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Vue模拟响应式原理底层代码实现的示例

佚名メSerendipity2021-08-16JavaScript8146

最近去面试的人都会有这个体会,去年面试官只问我怎么用vue,今年开始问我vue响应式原理，本文就详细的介绍一下

上图中,为我们模拟最小vue的整体结构,首先创建一个vue类型,它负责把data中的成员注入到vue实例中,并且转化成getter/setter,observer的作用是数据劫持,对data中的属性进行数据监听,如果数据发生变化会获取到最新的值,并通知dep。Compiler的作用是解析每个元素中的指令和差值表达式并替换成相应的数据。Dep的作用是添加观察者,当数据发生变化时通知所有的观察者。Watcher内部有一个Update方法负责更新视图,下面我们用代码的方式一一进行实现。

1.Vue.js功能：

1-1负责接收初始化的参数（选项）

1-2负责把data中的属性注入到vue实例,转化成getter/setter

1-3负责调用observer监听data中所有属性的变化

1-4负责调用Compiler解析指令/差值表达式

类图结构如下：

如上图所示：vue类中有三个属性,分别是$options,$el,$data,这三个属性记录构造函数中传过来的参数。_proxyData为vue类中的方法

所以以_开头的成员就是私有成员,这个方法的功能是把data中的属性转化为getter和setter注入到vue实例中。

class Vue{
    constructor(options) {
        //1.通过属性保存选项中的数据
        this.$options = options || {}
        this.$data = options.data || {}
        this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
        //2.把data中的成员转化为getter和setter,注入到vue实例中
        this._proxyData(this.$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)
    }
    //把Vue的属性转化为getter和setter,注入到Vue实例中
    _proxyData(data){
        //遍历data中所有属性
        Object.keys(data).forEach(key=>{
          //把data的属性注入到vue实例全局中
          Object.defineProperty(this,key,{
              enumerable:true,
              configurable:true,
              get(){
                return data[key]
              },
              set(newValue){
                if(newValue===data[key]){
                    return 
                }
                data[key]=newValue
             }
        })    
      })
    }
}

2.Observer.js功能（数据劫持）：

2-1 负责把data选项中的属性转化为响应式数据

2-2 data中的某个属性也是对象,把该属性转化为响应式数据

2-3 数据变化发送通知

类图结构如下：

如上图所示：

walk方法的作用是遍历data中的所有属性,defineReactive是定义响应式数据，也就是通过调用defineReactive方法把属性转化为getter和setter。

class Observer{
    constructor(data) {
        this.walk(data)
    }
    //walk方法遍历data中的所有属性
    walk(data) {
        //1.判断data是否对象
        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])
        })
    }
    //degineReactivce方法定义响应式数据 把属性转化为getter和setter
    defineReactive(obj,key,val) {
        let that=this
        // 负责收集依赖,并发送通知
        let dep=new Dep()
        //如果val传入对象的话也给对象里面的属性添加getter和setter方法
        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
                //如果给属性重新赋值成对象,给对象里面的属性重新添加getter和setter方法
                //比如:历史数据vm.msg="Hello World" 修改之后vm.msg={a:'Hwllo World'}
                //再次调用此方法给vm.msg.a重新添加getter和setter方法
                that.walk(newValue)
                //发送通知
                dep.notify()
            }
        })
    }
}

3.Compiler.js功能：

3-1 负责编译模板,解析指令/差值表达式

3-2 负责页面的首次渲染

3-3 当数据变化后重新渲染视图

类图结构如下：

如上图所示：

el为构造函数传过来的options.el,vm是vue的实例,下面都是vm的方法，对DOM进行操作。compile方法内部遍历dom对象的所有节点,并且

判断这些节点是文本节点，如果是文本节点解析差值表达式,如果是元素节点解析指令,isTextNode和isElementNode方法判断是文本节点还

是元素节点。compileElement和compileText方法解析差值表达式和指令。isDirective这个方法判断元素属性是否是指令。

4.Dep.js功能：

4-1 收集依赖，添加观察者(watcher)

4-2 通知所有观察者

如上图所示:

在vue的响应式机制中,使用观察者模式来响应数据的变化,Dep的作用是收集依赖，在getter方法中收集依赖,在setter方法中通知依赖，每

一个响应式的属性都会场景一个Dep对象，负责收集所有依赖于该属性的地方,所有依赖于该属性的位置都会创建一个watcher对象，所以

Dep就是收集于该属性的watcher对象，使用setter方法去通知依赖，当属性发生变化时调用nodify方法去发送通知，然后调用watcher对象

的update方法。

类的机构如下图：

如上图所示：

subs是一个数组，存储dep中所有的watcher,addSub方法添加watcher,notify方法发布通知

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()
        })
    }
}

5.Watcher.js功能：

5-1 当数据变化触发依赖,dep通知所有的Watcher实例更新视图

5-2 自身实例化的时候往dep对象中添加自己

如上图所示：

data中的每一个属性都要创建一个Dep对象, 在收集依赖的时候把所有对象的watcher添加到dep对象的subs数组中,在setter对象中发送通

知,调用Dep对象的notify方法通知所有关联的watcher对象更新视图。

类图结构如下：

如上图所示：

update对象更新视图，cb回调函数,指明如何更新视图。在更新视图的时候需要一个属性key(data中的属性名称),oldvalue是key 对应的值。

class Watcher{
    constructor(vm,key,cb) {
        this.vm=vm
        //data中的属性名称
        this.key=key
        //回调函数负责更新视图
        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=vm[key]
        Dep.target=null
    }
    //当数据发生变化时更新视图
    update(){
        let newValue=this.vm[this.key]
        if(this.oldValue === newValue){
            return
        }
        this.cb(newValue)
    }
}

下面通过这张图作整体流程的总结：