系统学习大前端(10)---vue-router实现、模拟vue、VDOM实现原理

文章内容输出来源：拉勾教育大前端高薪训练营

vue-router实现

• 基本使用
  • 创建路由组件
  • vue.use()注册vue-router
  • 注册router对象
  • 设置占位router-view
  • 创建链接 router-link
• 动态路由
  • /detail/:id
    • [获取]$route.params.id
    • [获取]props:true — 推荐
  • ()=> import() 按需引入
• 嵌套路由
  • children
• 编程式导航
  • $router.push()
  • $router.replace()
  • $router.go()
• hash和history模式的区别
  • hash 带#
    • 基于锚点以及onhashchange事件
    • #后面的内容作为路径地址
    • 根据当前路由地址找到对应组件重新渲染
  • history
    • 基于HTML5 API
      • history.pushState()改变地址栏 IE10以后才支持
      • history.replaceState()
      • 监听popstate事件
      • 根据当前路由地址找到对应组件重新渲染
    • mode:‘history’
    • 使用需要服务器端的支持
      • 单页应用中，服务端不存在http://www.testurl.com/login这样的地址会返回找不到该页面
      • 在服务端应该除了静态资源外都返回单页应用的index.html
    • node中配置(express)
      • const history = require('connect-history-api-fall-back')
      • app.use(history())
    • nginx中配置
      • nginx配置步骤
        • 下载nginx、解压(目录不能有中文)
        • 命令行
          • start nginx 启动
          • nginx -s reload 重启
          • nginx -s stop 停止
        • html 文件夹中(打包后的资源)
        • conf/nginx.conf try_files $uri $uri/ /index.html

               server{
                    location / {
                        try_files $uri $uri/ /index.html
                    }
                }
        

• vue-router实现原理
  • 使用的vue前置知识
    • 插件
    • 混入
    • Vue.observable()
    • 插槽
    • render函数
    • 运行时和完整版的vue
  • 模拟实现
    • 分析
      • 类图
        
    • install方法实现

        let _Vue = null;
        export default class VueRouter{
            static install(Vue){
                // 1 判断当前插件是否已安装
                if(VueRouter.install.installed) return;
                VueRouter.install.installed = true;
                // 2 把Vue构造函数记录到全局变量
                _Vue = Vue
                // 3 把创建vue实例时候传入的router对象注入到Vue实例上
                // 混入
                _Vue.mixin({
                    beforeCreate(){
                        if(this.$options.router){ // 如果是组件的话 不存在router 
                            _Vue.prototype.$router = this.$options.router
                        }
                    }
                })
                
            }
        }
    

    • 构造函数

    constructor(options){
        this.options = options;
        this.routerMap = {};// key 路由地址 value 路由组件
        this.data = _Vue.observable({
            current:'/'
        })
    }
    

    • createRouteMap

    createRouteMap(){
        //把构造函数中传过来的routes转换为key-value形式，存放在routerMap中
        this.options.routes.forEach(route=>{
            this.routerMap[route.path] = route.component
        })
    }
    

    • initComponents(router-link)

     initComponents(Vue){
        Vue.component('router-link',{
            props:{
                to:String
            },
            template:``
        })
    }
    

    • 完整版Vue

      • vue的构建版本
        • 运行时版：不支持template模板，需要打包的时候提前编译
        • 完整版 ：包含运行时和编译器，体积比运行时版大10K左右，程序运行的时候把模板转换成render函数
      • vue.config.js(解决1)

        module.exports = {
            runtimeCompiler:true
        }
        

      • render(解决2)

               Vue.component('router-link', {
                props: {
                    to: String
                },
                //   template: ''
                render (h) {
                    return h('a', {
                    attrs: {
                        href: this.to
                    }
                    }, [this.$slots.default])
                }
                })
        

    • router-view

         Vue.component('router-view', {
            render (h) {
                const component = _this.routerMap[_this.data.current]
                return h(component)
            }
        })
        // router-link配合点击事件
          Vue.component('router-link', {
            props: {
                to: String
            },
            //   template: ''
            render (h) {
                return h('a', {
                attrs: {
                    href: this.to
                },
                on: {
                    click: this.clickHandler
                }
                }, [this.$slots.default])
            },
            methods: {
                clickHandler (e) {
                history.pushState({}, '', this.to)
                this.$router.data.current = this.to
                e.preventDefault()
                }
            }
        })
    

