关于前端:Vue-响应式原理解析

原文链接：https://ssshooter.com/2021-07…

几年来看了不少 Vue 原理的文章，在这些文章的帮忙下，我也屡次尝试本人了解 Vue 的源码，终于，我感觉是时候本人输入一下内容了，心愿能够从不同于其余文章的角度带大家相熟 Vue。

这个专题天然是分多个局部解说 Vue 源码，第一篇就先讲最最经典的 Vue 响应式原理吧！

在正式讲原理之前，我感觉应该首先讲明确上面几个概念吧。

var Dep = function Dep() {
  this.id = uid++
  this.subs = []}

Dep 的含意，天然就是 dependency（也就是依赖，一个计算机领域的名词）。

就像编写 node.js 程序，常会应用 npm 仓库的依赖。在 Vue 中，依赖具体指的是 响应式解决后的数据。前面会提到，响应式解决的要害函数之一是在很多 Vue 原理文章都会提到的 defineReactive。

Dep 与每个响应式数据绑定后，该响应式数据就会成为一个依赖（名词），上面介绍 Watcher 时会提到，响应式数据可能被 watch、computed、在模板中应用 3 种状况依赖（动词）。

Dep 对象下有一个 subs 属性，是一个数组，很容易猜出，就是 subscriber（订阅者）列表的意思咯。订阅者可能是 watch 函数、computed 函数、视图更新函数。

Watcher 是 Dep 里提到的 订阅者（不要和前面的 Observer 观察者搞混）。

因为 Watcher 的性能在于及时响应 Dep 的更新，就像一些 App 的订阅推送，你（Watcher）订阅了某些资讯（Dep），资讯更新时会揭示你浏览。

与 Dep 领有 subs 属性相似，Watcher 对象也有 deps 属性。这样形成了 Watcher 和 Dep 就是一个多对多的关系，相互记录的起因是当一方被革除的时候能够及时更新相干对象。

下面屡次提到的 watch、computed、渲染模板产生 Watcher，在 Vue 源码里都有扼要易懂的体现：

mountComponent 的 vm._watcher = new Watcher(vm, updateComponent, noop);
initComputed 的 watchers[key] = new Watcher(vm, getter || noop, noop, computedWatcherOptions)
$watcher 的 var watcher = new Watcher(vm, expOrFn, cb, options);

Observer 是观察者，他 负责递归地察看（或者说是解决）响应式对象（或数组）。在打印出的实例里，能够留神到响应式的对象都会带着一个 __ob__，这是曾经被察看的证实。观察者没有下面的 Dep 和 Watcher 重要，略微理解下就能够了。

Observer.prototype.walk 是 Observer 初始化时递归解决的外围办法，不过此办法用于解决对象，另外还有 Observer.prototype.observeArray 解决数组。

依照下面几个概念的关系，如何搭配，该如何实现数据响应式更新？

首先定下咱们的指标：天然是在数据更新时，主动刷新视图，显示最新的数据。

这就是下面提到的 Dep 和 Watcher 的关系，数据是 Dep，而 Watcher 触发的是页面渲染函数（这是最重要的 watcher）。

然而新问题随之而来，Dep 怎么晓得有什么 Watcher 依赖于他？

Vue 采纳了一个很有意思的办法：

在运行 Watcher 的回调函数前，先记下以后 Watcher 是什么（通过 Dep.target）
运行回调函数中用到响应式数据，那么 必然会调用响应式数据的 getter 函数
在响应式数据的 getter 函数中就能记下以后的 Watcher，建设 Dep 和 Watcher 的关系
之后，在响应式数据更新时，必然会 调用响应式数据的 setter 函数
基于之前建设的关系，在 setter 函数中就能触发对应 Watcher 的回调函数了

上述逻辑就在 defineReactive 函数中。这个函数入口不少，这里先讲比拟重要的 observe 函数。

在 observe 函数中会 new Observer 对象，其中应用 Observer.prototype.walk 对对象中的值进行一一响应式解决，应用的就是 defineReactive 函数。

因为 defineReactive 函数太重要了，而且也不长，所以间接贴到这边讲比拟不便。

function defineReactive(obj, key, val, customSetter, shallow) {var dep = new Dep()
  depsArray.push({dep, obj, key})
  var property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key)
  if (property && property.configurable === false) {return}

  // cater for pre-defined getter/setters
  var getter = property && property.get
  var setter = property && property.set

  var childOb = !shallow && observe(val)
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter() {var value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {dep.depend()
        if (childOb) {childOb.dep.depend()
          if (Array.isArray(value)) {dependArray(value)
          }
        }
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter(newVal) {var value = getter ? getter.call(obj) : val
      // 后半局部诡异的条件是用于判断新旧值都是 NaN 的状况
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {return}
      // customSetter 用于揭示你设置的值可能存在问题
      if ('development' !== 'production' && customSetter) {customSetter()
      }
      if (setter) {setter.call(obj, newVal)
      } else {val = newVal}
      childOb = !shallow && observe(newVal)
      dep.notify()},
  })
}

