導(dǎo)讀

記得初學(xué)Vue源碼的時候，在defineReactive、Observer、Dep、Watcher等等內(nèi)部設(shè)計源碼之間跳來跳去，發(fā)現(xiàn)再也繞不出來了。Vue發(fā)展了很久，很多fix和feature的增加讓內(nèi)部源碼越來越龐大，太多的邊界情況和優(yōu)化設(shè)計掩蓋了原本精簡的代碼設(shè)計，讓新手閱讀源碼變得越來越困難，但是面試的時候，Vue的響應(yīng)式原理幾乎成了Vue技術(shù)棧的公司面試中高級前端必問的點之一。

這篇文章通過自己實現(xiàn)一個響應(yīng)式系統(tǒng)，盡量還原和Vue內(nèi)部源碼同樣結(jié)構(gòu)，但是剔除掉和渲染、優(yōu)化等等相關(guān)的代碼，來最低成本的學(xué)習(xí)Vue的響應(yīng)式原理。

預(yù)覽

源碼地址(ts)：https://github.com/sl1673495/vue-reactive

源碼地址(js)https://github.com/sl1673495/vue-reactive/tree/js-version

預(yù)覽地址：https://sl1673495.github.io/vue-reactive/

reactive

Vue最常用的就是響應(yīng)式的data了，通過在vue中定義

new Vue({ data() { return { msg: ’Hello World’ } }})

在data發(fā)生改變的時候，視圖也會更新，在這篇文章里我把對data部分的處理單獨提取成一個api：reactive，下面來一起實現(xiàn)這個api。

要實現(xiàn)的效果：

const data = reactive({ msg: ’Hello World’,})new Watcher(() => { document.getElementById(’app’).innerHTML = `msg is ${data.msg}`})

在data.msg發(fā)生改變的時候，我們需要這個app節(jié)點的innerHTML同步更新，這里新增加了一個概念Watcher，這也是Vue源碼內(nèi)部的一個設(shè)計，想要實現(xiàn)響應(yīng)式的系統(tǒng)，這個Watcher是必不可缺的。

在實現(xiàn)這兩個api之前，我們先來理清他們之間的關(guān)系，reactive這個api定義了一個響應(yīng)式的數(shù)據(jù)，其實大家都知道響應(yīng)式的數(shù)據(jù)就是在它的某個屬性（比如例中的data.msg）被讀取的時候，記錄下來這時候是誰在讀取他，讀取他的這個函數(shù)肯定依賴它。在本例中，下面這段函數(shù)，因為讀取了data.msg并且展示在頁面上，所以可以說這段渲染函數(shù)依賴了data.msg。

// 渲染函數(shù)document.getElementById(’app’).innerHTML = `msg is ${data.msg}`

這也就解釋清了，為什么我們需要用new Watcher來傳入這段渲染函數(shù)，我們已經(jīng)可以分析出來Watcher是幫我們記錄下來這段渲染函數(shù)依賴的關(guān)鍵。

在js引擎執(zhí)行渲染函數(shù)的途中，突然讀到了data.msg，data已經(jīng)被定義成了響應(yīng)式數(shù)據(jù)，讀取data.msg時所觸發(fā)的get函數(shù)已經(jīng)被我們劫持，這個get函數(shù)中我們?nèi)ビ涗浵耫ata.msg被這個渲染函數(shù)所依賴，然后再返回data.msg的值。

這樣下次data.msg發(fā)生變化的時候，Watcher內(nèi)部所做的一些邏輯就會通知到渲染函數(shù)去重新執(zhí)行。這不就是響應(yīng)式的原理嘛。

下面開始實現(xiàn)代碼

import Dep from ’./dep’import { isObject } from ’../utils’// 將對象定義為響應(yīng)式export default function reactive(data) { if (isObject(data)) { Object.keys(data).forEach(key => { defineReactive(data, key) }) } return data}function defineReactive(data, key) { let val = data[key] // 收集依賴 const dep = new Dep() Object.defineProperty(data, key, { get() { dep.depend() return val }, set(newVal) { val = newVal dep.notify() } }) if (isObject(val)) { reactive(val) }}

代碼很簡單，就是去遍歷data的key，在defineReactive函數(shù)中對每個key進(jìn)行g(shù)et和set的劫持，Dep是一個新的概念，它主要用來做上面所說的dep.depend()去收集當(dāng)前正在運行的渲染函數(shù)和dep.notify() 觸發(fā)渲染函數(shù)重新執(zhí)行。

可以把dep看成一個收集依賴的小筐，每當(dāng)運行渲染函數(shù)讀取到data的某個key的時候，就把這個渲染函數(shù)丟到這個key自己的小筐中，在這個key的值發(fā)生改變的時候，去key的筐中找到所有的渲染函數(shù)再執(zhí)行一遍。

Dep

export default class Dep { constructor() { this.deps = new Set() } depend() { if (Dep.target) { this.deps.add(Dep.target) } } notify() { this.deps.forEach(watcher => watcher.update()) }}// 正在運行的watcherDep.target = null

這個類很簡單，利用Set去做存儲，在depend的時候把Dep.target加入到deps集合里，在notify的時候遍歷deps，觸發(fā)每個watcher的update。

