vue.js响应式原理解析与实现

什么是vue.js响应式原理

Vue.js是一款前端MVVM框架，其最大的特色就是响应式原理。简言之，响应式原理即为数据发生改变时，页面上的相应部分会立即得到更新。相比传统的前端开发方式，Vue.js的响应式原理极大地提高了前端开发效率。

Vue.js的响应式原理主要基于三个核心对象：Observer、Watcher和Dep。其中Observer用于监测数据的变化，Watcher用于监听数据的变化，而Dep则是一个中介对象，负责在数据发生变化时通知相关的Watcher。

如何实现vue.js响应式原理

Vue.js的响应式原理是由Object.defineProperty()这个API来实现的。该API可以在给定对象上定义一个新属性，或者修改已经存在的属性。具体来说，它可以让程序员通过在属性的读取和写入过程中注入一些逻辑代码，以便在属性被修改时自动触发一些反应。

Vue.js响应式原理的具体实现可以分为以下步骤：

1. 初始化Observer对象，对数据进行递归地侦测并且转化为getter/setter形式；
2. 初始化Watcher对象，为每个依赖绑定一个订阅者；
3. 初始化Dep对象，建立数据与Watcher之间的依赖关系；
4. 在页面渲染过程中，Watcher开始监听数据的变化；
5. 当数据发生变化时，Observer对象会通过setter函数通知相应的Dep对象，Dep对象再通知Watcher去更新相应的视图。

示例说明

以下是一个示例说明Vue.js响应式原理的具体实现过程。

我们定义一个data对象，利用Observer将其进行依赖绑定：

// Observer
function observe(data) {
  if (!data || typeof data !== 'object') {
    return;
  }
  Object.keys(data).forEach(function(key) {
    defineReactive(data, key, data[key]);
  });
}

function defineReactive(data, key, val) {
  observe(val);
  Object.defineProperty(data, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function() {
      return val;
    },
    set: function(newValue) {
      if (val === newValue) {
        return;
      }
      val = newValue;
      console.log('数据发生变化了：' + key + ' = ' + newValue);
    }
  });
}

let data = {
  name: 'Vue.js',
  age: 2
}

observe(data); // 对data对象进行依赖绑定

我们可以手动修改data的属性值，查看是否会触发响应式更新：

data.name = 'React'; // 控制台将输出 '数据发生变化了：name = React'
data.age = 3; // 控制台将输出 '数据发生变化了：age = 3'

类似地，在Watcher中监听数据的变化，当有变化发生时会自动更新视图：

// Watcher
function Watcher(vm, exp, cb) {
  this.cb = cb;
  this.vm = vm;
  this.exp = exp;
  this.value = this.get();
}

Watcher.prototype = {
  update: function() {
    this.run();
  },
  run: function() {
    var value = this.vm.data[this.exp];
    var oldVal = this.value;
    if (value !== oldVal) {
      this.value = value;
      this.cb.call(this.vm, value, oldVal);
    }
  },
  get: function() {
    Dep.target = this; // 缓存自己
    var value = this.vm.data[this.exp]; // 强制执行监听器里的get函数
    Dep.target = null; // 释放自己
    return value;
  }
};

// Dep
function Dep() {
  this.subs = [];
}

Dep.prototype = {
  addSub: function(sub) {
    this.subs.push(sub);
  },
  notify: function() {
    this.subs.forEach(function(sub) {
      sub.update();
    });
  }
};

// 实现监听器Observer
function observe(data) {
  if (!data || typeof data !== 'object') {
    return;
  }
  Object.keys(data).forEach(function(key) {
    defineReactive(data, key, data[key]);
  });
}

function defineReactive(data, key, val) {
  observe(val);
  var dep = new Dep();
  Object.defineProperty(data, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function() {
      if (Dep.target) {
        dep.addSub(Dep.target);
      }
      return val;
    },
    set: function(newValue) {
      if (val === newValue) {
        return;
      }
      val = newValue;
      dep.notify();
      console.log('数据发生变化了：' + key + ' = ' + newValue);
    }
  });
}

// 初始化Vue对象
function Vue(options) {
  this.data = options.data;
  observe(this.data, options.render);
}

let vm = new Vue({
  data: {
    name: 'Vue.js',
    age: 2
  },
  render: function() {
    console.log('视图更新了！');
  }
});

let w1 = new Watcher(vm, 'name', function(val, oldVal) {
  console.log(`数据 ${oldVal} 变成了 ${val}`);
});

let w2 = new Watcher(vm, 'age', function(val, oldVal) {
  console.log(`数据 ${oldVal} 变成了 ${val}`);
});

vm.data.name = 'React'; // 控制台将输出‘数据 Vue.js 变成了 React’和‘视图更新了！’
vm.data.age = 3; // 控制台将输出‘数据 2 变成了 3’和‘视图更新了！’

以上示例即为Vue.js响应式原理的一个简单实现，可用于深入理解Vue.js的核心机制。