Vue 响应式的简单实现

650

一、前置知识

1-1 数据响应式

  • 数据响应式的数据指的是数据模型，数据模型仅仅是普通的 JavaScript 对象，而当我们修改数据时，视图会进行更新，是单向的

  • 数据响应式避免了繁琐的 DOM 操作，提高开发效率

1-2 双向绑定

  • vue 是一个 mvvm 框架，即数据双向绑定，即当数据发生变化的时候，视图也就发生变化，当视图发生变化的时候，数据也会跟着同步变化。数据双向绑定一定是对于UI控件来说的，非UI控件不会涉及到数据双向绑定

  • 在 vue 中，如果使用 vuex，实际上数据还是单向的，之所以说是数据双向绑定，这是对UI控件来说，对于处理表单，vue 的双向数据绑定用起来就特别舒服了，但即两者并不互斥， 在全局性数据流使用单项，方便跟踪，局部性数据流使用双向，简单易操作

  • vue 中是使用 v-model 在表单元素上创建双向数据绑定

1-3 数据驱动

  • 数据驱动是 Vue 最独特的特性之一，开发过程中仅需要关注数据本身，不需要关心数据是如何渲染到视图

二、数据响应式核心原理

2-1 vue 2.x 数据响应式原理

  • vue2 的响应式原理的核心是使用的 es5 中的 Object.defineProperty 来实现，当把一个普通的 JavaScript 对象传入 Vue 实例作为 data 选项，Vue 将遍历此对象所有的 property，并使用 Object.defineProperty 把这些 property 做数据劫持，转为 getter/setter ，进而追踪依赖，使得 vue 可以来监听对象的属性访问或者对象的属性修改

  • Object.defineProperty 的缺点也有很多，比如

  1. 要对对象深度监听，需要递归到底，一次性计算量大
  2. 无法监听新增、删除属性（需要 vue.set 和 vue.delete）
  3. 无法原生监听数组，需要特殊处理

简单数据劫持案例

// 模拟 Vue 中的 data 选项
let data = {
  msg: 'hello'
}

// 模拟 Vue 的实例
let vm = {}

// 数据劫持：当访问或者设置 vm 中的成员的时候，做一些干预操作
Object.defineProperty(vm, 'msg', {
  // 可枚举（可遍历）
  enumerable: true,
  // 可配置（可以使用 delete 删除，可以通过 defineProperty 重新定义）
  configurable: true,
  // 当获取值的时候执行
  get () {
    console.log('get: ', data.msg)
    return data.msg
  },
  // 当设置值的时候执行
  set (newValue) {
    console.log('set: ', newValue)
    if (newValue === data.msg) {
      return
    }
    data.msg = newValue
    // 数据更改，更新 DOM 的值
    document.querySelector('#app').textContent = data.msg
  }
})

// 测试
vm.msg = 'Hello World'
console.log(vm.msg)
复制代码

当需要劫持多个数据时候，就要使用遍历

// 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)
复制代码

2-2 vue 3.x 数据响应式原理

  • vue 3.x 响应式原理的核心是使用ES6的 Proxy 进行数据响应化，Proxy 可以在目标对象上加一层拦截/代理，外界对目标对象的操作，都会经过这层拦截

proxy 实现对象代理的案例

// 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)
复制代码

三、发布订阅模式

  • 发布订阅模式的三个核心是订阅者、发布者、事件中心

  • 我们假定，存在一个”信号中心”，某个任务执行完成，就向信号中心”发布”（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心”订阅”（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做”发布/订阅模式”（publish-subscribe pattern）

  • Vue 中的自定义事件就是基于发布订阅模式的，可以认为调用 on的对象就会是订阅者，调用on 的对象就会是订阅者，调用 emit 的对象就是发布者

// eventBus.js
// 事件中心
let eventHub = new Vue()

// ComponentA.vue 发布者
addTodo: function () {
    // 发布消息(事件)
    eventHub.$emit('add-todo', { text: this.newTodoText })
    this.newTodoText = ''
}

// ComponentB.vue 订阅者
created: function () {
    // 订阅消息(事件)
    eventHub.$on('add-todo', this.addTodo)

}

复制代码

手写发布订阅模式

// 使用发布订阅模式，模拟 vue 的事件机制

// 事件触发器
class EventEmitter {
    constructor() {
        // 用来存储所有注册的事件，{ 'click': [fn1, fn2] , 'change':[fn] }
        this.subs = Object.create(null) 
    }
    
    // 注册事件 
    // eventType 事件类型 ，handler 事件处理函数
    $on(eventType, handler) {
        this.subs[eventType] = this.subs[eventType] || []
        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')
复制代码

四、观察者模式

  • vue 的响应式机制中使用了观察者模式

  • 观察者模式和发布订阅模式的区别就是，观察者模式没有事件中心，只有发布者和订阅者，而且发布者需要知道订阅者的存在

  • 发布订阅模式是由同一调度中心调用，因此发布者和订阅者不需要知道对方的存在，而观察者模式是由具体目标调度的，比如当事件触发，Dep就会去调用观察者的方法，所以观察者模式的发布者和订阅者是存在依赖的

