vue響應(yīng)式系統(tǒng)之observe、watcher、dep的源碼解析
Vue的響應(yīng)式系統(tǒng)
Vue 最獨(dú)特的特性之一,是其非侵入性的響應(yīng)式系統(tǒng)。數(shù)據(jù)模型僅僅是普通的JavaScript 對象,而當(dāng)你修改它們時,視圖會進(jìn)行更新,這使得狀態(tài)管理非常簡單直接,我們可以只關(guān)注數(shù)據(jù)本身,而不用手動處理數(shù)據(jù)到視圖的渲染,避免了繁瑣的 DOM 操作,提高了開發(fā)效率。
vue 的響應(yīng)式系統(tǒng)依賴于三個重要的類:Dep 類、Watcher 類、Observer 類,然后使用發(fā)布訂閱模式的思想將他們?nèi)嗪显谝黄穑ú涣私獍l(fā)布訂閱模式的可以看我之前的文章發(fā)布訂閱模式與觀察者模式)。
Observer
Observe扮演的角色是發(fā)布者,他的主要作用是調(diào)用defineReactive函數(shù),在defineReactive函數(shù)中使用Object.defineProperty 方法對對象的每一個子屬性進(jìn)行數(shù)據(jù)劫持/監(jiān)聽。
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defineReactive函數(shù),Observe的核心,劫持?jǐn)?shù)據(jù),在setter中向Dep(調(diào)度中心)添加觀察者,在getter中通知觀察者更新。
function defineReactive(obj, key, val, customSetter, shallow){ //監(jiān)聽屬性key //關(guān)鍵點(diǎn):在閉包中聲明一個Dep實(shí)例,用于保存watcher實(shí)例 var dep = new Dep(); var getter = property && property.get; var setter = property && property.set; if(!getter && arguments.length === 2) { val = obj[key]; } //執(zhí)行observe,監(jiān)聽屬性key所代表的值val的子屬性 var childOb = observe(val); Object.defineProperty(obj, key, { enumerable: true, configurable: true, get: function reactiveGetter() { //獲取值 var value = getter ? getter.call(obj) : val; //依賴收集:如果當(dāng)前有活動的Dep.target(觀察者--watcher實(shí)例) if(Dep.target) { //將dep放進(jìn)當(dāng)前觀察者的deps中,同時,將該觀察者放入dep中,等待變更通知 dep.depend(); if(childOb) { //為子屬性進(jìn)行依賴收集 //其實(shí)就是將同一個watcher觀察者實(shí)例放進(jìn)了兩個dep中 //一個是正在本身閉包中的dep,另一個是子屬性的dep childOb.dep.depend(); } } return value }, set: function reactiveSetter(newVal) { //獲取value var value = getter ? getter.call(obj) : val; if(newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) { return } if(setter) { setter.call(obj, newVal); } else { val = newVal; } //新的值需要重新進(jìn)行observe,保證數(shù)據(jù)響應(yīng)式 childOb = observe(newVal); //關(guān)鍵點(diǎn):遍歷dep.subs,通知所有的觀察者 dep.notify(); } }); }
Dep
Dep 扮演的角色是調(diào)度中心/訂閱器,主要的作用就是收集觀察者Watcher和通知觀察者目標(biāo)更新。每個屬性擁有自己的消息訂閱器dep,用于存放所有訂閱了該屬性的觀察者對象,當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生改變時,會遍歷觀察者列表(dep.subs),通知所有的watch,讓訂閱者執(zhí)行自己的update邏輯。
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Dep的設(shè)計(jì)比較簡單,就是收集依賴,通知觀察者
//Dep構(gòu)造函數(shù) var Dep = function Dep() { this.id = uid++; this.subs = []; }; //向dep的觀察者列表subs添加觀察者 Dep.prototype.addSub = function addSub(sub) { this.subs.push(sub); }; //從dep的觀察者列表subs移除觀察者 Dep.prototype.removeSub = function removeSub(sub) { remove(this.subs, sub); }; Dep.prototype.depend = function depend() { //依賴收集:如果當(dāng)前有觀察者,將該dep放進(jìn)當(dāng)前觀察者的deps中 //同時,將當(dāng)前觀察者放入觀察者列表subs中 if(Dep.target) { Dep.target.addDep(this); } }; Dep.prototype.notify = function notify() { // 循環(huán)處理,運(yùn)行每個觀察者的update接口 var subs = this.subs.slice(); for(var i = 0, l = subs.length; i < l; i++) { subs[i].update(); } }; //Dep.target是觀察者,這是全局唯一的,因?yàn)樵谌魏螘r候只有一個觀察者被處理。 