目标调度，比如当事件触发，Dep 就会去调用观察者的方法，所以观察者模式的订阅者与发布者之间是存在依赖的
发布订阅模式 由统一调度中心调用，因此发布者和订阅者不需要知道对方的存在
事件中心的作用：隔离发布者和订阅者，去除它们之间的依赖
Vue 响应式原理模拟
Vue 采用数据劫持结合发布订阅的方式，通过Object.defineProperty劫持 data 属性中的 getter 和 setter，在数据变动时发布消息给订阅者，触发相应的回调
Vue
把 data 中的成员注入到 Vue 实例，并且把 data 中的成员转换成 getter/setter
Observer 数据劫持
能够对数据的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知 Dep
Compiler 解析指令
解析每个元素中的指令/插值表达式，并替换成相应的数据
Dep 发布者
添加观察者（watcher），当数据变化通知所有观察者
Watcher 观察者
数据变化更新视图
Vue
功能
- 负责接收初始化的参数（选项）
- 负责把 data 中的属性注入到 Vue 实例，转换成 getter/setter
- 负责调用 observer 监听 data 中所有属性的变化
- 负责调用 compiler 解析指令/差值表达式
js
class Vue {
constructor(options) {
// 1.通过属性保存选项的数据
this.options = options || {}
this.$data = options.data || {}
this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
// 2.把data中的成员转换成getter和setter，注入到vue实例中
this._proxyData(this.$data)
// 3.调用observer对象，监听数据的变化
new Observer(this.$data)
// 4.调用compiler对象，解析指令和差值表达式
new Compiler(this)
}
_proxyData(data) {
// 遍历data中的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
// 把data的属性注入到vue实例中
Object.defineProperty(this, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get() {
return data[key]
},
set(newValue) {
if (newValue === data[key]) {
return
}
data[key] = newValue
}
})
})
}
}
Observer
功能
- 负责把 data 选项中的属性转换成响应式的数据
- data 中的某个属性也是对象，把改属性转换成响应式数据
- 数据变化发送通知
注意：defineReactive 需要传递第三个参数 val 形成闭包，不然直接使用 obj[key] 会形成死递归
js
class Observer {
constructor(data) {
this.walk(data)
}
walk(data) {
// 1.判断data是否是对象
if (!data || typeof data !== 'object') {
return
}
// 2.遍历data对象的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
this.defineReactive(data, key, data[key])
})
}
defineReactive(obj, key, val) {
let that = this
// 负责收集依赖，并发送通知
let dep = new Dep()
// 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式对象
this.walk(val)
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get() {
// 收集依赖
Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
return val
},
set(newValue) {
if (newValue === val) {
return
}
val = newValue
that.walk(newValue)
// 发送通知
dep.notify()
}
})
}
}
这里有两个问题：
- 如果 data 中的某个属性是对象，则需要继续遍历让其内部属性转换成响应式数据
- 如果 data 中的某个属性重新赋值，需要该属性的也变成响应式
Compiler
功能
- 负责编译模板，解析指令/差值表达式
- 负责页面的首次渲染
- 当数据变化后重新渲染视图
js
class Compiler {
constructor(vm) {
this.el = vm.$el
this.vm = vm
this.compile(this.el)
}
// 编译模板，处理文本节点的差值表达式和元素节点的指令
compile(el) {
let childNodes = el.childNodes
Array.from(childNodes).forEach(node => {
if (this.isTextNode(node)) {
// 处理文本节点
this.compileText(node)
} else if (this.isElementNode(node)) {
// 处理元素节点
this.compileElement(node)
}
// 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
this.compile(node)
}
})
}
// 编译元素节点，处理指令
compileElement(node) {
// 遍历所有的属性节点
Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
// 判断是否是指令
let attrName = attr.name
if (this.isDirective(attrName)) {
// v-text -> text
attrName = attrName.substr(2)
let key = attr.value
// 对指令进行操作，如果使用if语句进行判断，代码量会非常大
this.update(node, key, attrName)
}
})
}
update(node, key, attrName) {
let updateFn = this[attrName + 'Updater']
updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
}
// 处理v-text指令
textUpdater(node, value, key) {
node.textContent = value
new Watcher(this.vm, key, newValue => {
node.textContent = newValue
})
}
// 处理v-model指令
