Vue2响应式原理

目录

初始化

initProps():父组件传的 props 列表,proxy() 把属性代理到当前实例上

vm._props.xx 变成 vm.xx

initData():判断data和props、methods是否重名,proxy() 把属性代理到当前实例上

this.xx

observe():给数据加上监听器(除了vnode/非引用类型(object/array))

Observe:标记响应式、分类(defineReactive()递归监听、observe()监听)

defineReactive():定义响应式对象

依赖收集

1.挂载前 生成一个组件渲染watcher

2. Dep.target 赋值为当前渲染 watcher 并压入栈targetStack(为了恢复用)

3.vm._render() 生成并渲染 vnode

4.访问数据,触发getter,dep收集watcher

5.更新数据,触发setter,遍历通知所有watcher更新

Dep类:管理Watcher

subs: Array

static target: ?Watcher:全局的 Watcher,同一时间只能存在一个全局的 Watcher

Watcher类:依赖/观察者/订阅者

watcher.run() :执行回调,传旧值新值

新旧Dep实例数组

派发更新

queueWatcher()优化:watcher队列,nextTick后执行

依赖的渲染结果:父watcher在子前,user watcher在渲染watcher前

defineProperty 缺陷处理

属性的增删无法触发 setter :Vue.set() 增属性

不能检测到数组元素的变化:重写数组方法,把原本的 push 保存起来,再做响应式处理

Vue2响应式原理_第1张图片

初始化

在 new Vue 初始化的时候,会对组件的数据 props 和 data 进行初始化

export function initMixin (Vue: Class) {
  // 在原型上添加 _init 方法
  Vue.prototype._init = function (options?: Object) {
    ...
    vm._self = vm
    initLifecycle(vm) // 初始化实例的属性、数据:$parent, $children, $refs, $root, _watcher...等
    initEvents(vm) // 初始化事件:$on, $off, $emit, $once
    initRender(vm) // 初始化渲染: render, mixin(混入,data,methods...)

    callHook(vm, 'beforeCreate') // 调用生命周期钩子函数

    initInjections(vm) // 初始化 inject(子孙传值)
    initState(vm) // 初始化组件数据:props, data, methods, watch, computed
    initProvide(vm) // 初始化 provide

    callHook(vm, 'created') // 调用生命周期钩子函数
    ...
  }
}

命名前缀

$:公共属性

_:私有属性

响应式数据相关: initProps()initData()observe()

initProps():父组件传的 props 列表,proxy() 把属性代理到当前实例

vm._props.xx 变成 vm.xx

  • 遍历父组件传进来的 props 列表
  • 校验每个属性的命名、类型、default 属性等,都没有问题就调用 defineReactive 设置成响应式
  • 然后用 proxy() 把属性代理到当前实例上,如把 vm._props.xx 变成 vm.xx,就可以访问
// 把不在默认 vm 上的属性,代理到实例上
// 可以让 vm._props.xx 通过 vm.xx 访问
if (!(key in vm)) {
proxy(vm, _props, key)
}
//vue自定义的proxy 函数,将 key 代理到组件实例上。这意味着你可以直接通过 vm.key 访问这个属性,而不必使用 vm._props.key

区别于js中的new Proxy(target, handler)

initData():判断data和props、methods是否重名,proxy() 把属性代理到当前实例

this.xx

  • 初始化一个 data,并拿到 keys 集合
  • 遍历 keys 集合,来判断有没有和 props 里的属性名或者 methods 里的方法名重名的
  • 没有问题就通过 proxy() 把 data 里的每一个属性都代理到当前实例上,就可以通过 this.xx 访问了
  • 最后再调用 observe 监听整个 data
if (!isReserved(key)) {
      // 都不重名的情况下,代理到 vm 上
      // 可以让 vm._data.xx 通过 vm.xx 访问
      proxy(vm, `_data`, key)

observe():给数据加上监听器(除了vnode/非引用类型(object/array))

  • 如果是 vnode 的对象类型或者不是引用类型,就直接跳出
  • 否则就给没有添加 Observer 的数据添加一个 Observer,也就是监听者

Virtual DOM节点(vnode)vnode对象通常用于表示虚拟DOM树的节点,而不是真实的数据对象。这些节点描述了组件的结构,而不是数据的值。

Vue的响应式系统是建立在对象的引用类型(如Object、Array)