    • initEvent

    initEvent () {
        window.addEventListener('popstate', () => {
        this.data.current = window.location.pathname
        })
    }
    

模拟vue实现

• 数据驱动

  • 数据响应式
    • 数据模型仅仅是普通的JS对象，而当我们修改数据时，视图会进行更新，避免频繁的DOM操作，提高开发效率
  • 双向绑定
    • 数据改变，视图改变；视图改变，数据也随之改变
    • 使用v-model在表单元素上创建双向数据绑定
  • 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试图的

• vue2响应式原理

  • Object.defineProperty

    <body>
        <div id="app">
            hello
        </div>
        <script>
            let data = {
                msg : 'hello'
            }
            let vm = {};
            Object.defineProperty(vm,'msg',{
                enumerable:true,
                configurable:true,
                get(){
                    console.log('get');
                    return data.msg
                },
                set(newVal){
                    console.log('set',newVal);
                    if(newVal ===data.msg){
                        return
                    }
                    data.msg = newVal
                    document.querySelector('#app').textContent = data.msg;
                }
            })
    
            vm.msg = 'niahdas';
            console.log(vm.msg);
            
        </script>
    </body>
    

• vue3响应式原理

  • proxy 直接监听对象
  • 由浏览器进行性能优化

• 发布订阅模式

  • 订阅者
  • 发布者
  • 信号中心
    

• 观察者模式

  • 观察者（订阅者） - Watcher
    • update() 当事件发生时，具体要做的事情
  • 目标（发布者） - Dep
    • subs数组 存储所有的观察者
    • addSub() 添加观察者
    • notify() 当事件发生，调用所有观察者的update()方法
  • 没有事件（信号）中心
    

• 观察者VS发布订阅

  • 观察者模式：由具体目标调度，比如当事件触发、Dep就会去调用观察的方法，所以观察者模式的订阅者和发布者之间存在依赖的。
  • 发布订阅：由统一调度中心调用，因此发布者和订阅者不需要知道对方的存在。
    

• 模拟vue实现（学习版）

  • 结构
    
  • Vue类

    • 功能

      • 负责接收初始化参数
      • 负责把Data中的属性注入到Vue实例，转换成getter/setter
      • 负责调用observer监听data中所有属性的变化
      • 负责调用compiler解析指令/插值表达式

    • 结构

      • $options
      • $el
      • $data
      • _proxyData()

      class Vue{
          constructor(options){
              // 1  通过属性保存 选项的数据
              this.$options = options || {}
              this.$data = options.data|| {}
              this.$el = typeof options.el === 'string'?document.querySelector(options.el):options.el
              // 2  把data中的数据转换成getter和setter，注入到vue实例中
              this._proxyData(this.$data)
              // 3 调用observer对象，监听数据变化
              new Observer(this.$data)
              // 4 调用compuler对象，解析指令和差值表达式
              new Compiler(this)
              
          }
          _proxyData(data){
              // 遍历data中所有的属性
              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
                      }
                  })
              })
          }
      }
      

  • Observer类

    • 功能

      • 负责把data选择中的数据属性转换成响应式数据
      • data中的某个属性也是对象，把该属性转换成响应式数据
      • 数据变化发送通知

    • 结构

      • walk(data)
      • defineReactive(data,key,value)

      class Observer{
          constructor(data){
              this.walk(data)
          }
          walk(data){
              // 判断data是否是对象
              if(!data||typeof data!=='object') return
              // 遍历data对象所有属性
              Object.keys(data).forEach(key=>{
                  this.defineReactive(data,key,data[key])
              })
          }
          // 传第三个参数val 不使用obj[key] 原因：会发生死递归
          defineReactive(obj,key,val){
              let _this = this;
              let dep = new Dep();
              this.walk(val);//如果val是对象 会将val内部的数据转为响应式
              Object.defineProperty(obj,key,{
                  enumerable:true,
                  configurable:true,
                  get(){
                      // 收集依赖
                      Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
                      return val
                  },
                  set(newVal){
                      if(newVal === val) return;
                      val = newVal;
                      _this.walk(newVal)
                      // 发送通知
                      dep.notify()
                  }
              })
          }
      }
      

