Vue响应式系统原理

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yyds2026

发布于 2022-12-12 03:20:24

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这一章就着重讲两个点：

响应式系统如何收集依赖
响应式系统如何更新视图 我们知道通过Object.defineProperty做了数据劫持，当数据改变的时候，get方法收集依赖，进而set方法调用dep.notify方法去通知Watcher调用本身update方法去更新视图。那么我们抛开其他问题,就讨论get，notify，update等方法，直接上代码：

get( )

  get: function reactiveGetter () {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {
        dep.depend()
        if (childOb) {
          childOb.dep.depend()
          if (Array.isArray(value)) {
            dependArray(value)
          }
        }
      }
      return value
    }

我们知道Dep.target在创建Watcher的时候是null，并且它只是起到一个标记的作用，当我们创建Watcher实例的时候，我们的Dep.target就会被赋值到Watcher实例，进而放入target栈中，我们这里调用的是pushTarget函数:

// 将watcher实例赋值给Dep.target，用于依赖收集。同时将该实例存入target栈中
export function pushTarget (_target: ?Watcher) {
  if (Dep.target) targetStack.push(Dep.target)
  Dep.target = _target
}

那我们继续执行到if (Dep.target)语句的时候就会调用Dep.depend函数:

 // 将自身加入到全局的watcher中
  depend () {
    if (Dep.target) {
      Dep.target.addDep(this)
    }
  }

那下面的childOb是啥东西呢？

  let childOb = !shallow && observe(val)

我们通过这个变量判断当前属性下面是否还有ob属性，如果有的话继续调用Dep.depend函数，没有的话则不处理。

我们还需要处理当前传入的value类型，是数组属性的话则会调用dependArray收集数组依赖

// 收集数组依赖
function dependArray (value: Array<any>) {
for (let e, i = 0, l = value.length; i < l; i++) {
  e = value[i]
  e && e.__ob__ && e.__ob__.dep.depend()
  if (Array.isArray(e)) {
    dependArray(e)
  }
}
}

那么收集依赖部分到这里就完了现在进行下一步触发更新了

set( )

   set: function reactiveSetter (newVal) {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      /* eslint-disable no-self-compare */
      // 判断NaN的情况
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
        return
      }
      /* eslint-enable no-self-compare */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && customSetter) {
        customSetter()
      }
      if (setter) {
        setter.call(obj, newVal)
      } else {
        val = newVal
      }
      childOb = !shallow && observe(newVal)
      dep.notify()
    }

我们看到了下面的 set函数触发了dep.notify()方法

notify( )

  // 通知所有订阅者
  notify () {
    // stabilize the subscriber list first
    const subs = this.subs.slice()
    for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
      subs[i].update()
    }
  }
}

在notify里面我们就做了一件事情，遍历subs数组里面的所有Watcher，逐一调用update方法,也就是我们说的通知所有的订阅者Watcher调用自身update方法 update( )

  update () {
    if (this.lazy) {
      // 计算属性会进来这段代码块
      // 这里将dirty赋值为true
      // 也不会马上去读取值
      // 当render-watcher的update被触发时
      // 重新渲染页面，计算属性会重新读值
      this.dirty = true
    } else if (this.sync) {
      this.run()
    } else {
      queueWatcher(this)
    }
  }

那么update方法实现了什么呢？lazy，dirty，sync又是啥？

   if (options) {
      this.deep = !!options.deep
      this.user = !!options.user
      this.lazy = !!options.lazy
      this.sync = !!options.sync
    } else {
      this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false
    }
    this.cb = cb
    this.id = ++uid // uid for batching
    this.active = true
     // 这里将lazy的值赋值给了dirty
    // 就是说实例化的时候dirty = lazy = true
    this.dirty = this.lazy // for lazy watchers

那是控制计算属性的，当render—watcher的方法update被调用的时候，this.dirty会变为true会重新计算computed值，渲染视图，我们这里不叙述。

那么我们直接看queueWatcher()函数：

export function queueWatcher (watcher: Watcher) {
const id = watcher.id
if (has[id] == null) {
 has[id] = true
 if (!flushing) {
   queue.push(watcher)
 } else {
   // if already flushing, splice the watcher based on its id
   // if already past its id, it will be run next immediately.
   let i = queue.length - 1
   while (i > index && queue[i].id > watcher.id) {
     i--
   }
   queue.splice(i + 1, 0, watcher)
 }
 // queue the flush
 if (!waiting) {
   waiting = true
   nextTick(flushSchedulerQueue)
 }
}
}

我们可以看到一个更新队列，更新队列指向：

function callUpdatedHooks (queue) {
  let i = queue.length
  while (i--) {
    const watcher = queue[i]
    const vm = watcher.vm
    if (vm._watcher === watcher && vm._isMounted) {
      callHook(vm, 'updated')
    }
  }
}

我们的callback调用updated钩子

讲到这里就有点超纲了，咱们初始化渲染会调用一个initRender函数创建dom，还有上面所述的nextTick，后期都会讲,那么了解了更新机制，下一章我们就来实现一个让面试官都惊呆了的双向绑定

我们对Vue的响应式系统有一定的了解，并且知道它是如何实现数据更新视图，视图改变数据的,那么有这样的基础，我们来手写一个MVVM，以便面试的时候，吊打面试官(此为笑谈，不足论，嘿嘿)。

那么先抛出一张在座的各位再也熟悉不过的图：

1、当我们new MVVM之后有两步操作，Observer,Compile，我们知道Observer是做数据劫持，Compile是解析指令，那么问题来了:

