响应式原理
...大约 8 分钟
数据驱动
数据响应式
数据模型仅仅是普通的 JS 对象，而当我们修改数据时，视图会进行更新，避免了繁琐的 DOM 操作，提高了开发效率
双向绑定
- 数据改变，视图改变；视图改变，数据也随之改变
- 在 vue 中，我们通过 v-model 在表单元素上创建双向绑定
数据驱动
- vue 最独特的特性之一
- 开发过程中仅需要关注数据（业务）本身，不需要关心数据是如何渲染到视图的
响应式核心原理
Vue2.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)
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
<title>defineProperty 多个成员</title>
</head>
<body>
<div id="app">
hello
</div>
<script>
// 模拟 Vue 中的 data 选项
let data = {
msg: 'hello',
count: 10
}
// 模拟 Vue 的实例
let vm = {}
proxyData(data)
function proxyData(data) {
// 遍历 data 对象的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
// 把 data 中的属性，转换成 vm 的 setter/setter
Object.defineProperty(vm, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get () {
console.log('get: ', key, data[key])
return data[key]
},
set (newValue) {
console.log('set: ', key, newValue)
if (newValue === data[key]) {
return
}
data[key] = newValue
// 数据更改，更新 DOM 的值
document.querySelector('#app').textContent = data[key]
}
})
})
}
// 测试
vm.msg = 'Hello World'
console.log(vm.msg)
</script>
</body>
</html>
Vue3.x
- MDN Proxy
- 直接监听对象，而非属性。
- ES6中新增，IE 不支持，性能由浏览器优化
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
<title>Proxy</title>
</head>
<body>
<div id="app">
hello
</div>
<script>
// 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)
</script>
</body>
</html>
发布订阅模式
- 事件中心
- 发布者（注册-）
- 订阅者（触发-）
vue 中的自定义事件
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Vue 自定义事件</title>
</head>
<body>
<script src="./js/vue.js"></script>
<script>
// Vue 自定义事件
let vm = new Vue()
// { 'click': [fn1, fn2], 'change': [fn] }
// 注册事件(订阅消息)
vm.$on('dataChange', () => {
console.log('dataChange')
})
vm.$on('dataChange', () => {
console.log('dataChange1')
})
// 触发事件(发布消息)
vm.$emit('dataChange')
</script>
</body>
</html>
代码实现
<!DOCTYPE html>
<html lang="cn">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>发布订阅模式</title>
</head>
<body>
<script>
// 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) {
// 保证事件的类型是数组类型
this.subs[eventType] = this.subs[eventType] || []
// 存储事件到事件中心
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')
</script>
</body>
</html>
观察者模式
与发布订阅模式的区别
- 没有事件中心
- 发布者需要知道订阅者的存在
相关概念
- 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
代码实现
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>观察者模式</title>
</head>
<body>
<script>
// 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()
</script>
</body>
</html>
vue 响应式原理模拟
整体分析
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，如果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，当数据变化通知所有观察者
Watcher
数据变化更新视图
Vue 类
功能
- 负责接受初始化的参数 （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
结构
具体实现
class Vue {
constructor (options) {
// 1. 通过属性保存选项的数据
this.$options = options || {}
this.$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.$data)
// 4. 调用compiler对象，解析指令和差值表达式
new Compiler(this)
}
_proxyData (data) {
// 遍历data中的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
// 把data的属性注入到vue实例中
Object.defineProperty(this, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get () {
return data[key]
},
set (newValue) {
if (newValue === data[key]) {
return
}
data[key] = newValue
}
})
})
}
}
Observer 类
功能
- 负责把 data 选项中的属性转换成响应式数据
- data 中的某个属性也是对象，把该属性转换成响应式数据
- 数据变化发送通知
结构
具体实现
class Observer {
constructor(data) {
this.walk(data);
}
walk(data) {
if (!data || typeof data !== "object") return;
Object.keys(data).forEach((key) => {
this.defineReactive(data, key, data[key]);
});
}
defineReactive(obj, key, val) {
const _this = this;
// 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
this.walk(val);
// 为每一个响应式对象添加一个观察者数组
