数据响应式的核心原理
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）
// 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)
- 如果有一个对象中多个属性需要转换 getter/setter 如何处理？
Vue 3.x
- MDN - Proxy
- 直接监听对象，而非属性
- ES 6中新增，IE 不支持，性能由浏览器优化
// 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)
发布订阅模式
- 发布/订阅模式
- 订阅者
- 发布者
- 信号中心
我们假定，存在一个"信号中心"，某个任务执行完成，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）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"（publish-subscribe pattern）
- Vue 的自定义事件
- https://cn.vuejs.org/v2/guide/migration.html#dispatch-%E5%92%8C-broadcast-%E6%9B%BF%E6%8D%A2
模拟 Vue 自定义事件的实现
// 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
$emit (eventType) {
if (this.subs[eventType]) {
this.subs[eventType].forEach(handler => {
handler()
})
}
}
}
// 测试
let em = new EventEmitter()
em.$on('click', () => {
console.log('click1')
})
em.$on('click', () => {
console.log('click2')
})
em.$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()：当事件发生，调用所有观察者的 update() 方法
- 没有事件中心
// 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')
}
}
// 测试
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
Vue 响应式原理模拟
- Vue
- 把 data 中的成员注入到 Vue 实例，并且把 data 中的成员转成 getter/setter
- Observer
- 能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知 Dep
- Compiler
- 解析每个元素中的指令/插值表达式，并替换成相应的数据
- Dep
- 添加观察者(watcher)，当数据变化通知所有观察者
- Watcher
- 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/插值表达式
- 代码
class Vue{
constructor(options) {
// 1. 通过属性保存选项的数据
this.$options = options
if (options.methods) {
this.initMethods(this, options.methods)
}
this.$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.$data)
// 4. 调用compiler对象，解析指令和差值表达式
new Compiler(this)
}
initMethods(vm, methods){
for(let key in methods){
vm[key] = typeof methods[key] == 'function' && methods[key]
}
}
_proxyData(data){
// 遍历data中的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
// 把data的属性注入到vue实例中
Object.defineProperty(this,key,{
enumerable: true,
configurable: true,
get(){
return data[key]
},
set(newValue){
if(newValue === data[key]) return
data[key] = newValue
}
})
})
}
}
Observer
- 功能
- 负责把 data 选项中的属性转换成响应式数据
- data 中的某个属性也是对象，把该属性转换成响应式数据
- 数据变化发送通知
- 代码
class Observer{
constructor(data) {
this.walk(data)
}
walk(data){
// 1. 判断data是否是对象
if(!data || typeof data !== 'object') return
// 2. 遍历data对象的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
this.defineReactive(data, key, data[key])
})
}
defineReactive(obj, key, val){
let that = this
// 负责收集依赖
let dep = new Dep()
//如果val是对象，将其内部也转化为响应式
this.walk(val)
Object.defineProperty(obj,key,{
enumerable: true,
configurable: true,
get(){
// 收集依赖
Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
return val
},
set(newValue){
if(newValue === val) return
val = newValue
that.walk(newValue)
// 发送通知
dep.notify()
}
})
}
}
Compiler
- 功能
- 负责编译模板，解析指令/插值表达式
- 负责页面的首次渲染
- 当数据变化后重新渲染视图
- 代码
class Compiler{
constructor(vm) {
this.el = vm.$el
this.vm = vm
this.compile(this.el)
}
// 编译模板，处理文本节点和元素节点
compile(el){
let childNodes = el.childNodes
Array.from(childNodes).forEach(node => {
//处理文本节点
if(this.isTextNode(node)){
this.compileText(node)
}else if(this.isElementNode(node)){
//处理元素节点
this.compileElement(node)
}
// 判断当前节点下是否有子节点,有子节点时递归遍历compile
if(node.childNodes && node.childNodes.length){
this.compile(node)
}
})
}
// 编译文本节点
compileText(node){
let reg = /{{(.+?)}}/
let value = node.textContent
if(reg.test(value)){
let key = RegExp.$1.trim()
node.textContent = value.replace(reg,this.vm[key])
}
}
// 编译元素节点,处理指令
compileElement(node){
let onRE = /^@|^v-on:/
Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
let attrName = attr.name
if(onRE.test(attrName)){//处理v-on
attrName = attrName.replace(onRE, '')
let key = attr.value
this.addHandler(node,attrName,this.vm[key])
}else if(this.isDirective(attrName)){
// v-text --> text
attrName = attrName.substr(2)
let key = attr.value
this.update(node, key, attrName)
}
})
}
addHandler(el, handleName, handle){
el.addEventListener(handleName,handle)
}
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
})
// 双向绑定
node.addEventListener('input', () => {
this.vm[key] = node.value
})
}
// 处理 v-html 指令
htmlUpdater(node, value, key){
node.innerHTML = value
new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
node.innerHTML = newValue
})
}
// 判断元素属性是否是指令
isDirective (attrName) {
return attrName.startsWith('v-')
}
//判断是否为文本节点
isTextNode(node){
return node.nodeType === 3
}
//判断是否为元素节点
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
- 代码
class Dep{
constructor(){
// 储存所有观察者
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
- 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
- 代码
class Watcher{
constructor(vm, key, cb) {
this.vm = vm
this.key = key
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 = this.vm[this.key]
Dep.target = null
}
// 当数据发生变化的时候更新视图
update(){
let newValue = this.vm[this.key]
if(newValue === this.oldValue) return
this.cb(newValue)
}
}总结
- 通过下图回顾整体流程
- Vue
- data/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
- 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
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