说说Vue响应式系统中的Watcher和Dep的关系-面试进阶

引言

在这里我先提出两个问题（文章末尾会进行解答）：

在Vue的数据响应系统中，Dep和Watcher各自分担什么任务？
Vue的数据响应系统的核心是Object.defineproperty一定是最好的吗？有什么弊端和漏洞吗？

一、什么是响应系统中的Watcher，它的作用是什么？

响应系统中的Watcher即这个系统的观察者，它是响应系统中观察者模式的载体，当响应系统中的数据发生改变的时候，它能够知道并且执行相应的函数以达到某种业务逻辑的目的。打个比方，如果你是一个商家，要寄一批货分别给不同的客户，那么watcher就是一个个快递员，发出的动作就是数据发生改变。你只需要负责寄出去这个动作就行了，如何找到、送到客户则是watcher的事情。

每个watcher和数据之间的关系要么是1对1，要么是多对多关系（这与watcher的类型有关），要不是没有联系。watcher和业务逻辑只有1对1关系。

二、Watcher的类型

在Vue源码中是没有体现出Watcher的类型的，我在这里给Watcher添加类型是为了更好地理解Watcher这个对象。Watcher在普通的业务逻辑上可以分为以下三类：

普通的Watcher：与数据1对1关系。
lazy型Watcher：与数据1对1关系，但是它是一个惰性求值的观察者，怎么体现呢？对它进行赋值是不会改变它的值，只有当获取它的值的时候，才会更新最新版的数据（在Vue中体现为computed方法，一般求值是通过方法来求值的）。
render型Watcher：与数据是1对多（不考虑传参进子组件）的关系，在一个组件中，渲染函数观察者一定是最后生成的，所以执行观察者队列的时候，渲染函数观察者在一个组件中是最后执行的。

在这里多嘴一下lazy型的观察者是怎么回事吧。lazy型观察者在Vue中表现为computed属性，一般这个属性是一个函数，以下是一个例子：

computed: {
  // getCount最后处理成一个属性，然后这个方法被存储在Watcher的某个属性中
  getCount() {
    return this.a + this.b;
  }
}

lazy观察者里面有一个dirty属性，也就是一个开关作用，只有它为true的时候使用getCount的getter方法的时候，才会进行调用这个函数。

如果lazy观察者所引用的数据（a或者b属性）发生改变后，会将这个放到观察者执行队列中，然后执行这个观察者的时候把dirty赋值为true（代表下次访问getter方法的时候会执行一遍lazy的求值方法（求值后会将dirty赋值为false））。等到下一次需要获取这个数据的时候才进行求值，所以它叫做惰性求值。这种方式能够节省不必要执行函数的开支。

三、Watcher和Dep的关系

看过Vue源码的defineReactive这个方法，就会发现一个被观察的对象里面每个属性会有一个Dep依赖筐来存放所有观察它的Watcher。而defineReactive方法只有初始化每个属性的dep却并没有创建观察者（要分清初始化和创建观察者是分开这个事实）。那么这个Dep如何添加观察者呢？Vue使用了全局变量，这个变量叫做Dep.target，它是一个Watcher类型的变量，来将Watcher和Dep进行互相绑定。数据的绑定用图来表示的话如下：

我们可以明确以下区别：

$watch方法创建的观察者的时候，如果不设定immediate属性，那么是不会进行调用的，而computed和render是会进行调用方法的。
数据的Dep的subs数组存放这个数据所绑定的观察者对象，观察者对象的deps数组中存放着与这个观察者有关的数据Dep。所以数据的Dep与Watcher其实是多对多关系
$watch和computed观察者是在created生命钩子函数前就创建完毕并且绑定的，而render观察者是在mounted之前创建并绑定的，所以同一个组件中，render观察者的id会大于其他观察者（id是在后面执行队列里面升序排序的时候的依据）。 换句话说，在同一个组件的观察者中，当数据发生改变的时候，渲染函数观察者一定是最后执行的。 这个很好理解，其他观察者中难免会对数据进行修改，如果渲染函数观察者先执行了，然后其他观察者对数据进行改变的话，那么没办法将数据准确呈现在页面上，导致数据不一致性。

参考：前端vue面试题详细解答

四、讲一下观察者执行队列机制

Vue是如何实现性能优化的呢？最显著的两个点：

观察者设定执行队列，批量执行。
diff算法减少渲染开支。

第二个不在这里面讲解，我们看一下第一个是怎么回事？

这个队列的长度是怎么定量的呢？

最大长度是100，源码摆在那里。

以一个事件循环时间段为搜集时间。（什么是事件循环？可以看一下本博客系统的其他优秀文章）

它的流程是如下的：

未执行时候：如果有更改过数据，那么就将对应的观察者直接推进队列中（执行的时候会进行根据id升序排序后执行）
在执行中的时候，如果有新的观察者进来了（观察者中更改数据，然后这个数据又绑定观察者），按照id升序来进行插入（这相当于在有序数组里面进行插入，可以看做插入排序的其中一步，所以某种意义上来说它就是排序）。

五、解答前面的问题

Dep是负责存放数据所绑定所有的观察者的对象的容器，只要数据发生改变，就会通过这个Dep来通知所有观察者进行修改数据。（每个数据都有独一无二的Dep）。而Watcher更偏向于一个动作，也就是规定的业务逻辑或者渲染函数，是一个执行者。
在ES5是很轻便的，很好的。但是在ES6出现后，它就一定不是最好的，因为ES6有一个Proxy代理来统一进行处理。（ES6使用代理实现Vue数据响应系统（TypeScript））
- 弊端：如果一个数据有1000个属性，那么就要给这1000个属性使用Object.defineProperty，这样在初始化页面的时候会造成卡顿。如果用代理的话，那么只需要执行一次就可以了。
- 漏洞：如果我们拿到了vm实例，那么用户是可以在运行的时候通过修改对象属性的描述符（descriptor）来进行修改它，会造成系统的不确定性。这是因为响应系统的模式导致必须将数据的描述符的configuration设为true，所以在运行的时候能够对它进行修改。