vue|Vue2响应式原理解析和实现

核心原理
Vue通过 Object.defineProperty 的 getter/setter 对收集的依赖项进行监听,在属性被访问和修改时通知变化,进而更新视图数据。
vue|Vue2响应式原理解析和实现
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  • 监听器 Observer ,用来劫持并监听所有属性,如果属性发生变化,就通知订阅者;
  • 订阅器 Dep,用来收集订阅者,对监听器 Observer 和 订阅者 Watcher 进行统一管理;
  • 订阅者 Watcher,可以收到属性的变化通知并执行相应的方法,从而更新视图;
Object.defineProperty
Object.defineProperty
**Object.defineProperty()** 方法会直接在一个对象上定义一个新属性,或者修改一个对象的现有属性,并返回此对象。
Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)

  • obj
    要定义属性的对象。
  • prop
    要定义或修改的属性的名称或 Symbol
  • descriptor
    要定义或修改的属性描述符。
// 响应式函数 function defineReactive(obj, key, val) { Object.defineProperty(obj, key, { get() { console.log(`访问了${key}属性`) return val }, set(newValue) { console.log(`将${key}由->${val}->设置成->${newValue}`) if (val == newValue) { return; } val = newValue } }) }const data = https://www.it610.com/article/{ name:'Tom', age: 3 }const observe = function(data) { for (let key in data) { defineReactive(data, key, data[key]) }; }observe(data); console.log(data.name) // 访问了name属性 // Tom data.name = 'Jerry' // 将name由->Tom->设置成->Jerry console.log(data.name) // 访问了name属性 // Jerry

实现一个简化版的响应式
Vue 初始化实例
const Vue = function(options) { const self = this; // 将data赋值给this._data,源码这部分用的Proxy所以我们用最简单的方式临时实现 if (options && typeof options.data =https://www.it610.com/article/=='function') { this._data = https://www.it610.com/article/options.data.apply(this); } // 挂载函数 this.mount = function() { new Watcher(self, self.render); } // 渲染函数 this.render = function() { console.log(self._data.text); } // 监听this._data observe(this._data); }const vue = new Vue({ data() { return { text:'hello world' }; } })vue.mount(); // in get /n hello world vue._data.text = '123'; // in watcher update /n in get /n 123

Observer
const observe = function(data) { return new Observer(data); }const Observer = function(data) { // 循环修改为每个属性添加get set for (let key in data) { defineReactive(data, key, data[key]); } }const defineReactive = function(obj, key, val) { // 局部变量dep,用于get set内部调用 const dep = new Dep(); Object.defineProperty(obj, key, { // 设置当前描述属性为可被循环 enumerable: true, // 设置当前描述属性可被修改 configurable: true, get() { console.log('in get'); // 调用依赖收集器中的addSub,用于收集当前属性与Watcher中的依赖关系 dep.depend(); return val; }, set(newVal) { if (newVal === val) { return; } val = newVal; // 当值发生变更时,通知依赖收集器,更新每个需要更新的Watcher, // 这里每个需要更新通过什么断定?dep.subs dep.notify(); } }); }

Vue 初始化时,进行了数据的 get、set 绑定,并创建了一个 Dep 对象。
对于数据的 get、set 绑定我们并不陌生,但是 Dep 对象什么呢?
Dep 对象用于依赖收集,它实现了一个发布订阅模式,完成了数据 Data 和渲染视图 Watcher 的订阅,我们一起来剖析一下。
Dep
const Dep = function() { const self = this; // 收集目标 this.target = null; // 存储收集器中需要通知的Watcher this.subs = []; // 当有目标时,绑定Dep与Wathcer的关系 this.depend = function() { if (Dep.target) { // 这里其实可以直接写self.addSub(Dep.target), // 没有这么写因为想还原源码的过程。 Dep.target.addDep(self); } } // 为当前收集器添加Watcher this.addSub = function(watcher) { self.subs.push(watcher); } // 通知收集器中所的所有Wathcer,调用其update方法 this.notify = function() { for (let i = 0; i < self.subs.length; i += 1) { self.subs[i].update(); } } }

