【前端词典】Vue 响应式原理其实很好懂
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(){ let 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：
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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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