基本数据类型(如Number、String、Boolean)或null等,它们是不可变的,无法被Vue追踪到变化

Observe:标记响应式、分类(defineReactive()递归监听、observe()监听)

  • 给当前 value 打上已经是响应式属性的标记,避免重复操作
  • 然后判断数据类型
    • 如果是对象,就遍历对象,调用 defineReactive()创建响应式对象
    • 如果是数组,就遍历数组,调用 observe()对每一个元素进行监听

用 this.msg = 'xxx' 能触发 setter 派发更新,但是我们修改数组并不是用 this.arr = xxx ,而是用 this.arr.push(xxx) 等修改数组的方法

defineReactive():定义响应式对象

  var obj = {};  //定义一个空对象
    Object.defineProperty(obj, 'val', {//定义要修改对象的属性
        get: function () {
            console.log('获取对象的值')
        },
        set: function (newVal) { 
            console.log('设置对象的值:最新的值是'+newVal);
        }
    });
    obj.hello = 'hello world'
  • 先初始化一个 dep 实例
  • 如果是对象就调用 observe,递归监听,以保证不管结构嵌套多深,都能变成响应式对象
  • 然后调用 Object.defineProperty() 劫持对象属性的 getter 和 getter
  • 如果获取时,触发 getter 会调用 dep.depend()观察者 push 到依赖的数组 subs 里去,也就是依赖收集
  • 如果更新时,触发 setter 会做以下操作
    • 新值没有变化或者没有 setter 属性的直接跳出
    • 如果新值是对象就调用 observe() 递归监听
    • 通过对应的所有依赖(Watcher),然后调用 dep.notify() 派发更新

依赖收集

Vue2响应式原理_第2张图片

1.挂载前 生成一个组件渲染watcher

渲染watcher掌管当前组件的视图更新

2. Dep.target 赋值为当前渲染 watcher 并压入栈targetStack(为了恢复用)

3.vm._render() 生成并渲染 vnode

vm 实例,也就是平常用的 this

4.访问数据,触发getter,dep收集watcher

5.更新数据,触发setter,遍历通知所有watcher更新

 每个响应式数据都有一个Dep来管理它的一个/多个依赖

Vue2响应式原理_第3张图片

Dep类:管理Watcher

subs: Array

static target: ?Watcher:全局的 Watcher,同一时间只能存在一个全局的 Watcher

dep.target 的作用是建立依赖关系和追踪数据的Watcher

因为更新异步的特性,如果同时有多个全局 Watcher 在同一时间被触发,可能导致不可预测的结果,甚至可能引发性能问题。

通过在全局只维护一个 dep.target,Vue 确保在任何时刻只有一个 Watcher 在执行更新操作,避免了潜在的竞争条件和性能问题。

  1. Watcher 对象被创建:当你创建一个 Watcher 对象,它会将自身设置为当前的 dep.target。这是因为该 Watcher 正在计算或依赖于响应式数据,因此需要建立依赖关系。

  2. 在计算属性的求值过程中:如果你有一个计算属性(computed),当该计算属性的值被求值时,Vue 会将当前的 dep.target 设置为该计算属性的 Watcher,以建立依赖关系。

  3. 在渲染过程中:当组件渲染时,Vue 会创建一个渲染组件的 Watcher,该 Watcher 负责渲染组件的模板。在渲染过程中,当前的 dep.target 会被设置为渲染 Watcher,以确保建立正确的依赖关系。

let uid = 0
export default class Dep {
  static target: ?Watcher;//可选属性可以不存在或者是 null 或 undefined
  subs: Array;
  id: number;
  constructor () {
    this.id = uid++//确保每个 Dep 实例具有唯一的标识符
    this.subs = []
  }
  ...
  depend () {
    if (Dep.target) {
      // 调用 Watcher 的 addDep 函数
      Dep.target.addDep(this)
    }
  }
  // 派发更新
  notify () {
    ...
  }
}
// 同一时间只有一个观察者使用,赋值观察者
Dep.target = null
const targetStack = []//管理当前活动的观察者的栈

export function pushTarget (target: ?Watcher) {
  targetStack.push(target)
  Dep.target = target
}

export function popTarget () {
  targetStack.pop()
  Dep.target = targetStack[targetStack.length - 1]
}