  • 在观察者模式中，订阅者又称为观察者(watcher)，所有的观察者都有一个 update 方法，当事件发生的时候就会调用所有订阅者的 update 方法。在 vue 中当数据发生变化的时候，会调用观察者的 update 方法去更新视图

  • 在观察者模式中，观察者的 update 方法是由发布者去调用的，发布者又称为目标(Dep)，当事件发生的时候，是有发布者去通知所有观察者，所以发布者内部会有一个属性 subs 数组，来记录所有的观察者，还会有一个 addSub 方法，添加观察者到数组中，还有一个 notify 方法，用来当事件发生时候，调用所有观察者的 update 方法

手写观察者模式

 // 发布者-目标
class Dep {
  constructor () {
    this.subs = [] // 记录所有的订阅者
  }
  // 添加订阅者
  addSub (sub) {
    // 判断订阅者必须要有 update 方法
    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()
复制代码

五、模拟 Vue 响应式原理

大致结构分为五个模块

  1. Vue： 把 data 中的成员注入到 Vue 实例中，并且把 data 中的成员转成 getter/setter
  2. Observer：对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知 Dep
  3. 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
  4. Dep：添加观察者(watcher)，当数据变化通知所有观察者
  5. Watcher：数据变化更新视图

image.png

5-1 Vue 的实现

功能：

  1. 负责接收初始化的参数(选项)
  2. 负责把 data 中的属性注入到 Vue 实例，转换成 getter/setter
  3. 负责调用 observer 监听 data 中所有属性的变化
  4. 负责调用 compiler 解析指令/插值表达式
// 小规定：所有下划线开头的成员都是私有成员，所有$开头都是实例成员
// vue.js
class Vue {
  constructor (options) {
    // 1. 通过属性保存选项的数据
    this.$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
    // 主要是为了可以让vue实例直接获取到 data 中的数据，而不是需要在通过 vm.data
    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
        }
      })
    })
  }
}
复制代码

5-2 Observer 实现

功能：

  1. 负责把 data 选项中的属性转换成响应式数据
  2. data 中的某个属性也是对象，把该属性转换成响应式数据
  3. 数据变化发送通知
class Observer {
  constructor (data) {
    this.walk(data)
  }
  
  // 遍历 data 中的所有属性
  walk (data) {
    // 1. 判断 data 是否是对象
    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])
    })
  }
  
  // 定义响应式数据，把传过来的属性转化为 getter/setter
  defineReactive (obj, key, val) {
    let that = this
    // 为每一个属性创建一个 dep 对象，作用是负责收集依赖，并发送通知
    let dep = new Dep()
    // 如果 val 是对象，把 val 内部的属性转换成响应式数据
    this.walk(val)
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true, // 可枚举
      configurable: true, // 可配置
      get () {
        // 收集依赖（就是把观察者对象添加到subs数组中）
        Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
        // 这里之所以 return 的是 val，而不是 obj[key]，
        // 是因为返回 obj[key] 的话会再次调用该属性的 get 方法，出现死递归，导致堆栈溢出
        return val
      },
      set (newValue) {
        if (newValue === val) {
          return
        }
        val = newValue
        // 如果 newValue 是对象，把 newValue 内部的属性转换成响应式数据
        that.walk(newValue)
        // 发送通知
        dep.notify()
      }
    })
  }
}
复制代码

5-3 Compiler 实现

功能：

  1. 负责编译模板，解析指令/插值表达式
  2. 负责页面的首次渲染
  3. 当数据变化后重新渲染视图
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) {
    // childNodes 是子节点集合，是一个伪数组
    let childNodes = el.childNodes
    // 遍历 dom 对象所有节点
    Array.from(childNodes).forEach(node => {
      if (this.isTextNode(node)) {
        // 处理文本节点，解析差值表达式
        this.compileText(node)
      } 
      else if (this.isElementNode(node)) {
        // 处理元素节点，解析指令
        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) {
    // 遍历 dom 所有的属性
    Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
      // 获取属性名字
      let attrName = attr.name
      // 判断是否是指令
      if (this.isDirective(attrName)) {
        // 截取指令名字 v-text --> text
        attrName = attrName.substr(2)
        // 获取属性的值
        let key = attr.value
        this.update(node, key, attrName)
      }
    })
  }

  update (node, key, attrName) {
    let updateFn = this[attrName + 'Updater']
    updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
  }

  // 处理 v-text 指令
  textUpdater (node, value, key) {
    node.textContent = value
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.textContent = newValue
    })
  }
  
  // 处理 v-model 指令
  modelUpdater (node, value, key) {
    node.value = value
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.value = newValue
    })
    // 双向绑定
    node.addEventListener('input', () => {
      this.vm[key] = node.value
    })
  }

  // 编译文本节点，处理差值表达式
  compileText (node) {
  
    // 匹配差值表达式的正则 {{}}
    let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
    // 获取文本节点的内容
    let value = node.textContent
    