首先每个响应式的值都是一个“依赖 ”，所以第一步咱们先借闭包的能力给每个值造一个 Dep。（到 Vue 3 就不须要闭包啦）

接着看外围的三个参数：

obj 以后须要响应式解决的值所在的对象
key 值的 key
val 以后的值

这个值还可能之前就定义了本人的 getter、setter，所以在做 Vue 的响应式解决时先解决本来的 getter、setter。

下面在外围流程中提到在 getter 函数会建设 Dep 和 Watcher 的关系，具体来说依附的是 dep.depend()。

上面贴一下 Dep 和 Watcher 相互调用的几个办法：

Dep.prototype.depend = function depend() {if (Dep.target) {Dep.target.addDep(this)
  }
}
Watcher.prototype.addDep = function addDep(dep) {
  var id = dep.id
  if (!this.newDepIds.has(id)) {this.newDepIds.add(id)
    this.newDeps.push(dep)
    if (!this.depIds.has(id)) {dep.addSub(this)
    }
  }
}
Dep.prototype.addSub = function addSub(sub) {this.subs.push(sub)
}

通过这几个函数，能够领略到了 Dep 和 Watcher 盘根错节的关系……不过看起来曲折，简略来说，其实做的就是下面说的相互增加到多对多列表。

你能够在 Dep 的 subs 找到所有订阅同一个 Dep 的 Watcher，也能够在 Watcher 的 deps 找到所有该 Watcher 订阅的所有 Dep。

然而外面还有一个暗藏问题，就是 Dep.target 怎么来呢？先放一放，后会作出解答。先接着看看 setter 函数，其中的要害是 dep.notify()。

Dep.prototype.notify = function notify() {
  // stabilize the subscriber list first
  var subs = this.subs.slice()
  for (var i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {subs[i].update()}
}

不难理解，就是 Dep 揭示他的订阅者列表（subs）里的所有人更新，所谓订阅者都是 Watcher，subs[i].update() 调用的也就是 Watcher.prototype.update。

那么来看一下 Watcher 的 update 做了什么——

Watcher.prototype.update = function update() {if (this.lazy) {this.dirty = true} else if (this.sync) {this.run()
  } else {queueWatcher(this)
  }
}

在这里我感觉有两个点比拟值得开展，所以挖点坑 😂

坑 1：这里如果不是同步更新的话会跑到 queueWatcher，之后再来讲异步更新，同时也升高了这里的了解难度，总之晓得 queueWatcher 在一顿操作之后还是会运行 run 就好了
坑 2：Watcher 的 cb 函数可能会解决 watch、computed 和 组件更新函数。尤其重要的是组件更新函数，也正在这里进行 Vue 页面更新，所以这里也值得开展，为升高了解难度，只有晓得更新在这里触发即可，更新办法前面再说
坑 3：能够看到 lazy 时其实没有运行上面的步骤只会标记数据更新过，在下次取值再计算新的值

Watcher.prototype.run = function run() {if (this.active) {var value = this.get()
    if (
      value !== this.value ||
      // Deep watchers and watchers on Object/Arrays should fire even
      // when the value is the same, because the value may
      // have mutated.
      isObject(value) ||
      this.deep
    ) {
      // set new value
      var oldValue = this.value
      this.value = value
      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)
      }
    }
  }
}

这段代码的重点在于须要 当初 get 办法中对 Dep.target 进行了设置。

因为只有 Dep.target 存在，之后在回调函数 cb（例如页面渲染函数就是一个典型的 Watcher cb）调用时，Dep.prototype.depend 能力真正失效。再之后的逻辑，就回到应用响应式数据的取值，所有都连起来了！造成闭环（滑稽）！这就是下面 depend() 遗留问题的答案。

Dep 与数据关联，代表数据能够成为依赖
Watcher 与 watch、computed、渲染函数关联，代表这些函数能够成为依赖的订阅者
Observer 算是一个解决 Dep 的入口，递归解决响应式数据
Watcher 的回调函数在应用响应式数据时，会先设置 Dep.target
响应式数据在 getter 函数中通过 Dep.target 得悉调用者，并与调用者建设订阅者和依赖的关系
响应式数据在 setter 函数中遍历 subs 告诉所有订阅者该数据更新
当订阅者为视图更新函数（updateComponent -> _update）时，用户就能在响应式数据更新时看到页面更新，从而实现响应式更新成果

虽说粗略来说这个算法并不难理解，但实际上还有许多其余机制与这个算法一起合作，组成残缺的 Vue。例如下面挖的坑：更新队列和组件更新的函数自身的实现，都值得学习。

另外还有代码里还有更多小细节，这就留下感兴趣的大家本人钻研啦。

PS. 因为我的表达能力切实不算好，再加上常识的咒骂，不确定这篇文字是否能真的讲清楚 Vue 响应式原理，如果有什么看不懂的中央请在评论区提出，谢谢大家 💡

惟一参考链接：Vue.js

关于前端:Vue-响应式原理解析

Dep

subs

Watcher

deps

Watcher 如何产生

Observer

walk

外围流程

代码

总结

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