Vue如何實現(xiàn)響應式系統(tǒng)

前言

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最近深入學習了Vue實現(xiàn)響應式的部分源碼，將我的些許收獲和思考記錄下來，希望能對看到這篇文章的人有所幫助。有什么問題歡迎指出，大家共同進步。

什么是響應式系統(tǒng)

一句話概括：數(shù)據(jù)變更驅(qū)動視圖更新。這樣我們就可以以“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的思維來編寫我們的代碼，更多的關注業(yè)務，而不是dom操作。其實Vue響應式的實現(xiàn)是一個變化追蹤和變化應用的過程。

vue響應式原理

以數(shù)據(jù)劫持方式，攔截數(shù)據(jù)變化；以依賴收集方式，觸發(fā)視圖更新。利用es5 Object.defineProperty攔截數(shù)據(jù)的setter、getter；getter收集依賴，setter觸發(fā)依賴更新，而組件render也會變?yōu)橐粋€watcher callback被加入相應數(shù)據(jù)的依賴中。

發(fā)布訂閱

利用發(fā)布訂閱設計模式實現(xiàn)，Observer作為發(fā)布者，Watcher作為訂閱者，兩者無直接交互，通過Dep進行統(tǒng)一調(diào)度。
Observer負責攔截get, set；get時觸發(fā)dep添加依賴，set時調(diào)度dep發(fā)布；添加Watcher時會觸發(fā)訂閱數(shù)據(jù)的get，并加入到dep調(diào)度中心的訂閱者隊列中。

以下的UML類圖是Vue實現(xiàn)響應式功能的類，以及他們之間的引用關系。

只包含部分屬性方法

Vue如何實現(xiàn)響應式系統(tǒng)

上圖中的類已經(jīng)標識的蠻清楚了，但是還是需要一個調(diào)用關系圖，讓調(diào)用過程更加清晰，如下圖所示。

響應式data對象中，每一項key的劫持get/set函數(shù)都閉包了Dep調(diào)度實例，這張圖顯示了一個key更改過程中的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。

Vue如何實現(xiàn)響應式系統(tǒng)

部分源碼

數(shù)據(jù)變更過程中的訂閱/發(fā)布模型上圖已經(jīng)清晰的展示了，從圖中我們已經(jīng)知道了可以通過增加watcher來訂閱某一項數(shù)據(jù)的變更。那么，我們只需要把組件render作為一個watcher訂閱的話，數(shù)據(jù)驅(qū)動視圖的渲染豈不是水到渠成了。Vue正是這么做的！
以下代碼片段來自Vue.prototype._mount函數(shù)

callHook(vm, 'beforeMount')
vm._watcher = new Watcher(vm, () => {
 vm._update(vm._render(), hydrating)
}, noop)
hydrating = false
// manually mounted instance, call mounted on self
// mounted is called for render-created child components in its inserted hook
if (vm.$vnode == null) {
 vm._isMounted = true
 callHook(vm, 'mounted')
}

一些問題思考

#person賦值新的對象，新對象里的屬性是否也是響應式的呢？

var vm = new Vue({
 el: '#app',
 data: () => ({
  person: null
 })
})
vm.person = {name: 'zs'}
setTimeout(() => {
 // 更改name
 vm.person.name = 'finally zs'
}, 3000)

答案：是響應式的。

原因：因為Vue劫持set時，會對value再次做observe，源碼如下。

function reactiveSetter (newVal) {
 /* ...省略部分代碼 */
 // 這里會再次對新的value做攔截
 childOb = observe(newVal)
 dep.notify()
}

#當我們監(jiān)聽多層屬性時，上層引用變更，是否會觸發(fā)回調(diào)？

var vm = new Vue({
 data: () => ({
  person: {name: '令狐洋蔥'}
 }),
 watch: {
  'person.name'(val) {
   console.log('name updated', val)
  }
 }
})
vm.person = {}