modelUpdater(node, value, key) {
node.value = value
new Watcher(this.vm, key, newValue => {
node.value = newValue
})
}
// 编译文本节点，处理差值表达式
compileText(node) {
// {{ msg }}
let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
let value = node.textContent
if (reg.test(value)) {
// console.dir(RegExp)
let key = RegExp.$1.trim()
node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])
// 创建watcher对象，当数据改变更新视图
new Watcher(this.vm, key, newValue => {
node.textContent = newValue
})
}
}
// 判断元素属性是否是指令
isDirective(attrName) {
return attrName.startsWith('v-')
}
// 判断节点是否是文本节点
isTextNode(node) {
return node.nodeType === 3
}
// 判断节点是否是元素节点
isElementNode(node) {
return node.nodeType === 1
}
}Dep（Dependency）
功能
- 收集依赖，添加观察者（watcher）
- 通知所有观察者
js
class Dep {
constructor() {
// 存储所有的观察者
this.subs = []
}
// 添加观察者
addSub(sub) {
if (sub && sub.update) {
this.subs.push(sub)
}
}
// 发送通知
notify() {
this.subs.forEach(sub => {
sub.update()
})
}
}Watcher
- data 中的对象在 getter 中通过 Dep 对象收集依赖，在 setter 中触发依赖
- data 中的每一个属性都要创建一个对应的 Dep 对象，在收集依赖时把依赖数据的 watcher 添加到 Dep 对象的
subs数组中，在触发依赖时调用 Dep 对象的notify发送通知通知所有 wathcer 对象更新视图
功能
- 当数据变化触发依赖，dep 通知所有的 Watcher 实例更新视图
- 自身实例化的时候往 dep 对象中添加自己
js
class Watcher {
constructor(vm, key, cb) {
// Vue实例
this.vm = vm
// data中的属性名称
this.key = key
// 回调函数负责更新视图
this.cb = cb
// 把watcher对象记录到Dep类的静态属性target
Dep.target = this
// 触发get方法，在get方法中会调用addSub
this.oldValue = vm[key]
// 防止将来重复添加
Dep.target = null
}
// 当数据发生变化时更新视图
update() {
let newValue = this.vm[this.key]
if (this.oldValue === newValue) {
return
}
this.cb(newValue)
}
}双向绑定
至此直接修改 vm.msg 的值，使用差值表达式、v-text 以及 v-model 绑定的值都发生修改，响应式机制就已经实现了，但是直接修改 input 的值 vm.msg 的值并没有修改
js
class Compiler {
// 处理v-model指令
modelUpdater(node, value, key) {
node.value = value
new Watcher(this.vm, key, newValue => {
node.value = newValue
})
// 双向绑定
node.addEventListener('input', () => {
this.vm[key] = node.value
})
}
}调试
- 调试页面首次渲染的过程
- 调试数据改变更新视图的过程
首次渲染
调用 Observer 对象
在调用 Observer 之前，会先把 data 中的成员转换成 getter/setter
当 Observer 对象创建过后，内部调用 walk 方法会把 this.$data 所有的属性转换成 getter/setter
调用 Compiler 对象处理文本节点
在 compile 方法会先遍历 DOM 对象的子节点，并判断对应的子节点是文本节点还是元素节点
找到差值表达式对应的节点 h3（这个节点没有属性但是有子节点），并进入 compileText 处理这个文本节点，在调用 this.vm[key] 时会触发 vue.js 中的 getter 方法
在调用 data[key] 时会触发 observer.js 中的 getter 方法
由于 Dep.target 没有值，会直接返回 val，至此差值表达式就处理完毕了
调用 Watcher 对象
创建了一个 watcher 对象，作用是：当数据更新时
添加 Dep.target，之后访问 vm[key] 触发 vue.js 中的 getter 方法，之后调用 data[key] 调用 observer.js 中的 getter 方法
此时 Dep.target 就有值，并把 watcher 对象添加到 subs 数组中，最后把 val 返回，再把 Dep.target 设置为 null 防止重复添加
调用 Compiler 对象处理元素节点
执行 update 这里 this.vm[key] 不会收集依赖
通过 node.textContent 把内容回显到页面上，再对其进行依赖收集
数据改变
重新给属性赋值，会触发 setter 方法
把 watcher 依次取出来调用 update 方法
判断一下新旧值是否相等，如果不相等会执行回调函数
至此数据改变视图改变就完成了
检测变化的注意事项
js
Vue.set(vm.someObject, 'b', 2)
this.$set(this.someObject,'b',2)总结
Vue
- 记录传入的选项，设置
el - 把 data 的成员注入到 Vue 实例
- 负责调用 Observer 实现数据响应式处理（数据劫持）
- 负责调用 Compiler 编译指令/插值表达式等
Observer
- 数据劫持
- 负责把 data 中的成员转换成 getter/setter
- 负责把多层属性转换成 getter/setter
- 如果给属性赋值为新对象，把新对象的成员设置为 getter/setter
- 添加 Dep 和 Watcher 的依赖关系
- 数据变化发送通知
Compiler
- 负责编译模板，解析指令/插值表达式
- 负责页面的首次渲染过程
- 当数据变化后重新渲染
Dep
- 收集依赖，添加订阅者（watcher）
- 通知所有订阅者
Watcher
- 自身实例化的时候往 dep 对象中添加自己
- 当数据变化 dep 通知所有的 Watcher 实例更新视图