Vue响应式原理

1. 什么是Vue响应

数据发生变化后，会重新对页面渲染，这就是Vue响应式

2. Vue响应过程

• 数据劫持 / 数据代理：侦测数据的变化
• 依赖收集：收集视图依赖了哪些数据
• 发布订阅者模式：数据变化时，自动“通知”需要更新的试图部分，并进行更新

3. 如何侦测数据变化

两种方法：

• Object.defineProperty：数据劫持
• ES6的Proxy：数据代理

3.1. Object.defineProperty 实现

Vue通过设定对象属性的 setter/getter 方法来监听数据的变化：

• getter收集依赖
• 每个setter方法都是一个观察者，在数据变更时，通知订阅者更新视图

代码如下：

function render () {
//set的时候会走这里，重新渲染
  console.log('模拟视图渲染')
}
let data = {
  name: 'gagaLab',
  location: { x: 100, y: 100 }
}
observe(data)

定义核心函数 observe

function observe (obj) { // 我们来用它使对象变成可观察的
  // 判断类型
  if (!obj || typeof obj !== 'object') {
    return
  }
  Object.keys(obj).forEach(key => {
    defineReactive(obj, key, obj[key])
  })
  function defineReactive (obj, key, value) {
    // 递归子属性
    observe(value)
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true, //可枚举（可以遍历）
      configurable: true, //可配置（比如可以删除）
      get: function reactiveGetter () {
        console.log('get', value) // 监听
        return value
      },
      set: function reactiveSetter (newVal) {
        observe(newVal) //如果赋值是一个对象，也要递归子属性
        if (newVal !== value) {
          console.log('set', newVal) // 监听
          render()
          value = newVal
        }
      }
    })
  }
}

改变data的属性，触发set；获取data的属性，触发get。

data.location = {
  x: 1000,
  y: 1000
} //打印     set {x: 1000,y: 1000} 模拟视图渲染
data.name //打印   get gagaLab

以上代码的主要作用：

observe这个函数传入一个 obj（需要被追踪变化的对象），通过遍历所有属性的方式对该对象的每一个属性都通过 defineReactive 处理，给每个属性加上set和get方法，以此来达到实现侦测对象变化。值得注意的是，observe 会进行递归调用。

如何侦测Vue中data的数据：

class Vue {
    /* Vue构造类 */
    constructor(options) {
        this._data = options.data;
        observer(this._data);
    }
}

但是！上面的代码无法检测到对象属性的添加或删除(如data.location.a=1,增加一个a属性)。

因为 Vue 通过Object.defineProperty来将对象的key转换成getter/setter的形式来追踪变化，但getter/setter只能追踪一个数据是否被修改，无法追踪新增属性和删除属性。

• 如果要删除属性，可以用vm.$delete实现。

• 如果要新增属性

  • 可以使用 Vue.set(location, a, 1) 方法向嵌套对象添加响应式属性;
  • 也可以给这个对象重新赋值，比如data.location = {…data.location,a:1}

另外，Object.defineProperty 不能监听数组的变化，需要进行数组方法的重写

📌 我的代码

// 监听数据变化
let obj = {
  name: 'Jack'
};
Object.keys(obj).forEach(key => {
  let value = obj[key];
  Object.defineProperty(obj, key, {
    set(newVal) {
      console.log("我监听到了value发生变化");
      value = newVal;
    },
    get() {
      console.log("我获取到了value");
      return value;
    }
  })
})

3.2. Proxy实现

Proxy 是 JavaScript 2015 的一个新特性。

Proxy 的代理是针对整个对象的，而不是对象的某个属性，因此不同于 Object.defineProperty 的必须遍历对象每个属性，Proxy 只需要做一层代理就可以监听同级结构下的所有属性变化，当然对于深层结构，递归还是需要进行的。此外Proxy支持代理数组的变化。

这种方法，代码不仅精简，而且还是实现一套代码对对象和数组的侦测都适用。

不过Proxy兼容性不太好！

代码如下：

function render() {
  console.log('模拟视图的更新')
}
let obj = {
  name: '前端工匠',
  age: { age: 100 },
  arr: [1, 2, 3]
}
let handler = {
  get(target, key) {
    // 如果取的值是对象就再对这个对象进行数据劫持
    if (typeof target[key] == 'object' && target[key] !== null) {
      return new Proxy(target[key], handler)
    }
    return Reflect.get(target, key)
  },
  set(target, key, value) {
  //key为length时，表示遍历完了最后一个属性
    if (key === 'length') return true
    render()
    return Reflect.set(target, key, value)
  }
}

let proxy = new Proxy(obj, handler)
proxy.age.name = 'gagaLab' // 支持新增属性
console.log(proxy.age.name) // 模拟视图的更新 浪里行舟
proxy.arr[0] = 'gagaLab' //支持数组的内容发生变化
console.log(proxy.arr) // 模拟视图的更新 ['gagaLab', 2, 3 ]
proxy.arr.length-- // 无效