Watcher类:依赖/观察者/订阅者

watcher.run() :执行回调,传旧值新值

新旧Dep实例数组

let uid = 0
export default class Watcher {
  ...
  constructor (
    vm: Component,
    ...
    isRenderWatcher?: boolean
  ) {
    this.vm = vm
    if (isRenderWatcher) {
      vm._watcher = this
    }
    vm._watchers.push(this)
    // Watcher 实例持有的 Dep 实例的数组
    this.deps = []
    this.newDeps = []
    this.depIds = new Set()
    this.newDepIds = new Set()
    ...
  }
  get () 
    // 该函数用于缓存 Watcher
    // 因为在组件含有嵌套组件的情况下,需要恢复父组件的 Watcher
    pushTarget(this)
    let value
    const vm = this.vm
    try {
      // 调用回调函数,也就是upcateComponent,对需要双向绑定的对象求值,从而触发依赖收集
      value = this.getter.call(vm, vm)
    } catch (e) {
      ...
    } finally {
      // 深度监听
      if (this.deep) {
        traverse(value)
      }
      // 恢复Watcher
      popTarget()
      // 清理不需要了的依赖
      this.cleanupDeps()
    }
    return value
  }
  // 依赖收集时调用
  addDep (dep: Dep) {
    const id = dep.id
    if (!this.newDepIds.has(id)) {
      this.newDepIds.add(id)
      this.newDeps.push(dep)
      if (!this.depIds.has(id)) {
        // 把当前 Watcher push 进数组
        dep.addSub(this)
      }
    }
  }
  // 清理不需要的依赖(下面有)
  cleanupDeps () {
    ...
  }
  // 派发更新时调用(下面有)
  update () {
    ...
  }
  // 执行 watcher 的回调
  run () {
    ...
  }
  depend () {
    let i = this.deps.length
    while (i--) {
      this.deps[i].depend()
    }
  }
}

派发/异步更新

queueWatcher()优化:watcher队列,nextTick后执行

优化:在每次数据改变的时候不会都触发 watcher 回调,而是把这些 watcher 都添加到一个队列里,然后在 nextTick 后才执行(下次 DOM 更新循环结束之后,执行延迟回调,就可以拿到更新后的 DOM 相关信息)

Vue2响应式原理_第4张图片

依赖的渲染结果:父watcher在子前,user watcher在渲染watcher前

 1.如果同一个 watcher 被多次触发,只会被推入到更新队列中一次,可以避免重复修改相同的dom,这种去除重复数据,对于避免不必要的计算和 DOM 操作是非常重要的

2.同步任务执行完毕

3.开始执行异步 watcher 队列的任务,一次性更新 DOM

// 定义watcher类
class Watcher {
  update() {
    // 放到watcher队列中,异步更新
    queueWatcher(this);
  }
  // 触发更新
  run() {
    this.get();
  }
}

// 队列中添加watcher
function queueWatcher(watcher) {
  const id = watcher.id;
  // 先判断watcher是否存在 去掉重复的watcher
  if (!has[id]) {
    queue.push(watcher);
    has[id] = true;
    if (!pending) {
      pending = true;
      // 使用异步更新watcher
      nextTick(flushSchedulerQueue);
    }
  }
}

let queue = []; // 定义watcher队列
let has = {}; // 使用对象来保存id,进行去重操作
let pending = false; // 如果异步队列正在执行,将不会再次执行

// 执行watcher队列的任务
function flushSchedulerQueue() {
  queue.forEach((watcher) => {
    watcher.run();
    if (watcher.options.render) {
      // 在更新之后执行对应的回调: 这里是updated钩子函数
      watcher.cb();
    }
  });
  // 执行完成后清空队列 重置pending状态
  queue = [];
  has = {};
  pending = false;
}

defineProperty 缺陷处理

属性的增删无法触发 setter :Vue.set() 增属性

不能检测到数组元素的变化:重写数组方法,把原本的 push 保存起来,再做响应式处理

Vue2响应式原理_第5张图片

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