前言
这是十篇 Vue 系列文章的第三篇，这篇文章我们讲讲 Vue 最核心的功能之一：响应式原理。
如何理解响应式
可以这样理解：当一个状态改变之后，与这个状态相关的事务也立即随之改变，从前端来看就是数据状态改变后相关 DOM 也随之改变。数据模型仅仅是普通的 JavaScript 对象。而当你修改它们时，视图会进行更新。
抛个问题
我们先看看我们在 Vue 中常见的写法：
<div id="app" @click="changeNum">
{{ num }}
</div>
var app = new Vue({
el: '#app',
data: {
num: 1
},
methods: {
changeNum() {
this.num = 2
}
}
})这种写法很常见，不过你考虑过当为什么执行 this.num=2 后视图为什么会更新呢？通过这篇文章我力争把这个点讲清楚。
如果不使用 Vue，我们应该怎么实现？
我的第一想法是像下面这样实现：
let data = {
num: 1
};
Object.defineProperty(data, 'num',{
value: value,
set: function( newVal ){
document.getElementById('app').value = newVal;
}
});
input.addEventListener('input', function(){
data.num = 2;
});这样可以粗略的实现点击元素，自动更新视图。
这里我们需要通过 Object.defineProperty 来操作对象的访问器属性。监听到数据变化的时候，操作相关 DOM。
而这里用到了一个常见模式 —— 发布/订阅模式。
我画了一个大概的流程图，用来说明观察者模式和发布/订阅模式。如下：
仔细的同学会发现，我这个粗略的过程和使用 Vue 的不同的地方就是需要我自己操作 DOM 重新渲染。
如果我们使用 Vue 的话，这一步就是 Vue 内部的代码来处理的。这也是我们为什么在使用 Vue 的时候无需手动操作 DOM 的原因。
关于 Object.defineProperty 我在上一篇文章已经提及，这里就不再复述。
Vue 是如何实现响应式的
我们知道对象可以通过 Object.defineProperty 操作其访问器属性，即对象拥有了 getter 和 setter 方法。这就是实现响应式的基石。
先看一张很直观的流程图：
initData 方法
在 Vue 的初始化的时候，其 _init() 方法会调用执行 initState(vm) 方法。 initState 方法主要是对 props、 methods、 data、 computed 和 wathcer 等属性做了初始化操作。
这里我们就对 data 初始化的过程做一个比较详细的分析。
function initData (vm: Component) {
let data = vm.$options.data
data = vm._data = typeof data === 'function'
? getData(data, vm)
: data || {}
if (!isPlainObject(data)) {
......
}
// proxy data on instance
const keys = Object.keys(data)
const props = vm.$options.props
const methods = vm.$options.methods
let i = keys.length
while (i--) {
const key = keys[i]
...... // 省略部分兼容代码，但不影响理解
if (props && hasOwn(props, key)) {
......
} else if (!isReserved(key)) {
proxy(vm, `_data`, key)
}
}
// observe data
observe(data, true /* asRootData */)
}initData初始化 data 的主要过程也是做两件事:
-
通过 proxy 把每一个值 vm._data.[key] 都代理到 vm.[key] 上；
- 调用 observe 方法观测整个 data 的变化，把 data 也变成响应式（可观察），可以通过 vm._data.[key] 访问到定义 data 返回函数中对应的属性。
数据劫持 — Observe
通过这个方法将 data 下面的所有属性变成响应式（可观察）。
// 给对象的属性添加 getter 和 setter，用于依赖收集和发布更新
export class Observer {
value: any;
dep: Dep;
vmCount: number;
constructor (value: any) {
this.value = value
// 实例化 Dep 对象
this.dep = new Dep()
this.vmCount = 0
// 把自身实例添加到数据对象 value 的 __ob__ 属性上
def(value, '__ob__', this)
// value 是否为数组的不同调用
if (Array.isArray(value)) {
const augment = hasProto ? protoAugment : copyAugment
augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
this.observeArray(value)
} else {
this.walk(value)
}
}
// 取出所有属性遍历
walk (obj: Object) {
const keys = Object.keys(obj)
for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
defineReactive(obj, keys[i])
}
}
observeArray (items: Array<any>) {
for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
observe(items[i])
}
}
}def 函数内封装了 Object.defineProperty ，所以你 console.log(data) ，会发现多了一个 ob 的属性。