沒錯Dep.target這個概念也是Vue中所引入的，它是一個掛在Dep類上的全局變量，js是單線程運行的，所以在渲染函數(shù)如：

document.getElementById(’app’).innerHTML = `msg is ${data.msg}`

運行之前，先把全局的Dep.target設(shè)置為存儲了這個渲染函數(shù)的watcher，也就是：

new Watcher(() => { document.getElementById(’app’).innerHTML = `msg is ${data.msg}`})

這樣在運行途中data.msg就可以通過Dep.target找到當(dāng)前是哪個渲染函數(shù)的watcher正在運行，這樣也就可以把自身對應(yīng)的依賴所收集起來了。

這里劃重點：Dep.target一定是一個Watcher的實例。

又因為渲染函數(shù)可以是嵌套運行的，比如在Vue中每個組件都會有自己用來存放渲染函數(shù)的一個watcher，那么在下面這種組件嵌套組件的情況下：

// Parent組件<template> <div> <Son組件 /> </div></template>

watcher的運行路徑就是： 開始 -> ParentWatcher -> SonWatcher -> ParentWatcher -> 結(jié)束。

是不是特別像函數(shù)運行中的入棧出棧，沒錯，Vue內(nèi)部就是用了棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來記錄watcher的運行軌跡。

// watcher棧const targetStack = []// 將上一個watcher推到棧里，更新Dep.target為傳入的_target變量。export function pushTarget(_target) { if (Dep.target) targetStack.push(Dep.target) Dep.target = _target}// 取回上一個watcher作為Dep.target，并且棧里要彈出上一個watcher。export function popTarget() { Dep.target = targetStack.pop()}

有了這些輔助的工具，就可以來看看Watcher的具體實現(xiàn)了

import Dep, { pushTarget, popTarget } from ’./dep’export default class Watcher { constructor(getter) { this.getter = getter this.get() } get() { pushTarget(this) this.value = this.getter() popTarget() return this.value } update() { this.get() }}

回顧一下開頭示例中Watcher的使用。

const data = reactive({ msg: ’Hello World’,})new Watcher(() => { document.getElementById(’app’).innerHTML = `msg is ${data.msg}`})

傳入的getter函數(shù)就是

() => { document.getElementById(’app’).innerHTML = `msg is ${data.msg}`}

在構(gòu)造函數(shù)中，記錄下getter函數(shù)，并且執(zhí)行了一遍get

get() { pushTarget(this) this.value = this.getter() popTarget() return this.value }

在這個函數(shù)中,this就是這個watcher實例，在執(zhí)行g(shù)et的開頭先把這個存儲了渲染函數(shù)的watcher設(shè)置為當(dāng)前的Dep.target，然后執(zhí)行this.getter()也就是渲染函數(shù)

在執(zhí)行渲染函數(shù)的途中讀取到了data.msg，就觸發(fā)了defineReactive函數(shù)中劫持的get:

Object.defineProperty(data, key, { get() { dep.depend() return val } })

這時候的dep.depend函數(shù)：

depend() { if (Dep.target) { this.deps.add(Dep.target) } }

所收集到的Dep.target，就是在get函數(shù)開頭中pushTarget(this)所收集的

new Watcher(() => { document.getElementById(’app’).innerHTML = `msg is ${data.msg}`})

這個watcher實例了。

此時我們假如執(zhí)行了這樣一段賦值代碼：

data.msg = ’ssh’

就會運行到劫持的set函數(shù)里：

Object.defineProperty(data, key, { set(newVal) { val = newVal dep.notify() } })

此時在控制臺中打印出dep這個變量，它內(nèi)部的deps屬性果然存儲了一個Watcher的實例。

運行了dep.notify以后，就會觸發(fā)這個watcher的update方法，也就會再去重新執(zhí)行一遍渲染函數(shù)了，這個時候視圖就刷新了。

computed

在實現(xiàn)了reactive這個基礎(chǔ)api以后，就要開始實現(xiàn)computed這個api了，這個api的用法是這樣：

const data = reactive({ number: 1})const numberPlusOne = computed(() => data.number + 1)// 渲染函數(shù)watchernew Watcher(() => { document.getElementById(’app2’).innerHTML = ` computed: 1 + number 是 ${numberPlusOne.value} `})

vue內(nèi)部是把computed屬性定義在vm實例上的，這里我們沒有實例，所以就用一個對象來存儲computed的返回值，用.value來拿computed的真實值。

這里computed傳入的其實還是一個函數(shù)，這里我們回想一下Watcher的本質(zhì)，其實就是存儲了一個需要在特定時機(jī)觸發(fā)的函數(shù)，在Vue內(nèi)部，每個computed屬性也有自己的一個對應(yīng)的watcher實例，下文中叫它computedWatcher

先看渲染函數(shù)：

// 渲染函數(shù)watchernew Watcher(() => { document.getElementById(’app2’).innerHTML = ` computed: 1 + number 是 ${numberPlusOne.value} `})