答案：會。

原因：person.name作為一個表達式傳入Watcher時，會被解析成類似這樣的函數(shù)

() => {this.vm.person.name}

這樣就會先觸發(fā)person get, 然后觸發(fā)name get；所以我們配置的回調(diào)函數(shù)，不僅僅加入到了name依賴中，person也有。

#接著上個問題，person如果被賦值了新的對象，老對象和老對象上的依賴如何垃圾回收的？

  • 老對象的回收：由于老對象的直接引用只有vue實例上的person，person切換到了新的引用，所以老對象沒有引用了，就會被回收掉。
  • 老對象上的依賴dep，watcher的依賴里還存在；但是在run執(zhí)行時，會調(diào)用watcher的get() 獲取當前值；get中會執(zhí)行新的依賴收集，并在收集完畢后，清空老的依賴。

具體源碼如下：

/**
* Evaluate the getter, and re-collect dependencies.
*/
get () {
  pushTarget(this)
  const value = this.getter.call(this.vm, this.vm)
  // "touch" every property so they are all tracked as
  // dependencies for deep watching
  if (this.deep) {
    traverse(value)
  }
  popTarget()
  this.cleanupDeps()
  return value
}

#當我們多次同步修改name時，回調(diào)函數(shù)是否會觸發(fā)多次？

var vm = new Vue({
  data: () => ({
    person: {name: '令狐洋蔥'}
  }),
  watch: {
    'person.name': (val) {
      console.log('name updated: ' + val)
    }
  }
})
vm.person = {name: 'zs'}
vm.person.name = '無敵'

答案: 不會，因為watch回調(diào)函數(shù)執(zhí)行是異步的，且會去重?？梢酝ㄟ^sync強制配置成同步run，就會執(zhí)行2次了。

自己實現(xiàn)一個響應式系統(tǒng)

只包含核心功能，具體源碼可以看這里https://github.com/Zenser/z-vue，歡迎來star。

實現(xiàn)功能非常基礎啦，重在理解，功能不全的。

Observer

class Observe {
  constructor(obj) {
    Object.keys(obj).forEach(prop => {
      reactive(obj, prop, obj[prop])
    })
  }
}
function reactive(obj, prop) {
  let value = obj[prop]
  // 閉包綁定依賴
  let dep = new Dep()
  Object.defineProperty(obj, prop, {
    configurable: true,
    enumerable: true,
    get() {
      //利用js單線程，在get時綁定訂閱者
      if (Dep.target) {
        // 綁定訂閱者
        dep.addSub(Dep.target)
      }
      return value
    },
    set(newVal) {
      value = newVal
      // 更新時，觸發(fā)訂閱者更新
      dep.notify()
    }
  })
  // 對象監(jiān)聽
  if (typeof value === 'object' && value !== null) {
    Object.keys(value).forEach(valueProp => {
      reactive(value, valueProp)
    })
  } 
}

Dep

class Dep {
  constructor() {
    this.subs = []
  }
  addSub(sub) {
    if (this.subs.indexOf(sub) === -1) {
      this.subs.push(sub)
    }
  }
  notify() {
    this.subs.forEach(sub => {
      const oldVal = sub.value
      sub.cb && sub.cb(sub.get(), oldVal)
    })
  }
}

Watcher

class Watcher {
  constructor(data, exp, cb) {
    this.data = data
    this.exp = exp
    this.cb = cb
    this.get()
  }
  get() {
    Dep.target = this
    this.value = (function calcValue(data, prop) {
      for (let i = 0, len = prop.length; i < len; i++ ) {
        data = data[prop[i]]
      }
      return data
    })(this.data, this.exp.split('.'))
    Dep.target = null
    return this.value
  }
}

參考文檔：https://cn.vuejs.org/v2/guide/reactivity.html

網(wǎng)站標題：Vue如何實現(xiàn)響應式系統(tǒng)
標題鏈接：http://muchs.cn/article18/gedhgp.html

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