defineReactive 方法遍历所有属性
// 定义一个响应式对象的具体实现
export function defineReactive (
obj: Object,
key: string,
val: any,
customSetter?: ?Function,
shallow?: boolean
) {
const dep = new Dep()
..... // 省略部分兼容代码，但不影响理解
let childOb = !shallow && observe(val)
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get: function reactiveGetter () {
const value = getter ? getter.call(obj) : val
if (Dep.target) {
// 进行依赖收集
dep.depend()
if (childOb) {
childOb.dep.depend()
if (Array.isArray(value)) {
dependArray(value)
}
}
}
return value
},
set: function reactiveSetter (newVal) {
const value = getter ? getter.call(obj) : val
..... // 省略部分兼容代码，但不影响理解
if (setter) {
setter.call(obj, newVal)
} else {
val = newVal
}
// 对新的值进行监听
childOb = !shallow && observe(newVal)
// 通知所有订阅者，内部调用 watcher 的 update 方法
dep.notify()
}
})
}defineReactive 方法最开始初始化 Dep 对象的实例，然后通过对子对象递归调用 observe 方法，使所有子属性也能变成响应式的对象。并且在 Object.defineProperty 的 getter 和 setter方法中调用 dep 的相关方法。
即：
-
getter 方法完成的工作就是依赖收集 —— dep.depend()
- setter 方法完成的工作就是发布更新 —— dep.notify()
我们发现这里都和 Dep 对象有着不可忽略的关系。接下来我们就看看 Dep 对象。这个 Dep
调度中心作用的 Dep
前文中我们提到发布/订阅模式，在发布者和订阅者之前有一个调度中心。这里的 Dep 扮演的角色就是调度中心，主要的作用就是:
-
收集订阅者 Watcher 并添加到观察者列表 subs
-
接收发布者的事件
- 通知订阅者目标更新，让订阅者执行自己的 update 方法
详细代码如下：
// Dep 构造函数
export default class Dep {
static target: ?Watcher;
id: number;
subs: Array<Watcher>;
constructor () {
this.id = uid++
this.subs = []
}
// 向 dep 的观察者列表 subs 添加 Watcher
addSub (sub: Watcher) {
this.subs.push(sub)
}
// 从 dep 的观察者列表 subs 移除 Watcher
removeSub (sub: Watcher) {
remove(this.subs, sub)
}
// 进行依赖收集
depend () {
if (Dep.target) {
Dep.target.addDep(this)
}
}
// 通知所有订阅者，内部调用 watcher 的 update 方法
notify () {
const subs = this.subs.slice()
for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
subs[i].update()
}
}
}
// Dep.target 是全局唯一的观察者，因为在任何时候只有一个观察者被处理。
Dep.target = null
// 待处理的观察者队列
const targetStack = []
export function pushTarget (_target: ?Watcher) {
if (Dep.target) targetStack.push(Dep.target)
Dep.target = _target
}
export function popTarget () {
Dep.target = targetStack.pop()
}Dep 可以理解成是对 Watcher 的一种管理，Dep 和 Watcher 是紧密相关的。所以我们必须看一看 Watcher 的实现。
订阅者 —— Watcher
Watcher 中定义了许多原型方法，这里我只粗略的讲 update 和 get 这三个方法。
// 为了方便理解，部分兼容代码已被我省去
get () {
// 设置需要处理的观察者
pushTarget(this)
const vm = this.vm
let value = this.getter.call(vm, vm)
// deep 是否为 true 的处理逻辑
if (this.deep) {
traverse(value)
}
// 将 Dep.target 指向栈顶的观察者，并将他从待处理的观察者队列中移除
popTarget()
// 执行依赖清空动作
this.cleanupDeps()
return value
}
update () {
if (this.computed) {
...
} else if (this.sync) {
// 标记为同步
this.run()
} else {
// 一般都是走这里，即异步批量更新：nextTick
queueWatcher(this)
}
}Vue 的响应式过程大概就是这样了。感兴趣的可以看看源码。
最后我们在通过这个流程图来复习一遍：
Vue 相关文章输出计划
最近总有朋友问我 Vue 相关的问题，因此接下来我会输出 9 篇 Vue 相关的文章，希望对大家有一定的帮助。我会保持在 7 到 10 天更新一篇。
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