這段渲染函數(shù)執(zhí)行過程中，讀取到numberPlusOne的值的時候

首先會把Dep.target設(shè)置為numberPlusOne所對應(yīng)的computedWatcher

computedWatcher的特殊之處在于

渲染watcher只能作為依賴被收集到其他的dep筐子里，而computedWatcher實例上有屬于自己的dep，它可以收集別的watcher作為自己的依賴。 惰性求值，初始化的時候先不去運行g(shù)etter。

export default class Watcher { constructor(getter, options = {}) { const { computed } = options this.getter = getter this.computed = computed if (computed) { this.dep = new Dep() } else { this.get() } }}

其實computed實現(xiàn)的本質(zhì)就是，computed在讀取value之前，Dep.target肯定此時是正在運行的渲染函數(shù)的watcher。

先把當(dāng)前正在運行的渲染函數(shù)的watcher作為依賴收集到computedWatcher內(nèi)部的dep筐子里。

把自身computedWatcher設(shè)置為 全局Dep.target，然后開始求值：

求值函數(shù)會在運行() => data.number + 1的途中遇到data.number的讀取，這時又會觸發(fā)’number’這個key的劫持get函數(shù)，這時全局的Dep.target是computedWatcher，data.number的dep依賴筐子里丟進(jìn)去了computedWatcher。此時的依賴關(guān)系是 data.number的dep筐子里裝著computedWatcher，computedWatcher的dep筐子里裝著渲染watcher。此時如果更新data.number的話，會一級一級往上觸發(fā)更新。會觸發(fā)computedWatcher的update，我們肯定會對被設(shè)置為computed特性的watcher做特殊的處理，這個watcher的筐子里裝著渲染watcher，所以只需要觸發(fā) this.dep.notify()，就會觸發(fā)渲染watcher的update方法，從而更新視圖。下面來改造代碼：

// Watcherimport Dep, { pushTarget, popTarget } from ’./dep’export default class Watcher { constructor(getter, options = {}) { const { computed } = options this.getter = getter this.computed = computed if (computed) { this.dep = new Dep() } else { this.get() } } get() { pushTarget(this) this.value = this.getter() popTarget() return this.value } // 僅為computed使用 depend() { this.dep.depend() } update() { if (this.computed) { this.get() this.dep.notify() } else { this.get() } }}

computed初始化：

// computedimport Watcher from ’./watcher’export default function computed(getter) { let def = {} const computedWatcher = new Watcher(getter, { computed: true }) Object.defineProperty(def, ’value’, { get() { // 先讓computedWatcher收集渲染watcher作為自己的依賴。 computedWatcher.depend() return computedWatcher.get() } }) return def}

這里的邏輯比較繞，如果沒理清楚的話可以把代碼下載下來一步步斷點調(diào)試，data.number被劫持的set觸發(fā)以后，可以看一下number的dep到底存了什么。

watch

watch的使用方式是這樣的：

watch( () => data.msg, (newVal, oldVal) => { console.log(’newVal: ’, newVal) console.log(’old: ’, oldVal) })

傳入的第一個參數(shù)是個函數(shù)，里面需要讀取到響應(yīng)式的屬性，確保依賴能被收集到，這樣下次這個響應(yīng)式的屬性發(fā)生改變后，就會打印出對飲的新值和舊值。

分析一下watch的實現(xiàn)原理，這里依然是利用Watcher類去實現(xiàn)，我們把用于watch的watcher叫做watchWatcher，傳入的getter函數(shù)也就是() => data.msg，Watcher在執(zhí)行它之前還是一樣會把自身（也就是watchWatcher）設(shè)為Dep.target，這時讀到data.msg，就會把watchWatcher丟進(jìn)data.msg的依賴筐子里。

如果data.msg更新了，則就會觸發(fā)watchWatcher的update方法

直接上代碼：

// watchimport Watcher from ’./watcher’export default function watch(getter, callback) { new Watcher(getter, { watch: true, callback })}

沒錯又是直接用了getter，只是這次傳入的選項是{ watch: true, callback }，接下來看看Watcher內(nèi)部進(jìn)行了什么處理：

export default class Watcher { constructor(getter, options = {}) { const { computed, watch, callback } = options this.getter = getter this.computed = computed this.watch = watch this.callback = callback this.value = undefined if (computed) { this.dep = new Dep() } else { this.get() } }}

首先是構(gòu)造函數(shù)中，對watch選項和callback進(jìn)行了保存，其他沒變。

然后在update方法中。

update() { if (this.computed) { ... } else if (this.watch) { const oldValue = this.value this.get() this.callback(oldValue, this.value) } else { ... } }

在調(diào)用this.get去更新值之前，先把舊值保存起來，然后把新值和舊值一起通過調(diào)用callback函數(shù)交給外部，就這么簡單。我們僅僅是改動寥寥幾行代碼，就輕松實現(xiàn)了非常重要的api：watch。

總結(jié)。

有了精妙的Watcher和Dep的設(shè)計，Vue內(nèi)部的響應(yīng)式api實現(xiàn)的非常簡單，不得不再次感嘆一下尤大真是厲害啊！

到此這篇關(guān)于Vue的data、computed、watch源碼淺談的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Vue data、computed、watch源碼內(nèi)容請搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！