4. 收集依赖

4.1. 为什么要收集依赖

我们之所以要观察数据，其目的在于当数据的属性发生变化时，可以通知那些曾经使用了该数据的地方。比如例子中，模板中使用了location 数据，当它发生变化时，要向使用了它的地方发送通知。

let globalData = {
    text: '浪里行舟'
};
let test1 = new Vue({
    template:
        `<div>
            <span>{{text}}</span> 
        <div>`,
    data: globalData
});
let test2 = new Vue({
    template:
        `<div>
            <span>{{text}}</span> 
        <div>`,
    data: globalData
});

如果执行以下语句：

globalData.text = 'gagaLab';

就需要通知 test1 以及 test2 这两个Vue实例进行视图的更新,我们只有通过收集依赖才能知道哪些地方依赖我的数据，以及数据更新时派发更新。那依赖收集是如何实现的？其中的核心思想就是“事件发布订阅模式”。

4.2. 如何收集依赖

4.2.1 订阅者Dep

为什么要引入Dep：

收集依赖需要为依赖找一个存储依赖的地方，为此我们创建了Dep。它用来收集依赖、删除依赖和向依赖发送消息等。 于是我们先来实现一个订阅者 Dep 类，用于解耦属性的依赖收集和派发更新操作，说得具体点：它的主要作用是用来存放 Watcher 观察者对象。我们可以把Watcher理解成一个中介的角色，数据发生变化时通知它，然后它再通知其他地方。

Dep的简单实现：

class Dep {
    constructor () {
        /* 用来存放Watcher对象的数组 */
        this.subs = [];
    }
    /* 在subs中添加一个Watcher对象 */
    addSub (sub) {
        this.subs.push(sub);
    }
    /* 通知所有Watcher对象更新视图 */
    notify () {
        this.subs.forEach((sub) => {
            sub.update();
		})
	}
}

以上代码主要做了两件事：

• 用 addSub 方法可以在目前的 Dep 对象中增加一个 Watcher 的订阅操作；
• 用 notify 方法通知目前 Dep 对象的 subs 中的所有 Watcher 对象触发更新操作。 所以当需要依赖收集的时候调用 addSub，当需要派发更新的时候调用 notify。

调用：

let dp = new Dep()
dp.addSub(() => {//依赖收集的时候
    console.log('emit here')
})
dp.notify()//派发更新的时候

4.2.2. 观察者 Watcher

Vue 中定义一个 Watcher 类来表示观察订阅依赖。

为什么要引入Watcher：

当属性发生变化后，我们要通知用到数据的地方，而使用这个数据的地方有很多，而且类型还不一样，既有可能是模板，也有可能是用户写的一个watch,这时需要抽象出一个能集中处理这些情况的类。然后，我们在依赖收集阶段只收集这个封装好的类的实例进来，通知也只通知它一个，再由它负责通知其他地方。

依赖收集的目的：

将观察者 Watcher 对象存放到当前闭包中的订阅者 Dep 的 subs 中。

形成如下所示的这样一个关系

Watcher的简单简单实现：

class Watcher {
  constructor(obj, key, cb) {
    // 将 Dep.target 指向自己
    // 然后触发属性的 getter 添加监听
    // 最后将 Dep.target 置空
    Dep.target = this
    this.cb = cb
    this.obj = obj
    this.key = key
    this.value = obj[key]
    Dep.target = null
  }
  update() {
    // 获得新值
    this.value = this.obj[this.key]
   // 我们定义一个 cb 函数，这个函数用来模拟视图更新，调用它即代表更新视图
    this.cb(this.value)
  }
}

在执行构造函数的时候将 Dep.target 指向自身，从而使得收集到了对应的 Watcher，在派发更新的时候取出对应的 Watcher，然后执行 update 函数。

4.3 依赖的本质

所谓的依赖，其实就是Watcher。

4.4 如何收集依赖

**一句话概括：**在getter中收集依赖，在setter中触发依赖。先收集依赖，即把用到该数据的地方收集起来，然后等属性发生变化时，把之前收集好的依赖循环触发一遍就行了。

具体来说，当外界通过Watcher读取数据时，便会触发getter从而将Watcher添加到依赖中，哪个Watcher触发了getter，就把哪个Watcher收集到Dep中。当数据发生变化时，会循环依赖列表，把所有的Watcher都通知一遍。

5. 流程图

• 在 new Vue() 后， Vue 会调用_init 函数进行初始化，也就是init 过程，在 这个过程Data通过Observer转换成了getter/setter的形式，来对数据追踪变化，当被设置的对象被读取的时候会执行getter 函数，而在当被赋值的时候会执行 setter函数。
• 当外界通过Watcher读取数据时，会触发getter从而将Watcher添加到依赖中。
• 在修改对象的值的时候，会触发对应的setter， setter通知之前依赖收集得到的 Dep 中的每一个 Watcher，告诉它们自己的值改变了，需要重新渲染视图。这时候这些 Watcher就会开始调用 update 来更新视图。

参考资料

vue响应式详解（重学前端-vue篇1）