Vue响应式原理深入分析
Vue.js是一个流行的JavaScript框架，它的核心包括Vue.js库和Vue.js运行时，能够让我们构建用户交互的Web应用程序。Vue.js的根本原理就是响应式，下面将详细讲解Vue响应式的原理及其实现方式。
Vue响应式的原理
Vue.js的响应式原理是基于ES5中的Object.defineProperty()方法（ES6中的Proxy也可以实现）。当通过Vue.js的$set()方法或者直接对Vue.js的data属性进行修改时，Vue.js会触发一系列的响应式过程，即首先会检测当前修改的属性是否已经存在，如果存在，则会直接更新属性的值；否则会通过Observer类将新增的属性进行响应式化处理，然后再将新增的属性添加到响应式系统中。
Observer类是Vue.js实现响应式的核心类，其作用是将对象转化为响应式对象，即在对象的属性值发生变化时能够自动更新。Observer类主要通过递归遍历对象上的属性，将对象的每个属性都转化成响应式对象。同时，Observer类中结合Dep类进行订阅发布操作，即在属性值发生变化后自动通知相关的订阅者进行更新。
Dep类是Vue.js实现双向绑定的核心类，其作用是建立属性与Watcher之间的关系，即当属性发生变化时，自动通知Watcher进行更新。Dep类主要通过添加观察者（即Watcher对象）实现，当属性值发生变化时，Dep会通知添加到Dep中的所有Watcher对象进行更新。
Watcher类是Vue.js实现响应式的关键类，其作用是建立Dep与更新UI的关系，即将Dep中的更新操作同步到UI上。Watcher类主要通过调用update()方法进行更新。
Vue响应式的实现方式
Vue.js的响应式实现方式与其它响应式框架的实现方式有所不同，在Vue.js中采用了Observer、Dep和Watcher三个类相互协作的方式实现。
示例一
下面是一个简单的Vue.js响应式实现的示例，主要通过Object.defineProperty()方法实现Vue.js的响应式。
let data = { name: "Lena", age: 20 };
observe(data);
function observe(obj) {
if (!obj || typeof obj !== "object") {
return;
}
Object.keys(obj).forEach(key => {
defineReactive(obj, key, obj[key]);
});
}
function defineReactive(obj, key, val) {
let dep = new Dep();
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get: function reactiveGetter() {
if (Dep.target) {
dep.depend();
}
return val;
},
set: function reactiveSetter(newVal) {
if (newVal === val) {
return;
}
val = newVal;
dep.notify();
}
});
}
class Dep {
constructor() {
this.subs = [];
}
addSub(sub) {
this.subs.push(sub);
}
depend() {
if (Dep.target) {
Dep.target.addDep(this);
}
}
notify() {
this.subs.forEach(sub => {
sub.update();
});
}
}
Dep.target = null;
class Watcher {
constructor(vm, expOrFn, cb) {
this.vm = vm;
this.getter = parsePath(expOrFn);
this.cb = cb;
this.value = this.get();
}
get() {
Dep.target = this;
let value = this.getter.call(this.vm);
Dep.target = null;
return value;
}
update() {
const oldValue = this.value;
this.value = this.get();
this.cb.call(this.vm, this.value, oldValue);
}
addDep(dep) {
dep.addSub(this);
}
}
function parsePath(exp) {
const segments = exp.split('.');
return function getter(obj) {
for (let i = 0; i < segments.length; i++) {
if (!obj) {
return;
}
obj = obj[segments[i]];
}
return obj;
}
}
let vm = { data };
new Watcher(vm, "data.name", function(val, oldVal) {
console.log(`name: ${oldVal} -> ${val}`);
})
vm.data.name = "Amy";
示例二
下面是Vue.js的伪代码，展示了如何使用Observer、Dep和Watcher类实现对象属性的响应式操作。
class Observer {
constructor(value) {
this.value = value;
this.dep = new Dep();
def(value, "__ob__", this);
if (Array.isArray(value)) {
//...
} else {
this.walk(value);
}
}
walk(obj) {
const keys = Object.keys(obj);
for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]]);
}
}
}
function defineReactive(obj, key, val) {
const dep = new Dep();
let childOb = observe(val);
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get: function reactiveGetter() {
if (Dep.target) {
dep.depend();
if (childOb) {
childOb.dep.depend();
}
}
return val;
},
set: function reactiveSetter(newVal) {
if (newVal === val || (newVal !== newVal && val !== val)) {
return;
}
val = newVal;
childOb = observe(newVal);
dep.notify();
}
});
}
function observe(value) {
if (!isObject(value)) {
return;
}
let ob;
if (hasOwn(value, "__ob__") && value.__ob__ instanceof Observer) {
ob = value.__ob__;
} else {
ob = new Observer(value);
}
return ob;
}
class Watcher {
constructor(vm, expOrFn, cb, options, isRenderWatcher) {
//...
this.depIds = new Set();
this.newDepIds = new Set();
this.vm = vm;
this.expression = expOrFn;
this.cb = cb;
this.value = this.get();
}
get() {
//...
Dep.target = this;
let value = this.getter.call(this.vm, this.vm);
Dep.target = null;
return value;
}
addDep(dep) {
const id = dep.id;
if (!this.newDepIds.has(id)) {
this.newDepIds.add(id);
this.depIds.add(id);
dep.addSub(this);
}
}
update() {
//...
this.run();
}
run() {
const value = this.get();
const oldValue = this.value;
this.value = value;
this.cb.call(this.vm, value, oldValue);
}
}
class Dep {
constructor() {
this.id = uid++;
this.subs = [];
}
addSub(sub) {
this.subs.push(sub);
}
removeSub(sub) {
remove(this.subs, sub)
}
depend() {
if (Dep.target) {
Dep.target.addDep(this);
}
}
notify() {
const subs = this.subs.slice();
for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
subs[i].update();
}
}
}
Dep.target = null;
function noop() {}
function makeMap(str) {
const map = {};
const list = str.split(",");
for (let i = 0; i < list.length; i++) {
map[list[i]] = true;
}
return val => !!map[val];
}
function remove(arr, item) {
if (arr.length) {
const index = arr.indexOf(item);
if (index > -1) {
return arr.splice(index, 1);
}
}
}
function isNative(Ctor) {
return typeof Ctor === "function" && /native code/.test(Ctor.toString());
}
const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;
function hasOwn(obj, key) {
return hasOwnProperty.call(obj, key);
}
function isObject(obj) {
return obj !== null && typeof obj === "object";
}
function def(obj, key, value, enumerable) {
Object.defineProperty(obj, key, {
value: value,
enumerable: !!enumerable,
writable: true,
configurable: true
});
}
总结
本文通过详细讲解Vue.js的响应式原理及其实现方式，包括Observer、Dep和Watcher三个核心类的作用及相互协作的关系。同时，通过两个示例，说明了如何使用Object.defineProperty()方法实现Vue.js的响应式操作，以及Vue.js伪代码中Observer、Dep和Watcher类的使用方式。对于Vue.js的深入了解，掌握其响应式原理是非常关键的，希望本文的介绍对大家有所帮助。
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