let dep = new Dep();
Object.defineProperty(obj, key, {
configurable: true,
enumerable: true,
get() {
Dep.target && dep.addSub(Dep.target);
return val;
},
set(newVal) {
if (newVal === val) return;
val = newVal;
// 如果新赋值的值是一个对象，把val内部的属性转换成响应式数据
_this.walk(val);
// 通知观察者更新视图
dep.notify();
}
});
}
}
Compiler 类
功能
- 负责编译模版，解析指令 / 插值表达式
- 负责页面的首次渲染
- 当数据变化后重新渲染视图
结构
具体实现
class Compiler {
constructor(vm) {
this.el = vm.$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) {
const childNodes = el.childNodes;
[...childNodes].forEach((node) => {
// 如果是文本节点
if (this.isTextNode(node)) {
this.compileText(node);
// 如果是元素节点
} else if (this.isElementNode(node)) {
this.compileElement(node);
}
// 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
this.compile(node);
}
});
}
// 编译元素节点，处理指令
compileElement(node) {
// console.log('GodX------>log',[...node.attributes]);
[...node.attributes].forEach((attr) => {
if (this.isDirective(attr.name)) {
// v-text => text
const attrName = attr.name.substr(2);
// data 对象中的 key
const key = attr.value;
// 更新视图
this.update(node, key, attrName);
}
});
}
update(node, key, attrName) {
const fn = this[attrName + "Updater"];
fn && fn(node, this.vm[key]);
}
// 处理 v-text
textUpdater(node, value) {
node.textContent = value;
}
// 处理 v-model
modelUpdater(node, value) {
// 更改表单属性的值是 value
node.value = value;
}
// 编译文本节点，处理差值表达式
compileText(node) {
// console.dir(node);
// 定义用来匹配插值表达式的正则
const reg = /\{\{ (.+?) \}\}/;
// 获取差值表达式：{{ xx }}
let value = node.textContent;
// 如果文本类型是插值表达式
if (reg.test(value)) {
// 获取差值表达式中的 key，并去除空格
const key = RegExp.$1.trim();
// 将匹配到的 key 替换为 value
node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key]);
}
}
// 判断元素属性是否是指令
isDirective(attrName) {
return attrName.startsWith("v-");
}
// 判断节点是否是文本节点
isTextNode(node) {
return node.nodeType === 3;
}
// 判断节点是否是元素节点
isElementNode(node) {
return node.nodeType === 1;
}
}
相关信息
到此，页面首次渲染把数据更新到视图功能已实现。接下来我们来实现 vue 的 响应式机制。
Dep 类
功能
- 在 getter 中收集依赖，添加观察者 （watcher）
- 在 setter 中通知所有观察者，更新视图
结构
具体实现
class Dep {
constructor () {
// 存储所有的观察者
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 类
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
结构
具体实现
class Watcher {
constructor(vm, key, cb) {
this.vm = vm;
this.key = key;
// 回调函数负责更新视图
this.cb = cb;
// 将 watcher 对象记录到 Dep 类的静态属性
Dep.target = this;
// 读取 vm[key] ，触发 getter
this.oldValue = vm[key];
// 重置 Dep.target，以免重复添加
Dep.target = null;
}
update() {
const newValue = this.vm[this.key];
if (newValue === this.oldValue) return;
this.cb(newValue);
}
}
修改 compiler 类(实现响应式机制)
首次渲染时，给不同的元素注册 Watcher 实例
update(node, key, attrName) {
const fn = this[attrName + "Updater"];
fn && fn.apply(this, [node, this.vm[key], key]);
}
// 处理 v-text
textUpdater(node, value, key) {
node.textContent = value;
new Watcher(this.vm, key, (newVal) => {
node.textContent = newVal;
});
}
// 处理 v-model
modelUpdater(node, value, key) {
// 更改表单属性的值是 value
node.value = value;
new Watcher(this.vm, key, (newVal) => {
node.value = newVal;
});
// 视图改变，更新数据
window.addEventListener("input", () => {
this.vm[key] = node.value;
});
}
// 编译文本节点，处理差值表达式
compileText(node) {
// console.dir(node);
// 定义用来匹配插值表达式的正则
const reg = /\{\{ (.+?) \}\}/;
// 获取差值表达式：{{ xx }}
let value = node.textContent;
// 如果文本类型是插值表达式
if (reg.test(value)) {
// 获取差值表达式中的 key，并去除空格
const key = RegExp.$1.trim();
// 将匹配到的 key 替换为 value
node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key]);
new Watcher(this.vm, key, (newVal) => {
node.textContent = newVal;
});
}
}
总结
- 页面首次加载时，通过 Compiler 去渲染视图
- 当数据变化时，通过 Watcher 的 update 方法去更新视图
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