  • Compiler类

    • 功能

      • 负责编译模板，解析指令/插值表达式
      • 负责页面的首次渲染
      • 当数据变化后重新渲染视图

    • 结构

      • el
      • vm
      • compile(el)
      • compileElement(node)
      • compileText(node)
      • isDirective(attrName)
      • isTextNode(node)
      • isElementNode(node)

      class Compiler{
          constructor(vm){
              this.el = vm.$el;
              this.vm = vm;
              this.compile(this.el)
          }
          // 编译模块，处理文本节点和元素节点
          compile(el){
              let childNodes = el.childNodes;
              Array.from(childNodes).forEach(node=>{
      
                  if(this.isTextNode(node)){
                      this.compileText(node)
                  }else if(this.isElementNode(node)){
                      this.compileElement(node)
                  }
                  // 判断node是否有子节点
                  if(node.childNodes&&node.childNodes.length){
                      this.compile(node)
                  }
              })
          }
          // 处理元素节点
          compileElement(node){
              // 遍历属性节点
              Array.from(node.attributes).forEach(attr=>{
                  let attrName = attr.name;
                  if(this.isDirective(attrName)){
                      attrName = attrName.substr(2)
                      let key = attr.value;
                      if (attrName.indexOf(':')!==-1) {
                          let eventType = attrName.split(':')[1]
                          this.handleEvent(this,node,eventType,key)
                      }
                      this.update(node, key, attrName)
                  }
              })
          }
          update(node,key, attrName){
             let updateFn =  this[attrName+'Updater']
             updateFn && updateFn.call(this,node,this.vm[key],key)
          }
          handleEvent(vm,node,eventType,eventName){
              console.log(vm,node,eventType);
              node.addEventListener(eventType,()=>{
                  vm.vm.$options.methods[eventName]()
              })
          }
          htmlUpdater(node,value,key){
              node.innerHTML = value;
              new Watcher(this.vm, key, (newValue)=>{
                  node.innerHTML = newValue
              })
          }
          onUpdater(node,value,key){
              console.log(node,value,key);
              
          }
          textUpdater(node,value,key){
              node.textContent = value;
              new Watcher(this.vm, key, (newValue)=>{
                  node.textContent = newValue
              })
          }
          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
              })
          }
          // 处理文本节点
          compileText(node){
              // console.log(node);
              let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
              let value = node.textContent
              if(reg.test(value)){
                  let key = RegExp.$1.trim();
                  node.textContent = value.replace(reg,this.vm[key])
                  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
          }
      }
      

  • Dep

    • 功能

      • 收集依赖，添加观察者
      • 通过所有的观察者

    • 结构

      • subs
      • addSub(sub)
      • notify()

      class Dep{
          constructor(){
              this.subs = []
          }
          addSub(sub){
              if(sub&&sub.update){
                  this.subs.push(sub)
              }
          }
          notify(){
              this.subs.forEach(sub=>{
                  sub.update()
              })
          }
      }
      

  • Wather
    • 功能
      • 当数据变化触发依赖，dep通知所有的Watcher实例更新视图
      • 自身实例化的时候往dep对象中添加自己
    • 结构
      • vm
      • key
      • cb
      • oldValue
      • update()

      class Watcher{
          constructor(vm, key, cb){
              this.vm = vm;
              this.key = key//data中属性的名称
              this.cb = cb// 回调函数负责更新视图
              // 把watcher对象记录到Dep类的静态属性target上
              Dep.target = this;
              // 触发get方法 在get方法中调用addSub
              this.oldValue = vm[key]
              Dep.target = null;
          }
          update(){
              let newValue = this.vm[this.key]
              if(this.oldValue === newValue){
                  return
              }
              this.cb(newValue)
          }
      }
      

VDOM的实现原理

• VDOM

  • 用JS对象描述DOM对象
  • 为什么使用VDOM？
    • 手动操作DOM麻烦，要考虑浏览器兼容
    • 为了简化DOM的复杂操作出现了MVVM框架，MVVM框架解决了视图和状态的同步问题
    • 为了简化视图的操作可以使用模板引擎，但模板引擎没有解决跟踪状态变化的问题，于是有了VDOM
    • VDOM的好处是当状态改变时不需要立即更新DOM，只需要创建一个虚拟树来描述DOM。VDOM内部会弄清楚如何有效（diff）的更新DOM
    • VDOM可以维护程序的状态，跟踪上一次的状态
    • 通过比较前后两次状态的差异更新真实DOM
  • VDOM作用
    • 维护视图和状态的关系
    • 复杂视图情况下提升渲染性能
    • 除了渲染DOM以外，还可以实现SSR(nuxt/next)、原生应用(Weex/RN)、小程序(uni-app)等