    // 判断是否匹配正则表达式
    if (reg.test(value)) {
      // 获取到正则括号中的内容
      let key = RegExp.$1.trim() 
      // 替换差值表达式中的值
      node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])
      // 创建watcher对象，当数据改变更新视图
      new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
        node.textContent = newValue
      })
    }
  }
  
  // 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
  }
}
复制代码

5-4 Dep 实现

功能：

  1. 收集依赖，添加观察者(watcher)
  2. 通知所有观察者

image.png

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，通知所有观察者
  notify () {
    this.subs.forEach(sub => {
      sub.update()
    })
  }
}
复制代码

5-5 Watcher 实现

功能：

  1. 当数据变化触发依赖， dep 通知所有的 Watcher 实例更新视图
  2. 自身实例化的时候往 dep 对象中添加自己

image.png

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
  }
  // 当数据发生变化的时候更新视图
  update () {
    let newValue = this.vm[this.key]
    if (this.oldValue === newValue) {
      return
    }
    this.cb(newValue)
  }
}
复制代码
© 版权声明
文章版权归作者所有，未经允许请勿转载。
THE END
前端
喜欢就支持一下吧
点赞0 分享
AI-robot的头像-一一网
asgbookphp ‘index.php’ 跨站脚本攻击漏洞-一一网
asgbookphp ‘index.php’ 跨站脚本攻击漏洞
asgbookphp ‘index.php’ 跨站脚本攻击漏洞
14年前 2.6W+
机器学习之随机森林回归篇（RandomForestRegressor）-一一网
机器学习之随机森林回归篇（RandomForestRegressor）
机器学习之随机森林回归篇（RandomForestRegressor）
4年前 4225
详解数仓中的数据分层：ODS、DWD、DWM、DWS、ADS-一一网
详解数仓中的数据分层：ODS、DWD、DWM、DWS、ADS
详解数仓中的数据分层：ODS、DWD、DWM、DWS、ADS
4年前 3916
DZCP Clanportal ＇Index.PHP＇任意文件上载漏洞-一一网
DZCP Clanportal ＇Index.PHP＇任意文件上载漏洞
DZCP Clanportal ＇Index.PHP＇任意文件上载漏洞
19年前 3842
Wireshark之抓包文件保存-一一网
Wireshark之抓包文件保存
Wireshark之抓包文件保存
4年前 3408
支付宝生活号H5接入支付宝支付流程-一一网
支付宝生活号H5接入支付宝支付流程
支付宝生活号H5接入支付宝支付流程
3年前 3153
相关推荐
支付宝生活号H5接入支付宝支付流程-一一网
支付宝生活号H5接入支付宝支付流程
支付宝生活号H5接入支付宝支付流程
3年前 3153
手摸手教你实现vue的动态路由（addRoute版）-一一网
手摸手教你实现vue的动态路由（addRoute版）
手摸手教你实现vue的动态路由（addRoute版）
4年前 3139
Unity实用功能之使用TextMeshPro组件-一一网
Unity实用功能之使用TextMeshPro组件
Unity实用功能之使用TextMeshPro组件
4年前 3090
vue 项目运行报错：npm ERR! This is probably not a problem with npm. There is likely …-一一网
vue 项目运行报错：npm ERR! This is probably not a problem with npm. There is likely …
vue 项目运行报错：npm ERR! This is probably not a problem with npm. There is likely …...
4年前 2847
Windi CSS 在 Vue3 + Vite 项目中的使用-一一网
Windi CSS 在 Vue3 + Vite 项目中的使用
Windi CSS 在 Vue3 + Vite 项目中的使用
3年前 2743
vue3 使用 qrcode.vue 生成二维码-一一网
vue3 使用 qrcode.vue 生成二维码
vue3 使用 qrcode.vue 生成二维码
4年前 2643
搜索
开启精彩搜索
世界，您好！-一一网
3.7W+人已阅读
世界，您好！
TOP1
番茄社区无限观看+付费视频破解教程-一一网
番茄社区无限观看+付费视频破解教程
5年前3.2W+人已阅读
TOP2
香蕉视频v3.8.3_VIP会员破解教程-一一网
香蕉视频v3.8.3_VIP会员破解教程
5年前3.1W+人已阅读
TOP3
[桜井宁宁]COS和泉纱雾超可爱写真福利集-一一网
密码保护：[桜井宁宁]COS和泉纱雾超可爱写真福利集
5年前2.8W+人已阅读
TOP4
[桜井宁宁] 爆乳奶牛少女cos写真-一一网
密码保护：[桜井宁宁] 爆乳奶牛少女cos写真
5年前2.8W+人已阅读
TOP5
快猫v1.1.7会员破解版_最新快猫vip破解教程大全-一一网
快猫v1.1.7会员破解版_最新快猫vip破解教程大全
5年前2.7W+人已阅读
TOP6
标签云
默认路由黑裙黑群晖麦克风车机鸿蒙系统鸿蒙系统鸿蒙OS鸿蒙驱动软件驱动题库音频剪辑音乐剪辑面板面具静态雷石集群随机阿里云