Observer为什么要做数据劫持？
Compile为什么要做解析指令？带着这两个问题，我们回顾一下往期内容：
什么是数据响应式？
数据响应式原理是什么？
数据响应式是如何实现的？

参考 Vue面试题详细解答

数据响应式就是数据双向绑定，就是把Model绑定到View，当我们用JavaScript代码更新Model时，View就会自动更新；如果用户更新了View，那么Model数据也被自动更新了，这种情况就是双向绑定。

数据响应式原理

Vue实现数据响应式原理就是通过Object.defineProperty()这个方法重新定义了对象获取属性值get设置属性值set的操作来实现的
Vue3.0中是通过ECMAScript6中的proxy对象代理来实现的。那么本章节就是来实现数据响应式的。

那么回答前面的两个问题，为什么要劫持数据？为什么要解析指令？

只有劫持到数据，才能对数据做到监听，以便于数据更改能够及时做到更新视图。
Vue中自定义了N多指令，只有解析它，我们JavaScript才能认识它，并运行它。诸如此类问题我们不再复述，下面开始实现数据响应式。

写一个demo之前，我们应当整理好思路：

1. 首先实现整体的一个架构（包括MVVM类或者VUE类、Watcher类）,   /这里用到一个订阅发布者设计模式。
2. 然后实现MVVM中的由M到V，把模型里面的数据绑定到视图。
3. 最后实现V-M, 当文本框输入文本的时候，由文本事件触发更新模型中的数据
4. 同时也更新相对应的视图。

//html代码
<div id="app">
      <h1>MVVM双向绑定</h1>
      <div>
        <div v-text="myText"></div>
        <div v-text="myBox"></div>
        <input type="text" v-model="myText" />
        <input type="text" v-model="myBox" />
      </div>
</div>

我们创建了两个div与input实现input框数据关联,说白了也就是相同的数据源，那我们的数据源在哪呢？

//数据源data
const app = new Vue({
        el: "#app",
        data: {
          myText: "大吉大利！今晚吃鸡！",
          myBox: "我是一个盒子！",
        },
});

可见我们需要一个Vue类,也就是一个发布者，那么直接上代码：

//Vue类(发布者)
class Vue{

}

发布者有了，我们还需要有订阅者：

//Watcher类(订阅者)
class Watcher{

}

可见两者都有了，那么我们该怎么实现呢？

获取data数据
获取元素对象
构造一个存放订阅者的对象

 class Vue {
        constructor(optios) {
          this.$data = optios.data; //获取数据
          this.$el = document.querySelector(optios.el); //获取元素对象
          this._directive = {}; // 存放订阅者
        }
 }

那么我们说了，我们需要劫持数据，解析指令，那么我们得构造两个方法。

   class Vue {
       constructor(optios) {
         this.$data = optios.data; //获取数据
         this.$el = document.querySelector(optios.el); //获取元素对象
         this._directive = {}; // 存放订阅者
         this.Observer(this.$data);
         this.Compile(this.$el);
       }
       //劫持数据
       Observer(data) {
           Object.defineProperty(this.$data, key, {
             get: function(){},
             set: function(){}
             },
           });
       }
       //解析指令   //视图 --- >对象 -- >指令
       Compile(el) {

       }
   }

一个是劫持数据，一个是解析元素指令，劫持到的属性要根据属性分配容器，当当前容器不存在该属性的时候，我们便需要把他添加到订阅器对象里面，等待通知更新。

  for (let key in data) {
          this._directive[key] = [];
          let val =data[key];
          let watch = this._directive[key];
  }

那么解析指令，首先必须要递归当前节点，是否还有子节点，是否有v-text指令，v-model指令。

       let nodes = el.children;
          for (let i = 0; i < nodes.length; i++) {
            let node = nodes[i];
            //递归 查询所有当前对象子类是否再含有子类
            if (node.children.length) {
              this.Compile(nodes[i]);
            }
            //判断是否含有V-text指令
            if (node.hasAttribute("v-text")) {
              let attrVal = node.getAttribute("v-text");

              this._directive[attrVal].push(
                new Watcher(node, this, "innerHTML", attrVal)
              );
            }

            //判断是否含有V-model指令
            if (node.hasAttribute("v-model")) {
              let attrVal = node.getAttribute("v-model");

              this._directive[attrVal].push(
                new Watcher(node, this, "value", attrVal)
              );
              node.addEventListener("input", () => {
                //赋值到模型
                this.$data[attrVal] = node.value;
                // console.log(this.$data);
              });
            }
          }

那么我们触发更新时候需要收集依赖，我们直接吧收集到的依赖return出去

 Object.defineProperty(this.$data, key, {
              get: function(){
                    return val;
              }
 }

那么我们订阅者长什么样呢？我们订阅者，接收当前元素信息，MVVM对象，标识，属性。并且需要构造一个更新方法update

    class Watcher {
        constructor(el, vm, exp, attr) {
          this.el = el;
          this.vm = vm;
          this.exp = exp;
          this.attr = attr;
          this.update();
        }
        //更新视图
        update() {
          this.el[this.exp] = this.vm.$data[this.attr];
          //div.innerHTML/value = this.Vue.$data["myText/myBox"]
        }
    }

到这里已经快完成了，那么我们收集了依赖就要去，通知watcher去更新视图啊，那么来了：

    Object.defineProperty(this.$data, key, {
              get: function(){
                    return val;
              },
              set: function(newVal){
                  if(newVal !== val){
                    val = newVal;
                    watch.forEach(element => {
                        element.update();  
                    });
                  }
              },
    });