Watcher
const Watcher = function(vm, fn) { const self = this; this.vm = vm; // 将当前Dep.target指向自己 Dep.target = this; // 向Dep方法添加当前Wathcer this.addDep = function(dep) { dep.addSub(self); } // 更新方法,用于触发vm._render this.update = function() { console.log('in watcher update'); fn(); } // 这里会首次调用vm._render,从而触发text的get // 从而将当前的Wathcer与Dep关联起来 this.value = https://www.it610.com/article/fn(); // 这里清空了Dep.target,为了防止notify触发时,不停的绑定Watcher与Dep, // 造成代码死循环 Dep.target = null; }

Watcher 实现了渲染方法 render 和 Dep 的关联, 初始化 Watcher 的时候,打上 Dep.target 标识,然后调用 get 方法进行页面渲染。
我们再拉通串一下整个流程:Vue 通过 defineProperty 完成了 Data 中所有数据的代理,当数据触发 get 查询时,会将当前的 Watcher 对象加入到依赖收集池 Dep 中,当数据 Data 变化时,会触发 set 通知所有使用到这个 Data 的 Watcher 对象去 update 视图。
Dep的作用是什么?
用两个例子来看看依赖收集器的作用吧。
  • 例子1,毫无意义的渲染是不是没必要?
    const vm = new Vue({ data() { return { text: 'hello world', text2: 'hey', } } })

    vm.text2的值发生变化时,会再次调用render,而template中却没有使用text2,所以这里处理render是不是毫无意义?
    针对这个例子还记得我们上面模拟实现的没,在Vuerender函数中,我们调用了本次渲染相关的值,所以,与渲染无关的值,并不会触发get,也就不会在依赖收集器中添加到监听(addSub方法不会触发),即使调用set赋值,notify中的subs也是空的。OK,继续回归demo,来一小波测试去印证下我说的吧。
    const vue = new Vue({ data() { return { text: 'hello world', text2: 'hey' }; } })vue.mount(); // in get vue._data.text = '456'; // in watcher update /n in get vue._data.text2 = '123'; // nothing

  • 例子2,多个Vue实例引用同一个data时,通知谁?是不是应该俩都通知?
    let commonData = https://www.it610.com/article/{ text:'hello world' }; const vm1 = new Vue({ data() { return commonData; } })const vm2 = new Vue({ data() { return commonData; } })vm1.mount(); // in get vm2.mount(); // in get commonData.text = 'hey' // 输出了两次 in watcher update /n in get

总结
  1. 从 new Vue 开始,首先通过 get、set 监听 Data 中的数据变化,同时创建 Dep 用来搜集使用该 Data 的 Watcher。
  2. 编译模板,创建 Watcher,并将 Dep.target 标识为当前 Watcher。
  3. 编译模板时,如果使用到了 Data 中的数据,就会触发 Data 的 get 方法,然后调用 Dep.addSub 将 Watcher 搜集起来。
  4. 数据更新时,会触发 Data 的 set 方法,然后调用 Dep.notify 通知所有使用到该 Data 的 Watcher 去更新 DOM。
参考文章
当面试官问你Vue响应式原理,你可以这么回答他
图解 Vue 响应式原理
Vue2 与 Vue3 响应式区别
  • Vue2的响应式是基于Object.defineProperty实现的
    • Vue2的第一个缺陷,无法监听数组变化。
      • 由于JavaScript 的限制,Vue2 不能检测以下数组的变动:
        • 当你利用索引直接设置一个数组项时,例如:vm.items[index] = newValue
        • 当你修改数组的长度时,例如: vm.items.length = newLength
    • Vue2的第二个缺陷是,Object.defineProperty,实现对象的深度监听,需要一次性递归到底。对于层级比较深的数据来说,计算量比较大。无法监听新增属性/删除属性,这也是为什么 Vue2 中对象新增属性需要使用 Vue.set(), 删除属性需要使用 Vue.delete()
  • Vue3的响应式是基于ES6的Proxy来实现的
    • Proxy可以劫持整个对象,并返回一个新的对象。
    • Proxy不仅可以代理对象,还可以代理数组。还可以代理动态增加的属性。
注:
  • Object.defineProperty 本身是可以监听到利用索引直接设置值时的变化,但是 尤大大 考虑到性能代价和获得的用户体验收益不成正比,所以做了限制,通过重写pop、push、splice、shift、unshift、reverse方法,来实现数组的响应式。
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  • 【vue|Vue2响应式原理解析和实现】Object.defineProperty 无法监听修改数组长度的变化。

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