• VDOM库 - Snabbdom/virtual-dom

  • Snabbdom
    • Vue2 内部虚拟DOM就是改造后的Snabbdom
    • 约200行
    • 通过模块可扩展
    • 源码使用TS
    • 最快的VDOM之一
  • Snabbdom使用

    • 使用parcel打包

      • npm init -y
      • npm i parcel-bundler -D
      • package.json

      "scripts": {
          "dev":"npx parcel index.html --open",
          "build":"npm parcel build index.html"
      },
      

      • 导入snabbdomnpm i snabbdom -D
        • init() 高阶函数，返回patch()
        • h() 返回虚拟节点
        • thunk() 一种优化策略，可以在处理不可变数据时使用
          snabbdom基本使用

      // import snabbdom from 'snabbdom' //错误引入 
      
      // const snabbdom = require('snabbdom') 
      // console.log(snabbdom);
      // import { h, thunk, init } from 'snabbdom'
      import { h, init } from 'snabbdom'
      
      // hello world
      
      let patch = init([])
      // 参数1 标签+选择器
      // 参数2  如果是字符串的话 就是标签中的内容
      let vnode = h('div#container.cls',{
          hook:{
              init(vnode){
                  console.log(vnode.elm);
              },
              create(emptyVnode,vnode){
                  console.log(vnode.elm);
              }
          }
      },'hello world')
      let app  = document.querySelector('#app')
      
      
      // 参数1 可以是DOM元素，内部会把DOM元素转换为VNode  参数2 VNode
      let oldVnode = patch(app,vnode)
      
      
      vnode = h('div','hello snabbdom')
      
      patch(oldVnode,vnode)
      

      • snabbdom模块
        • attributes
          • 设置DOM元素的属性，使用setAttribute()
          • 处理布尔类型的属性
        • props
          • 和attributes模块类似，设置DOM属性 element[attr] = value
          • 不处理布尔类型的属性
        • class
          • 切换类样式
          • 主要：给元素设置类样式是通过sel选择器
        • dataset
          • 设置data-*的自定义样式
        • eventlisteners
          • 注册和移除事件
        • style
          • 设置行内样式，支持动画
          • delayed/remove/destroy
      • 模块的使用
        • 导入需要的模块
        • init()中注册模块
        • 使用h()创建VNode的时候，可以把第二个参数设置为对象，其他参数往后移

      import {init, h} from 'snabbdom'
      import style from 'snabbdom/modules/style'
      import eventlisteners from 'snabbdom/modules/eventlisteners'
      
      let patch = init([
          style,
          eventlisteners
      ])
      
      let vnode = h('div',{
          style:{
              backgroundColor:'#f60'
          },
          on:{
              click:eventHandler
          }
      },[h('h1','this is h1'),h('p','this is a p')])
      
      function eventHandler(){
          console.log('click event');
      }
      
      let app = document.querySelector('#app')
      
      patch(app,vnode)
      

      • snabbdom模块核心(源码)
        • 使用h()创建JS对象(VNode)描述真实DOM
        • vnode() 返回JS对象 描述VDOM
        • init() 设置模块，创建patch()
        • patch(oldVnode,newVnode)比较新旧两个VNode ---- snabbdom.ts
          • 把新节点中变化的内容渲染到真实的DOM。最后返回新节点作为下一次处理的旧节点
          • 对比新旧VNode是否相同节点（节点的key和sel相同）
          • 如果不是相同节点，删除之前的内容，重新渲染
          • 如果是相同的节点，再判断新的VNode是否有text，如果有并且和oldVNode的text不同，直接更新文本内容
          • 如果新的VNode有children，判断子节点是否有变化，判断子节点的过程使用的就是diff算法
          • diff过程只进行同层级比较
        • 把变化的内容更新到真实DOM树上
        • 源码解析

          • h()函数 — src/h.ts

            • 用来创建VNode(调用vnode函数返回虚拟节点)

          • patch()

            • createElm() 把VDOM转为DOM，并触发init/create钩子函数
              
              • 1、执行init函数
              • 2、把 VNode转为真实DOM对象（没有渲染到页面）
              • 3、 返回新创建的DOM
            • removeVnodes() 移除老节点
            • addVnodes()
            • patchVnode() 对比新旧节点 更新差异
              
            • updateChildren() diff算法核心，对比新旧节点的children，更新DOM

          • init()