Dep.target = null; //待處理的觀察者隊(duì)列 var targetStack = []; function pushTarget(_target) { //如果當(dāng)前有正在處理的觀察者,將他壓入待處理隊(duì)列 if(Dep.target) { targetStack.push(Dep.target); } //將Dep.target指向需要處理的觀察者 Dep.target = _target; } function popTarget() { //將Dep.target指向棧頂?shù)挠^察者,并將他移除隊(duì)列 Dep.target = targetStack.pop(); }
Watcher
Watcher扮演的角色是訂閱者/觀察者,他的主要作用是為觀察屬性提供回調(diào)函數(shù)以及收集依賴(如計(jì)算屬性computed,vue會把該屬性所依賴數(shù)據(jù)的dep添加到自身的deps中),當(dāng)被觀察的值發(fā)生變化時,會接收到來自dep的通知,從而觸發(fā)回調(diào)函數(shù)。,
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Watcher類的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜,因?yàn)樗膶?shí)例分為渲染 watcher(render-watcher)、計(jì)算屬性 watcher(computed-watcher)、偵聽器 watcher(normal-watcher)三種,
這三個實(shí)例分別是在三個函數(shù)中構(gòu)建的:mountComponent 、initComputed和Vue.prototype.$watch。
normal-watcher:我們在組件鉤子函數(shù)watch 中定義的,都屬于這種類型,即只要監(jiān)聽的屬性改變了,都會觸發(fā)定義好的回調(diào)函數(shù),這類watch的expression是我們寫的回調(diào)函數(shù)的字符串形式。
computed-watcher:我們在組件鉤子函數(shù)computed中定義的,都屬于這種類型,每一個 computed 屬性,最后都會生成一個對應(yīng)的 watcher 對象,但是這類 watcher 有個特點(diǎn):當(dāng)計(jì)算屬性依賴于其他數(shù)據(jù)時,屬性并不會立即重新計(jì)算,只有之后其他地方需要讀取屬性的時候,它才會真正計(jì)算,即具備 lazy(懶計(jì)算)特性。這類watch的expression是計(jì)算屬性中的屬性名。
render-watcher:每一個組件都會有一個 render-watcher, 當(dāng) data/computed 中的屬性改變的時候,會調(diào)用該 render-watcher 來更新組件的視圖。這類watch的expression是 function () {vm._update(vm._render(), hydrating);}。
除了功能上的區(qū)別,這三種 watcher 也有固定的執(zhí)行順序,分別是:computed-render -> normal-watcher -> render-watcher
。
這樣安排是有原因的,這樣就能盡可能的保證,在更新組件視圖的時候,computed 屬性已經(jīng)是最新值了,如果 render-watcher 排在 computed-render 前面,就會導(dǎo)致頁面更新的時候 computed 值為舊數(shù)據(jù)。
這里我們只看其中一部分代碼
function Watcher(vm, expOrFn, cb, options, isRenderWatcher) { this.vm = vm; if(isRenderWatcher) { vm._watcher = this; } vm._watchers.push(this); // options if(options) { this.deep = !!options.deep; //是否啟用深度監(jiān)聽 this.user = !!options.user; //主要用于錯誤處理,偵聽器 watcher的 user為true,其他基本為false this.lazy = !!options.lazy; //惰性求職,當(dāng)屬于計(jì)算屬性watcher時為true this.sync = !!options.sync; //標(biāo)記為同步計(jì)算,三大類型暫無 } else { this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false; } //初始化各種屬性和option //觀察者的回調(diào) //除了偵聽器 watcher外,其他大多為空函數(shù) this.cb = cb; this.id = ++uid$1; // uid for batching this.active = true; this.dirty = this.lazy; // for lazy watchers this.deps = []; this.newDeps = []; this.depIds = new _Set(); this.newDepIds = new _Set(); this.expression = expOrFn.toString(); // 解析expOrFn,賦值給this.getter // 當(dāng)是渲染watcher時,expOrFn是updateComponent,即重新渲染執(zhí)行render(_update) // 當(dāng)是計(jì)算watcher時,expOrFn是計(jì)算屬性的計(jì)算方法 // 當(dāng)是偵聽器watcher時,expOrFn是watch屬性的名字,this.cb就是watch的handler屬性 //對于渲染watcher和計(jì)算watcher來說,expOrFn的值是一個函數(shù),可以直接設(shè)置getter //對于偵聽器watcher來說,expOrFn是watch屬性的名字,會使用parsePath函數(shù)解析路徑,獲取組件上該屬性的值(運(yùn)行g(shù)etter) //依賴(訂閱目標(biāo))更新,執(zhí)行update,會進(jìn)行取值操作,運(yùn)行watcher.getter,也就是expOrFn函數(shù) if(typeof expOrFn === 'function') { this.getter = expOrFn; } else { this.getter = parsePath(expOrFn); } this.value = this.lazy ? undefined : this.get(); }; //取值操作 Watcher.prototype.get = function get() { //Dep.target設(shè)置為該觀察者 pushTarget(this); var vm = this.vm; //取值 var value = this.getter.call(vm, vm); //移除該觀察者 popTarget(); return value }; Watcher.prototype.addDep = function addDep(dep) { var id = dep.id; if(!this.newDepIds.has(id)) { //為觀察者的deps添加依賴dep this.newDepIds.add(id); this.newDeps.push(dep); if(!this.depIds.has(id)) { //為dep添加該觀察者 dep.addSub(this); } } }; //當(dāng)一個依賴改變的時候,通知它update Watcher.prototype.update = function update() { //三種watcher,只有計(jì)算屬性 watcher的lazy設(shè)置了true,表示啟用惰性求值 if(this.lazy) { this.dirty = true; } else if(this.sync) { //標(biāo)記為同步計(jì)算的直接運(yùn)行run,三大類型暫無,所以基本會走下面的queueWatcher this.run(); } else { //將watcher推入觀察者隊(duì)列中,下一個tick時調(diào)用。 //也就是數(shù)據(jù)變化不是立即就去更新的,而是異步批量去更新的 queueWatcher(this); } }; //update執(zhí)行后,運(yùn)行回調(diào)cb Watcher.prototype.run = function run() { if(this.active) { var value = this.get(); if( value !== this.value || isObject(value) || this.deep ) { var oldValue = this.value; this.value = value; //運(yùn)行 cb 函數(shù),這個函數(shù)就是之前傳入的watch中的handler回調(diào)函數(shù) if(this.user) { try { this.cb.call(this.vm, value, oldValue); } catch(e) { handleError(e, this.vm, ("callback for watcher \"" + (this.expression) + "\"")); } } else { this.cb.call(this.vm, value, oldValue); } } } }; //對于計(jì)算屬性,當(dāng)取值計(jì)算屬性時,發(fā)現(xiàn)計(jì)算屬性的watcher的dirty是true //說明數(shù)據(jù)不是最新的了,需要重新計(jì)算,這里就是重新計(jì)算計(jì)算屬性的值。 Watcher.prototype.evaluate = function evaluate() { this.value = this.get(); this.dirty = false; }; //收集依賴 Watcher.prototype.depend = function depend() { var this$1 = this; var i = this.deps.length; while(i--) { this$1.deps[i].depend(); } };
總結(jié)
Observe是對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽,Dep是一個訂閱器,每一個被監(jiān)聽的數(shù)據(jù)都有一個Dep實(shí)例,Dep實(shí)例里面存放了N多個訂閱者(觀察者)對象watcher。
被監(jiān)聽的數(shù)據(jù)進(jìn)行取值操作時(getter),如果存在Dep.target(某一個觀察者),則說明這個觀察者是依賴該數(shù)據(jù)的(如計(jì)算屬性中,計(jì)算某一屬性會用到其他已經(jīng)被監(jiān)聽的數(shù)據(jù),就說該屬性依賴于其他屬性,會對其他屬性進(jìn)行取值),就會把這個觀察者添加到該數(shù)據(jù)的訂閱器subs里面,留待后面數(shù)據(jù)變更時通知(會先通過觀察者id判斷訂閱器中是否已經(jīng)存在該觀察者),同時該觀察者也會把該數(shù)據(jù)的訂閱器dep添加到自身deps中,方便其他地方使用。
被監(jiān)聽的數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值操作時(setter)時,就會觸發(fā)dep.notify(),循環(huán)該數(shù)據(jù)訂閱器中的觀察者,進(jìn)行更新操作。
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