踩了Vue2运行机制的坑-响应式原理

最近遇到一个很奇怪的bug:

前置:后端接口返回的数据是这样的:

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①首先在store中取出后端返回的数据A=res.data,在这里打印输出是正常的

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②然后在vue页面上再取出A.data也就是res.data.data,以及其它几个字段即res.data.XXX,在这里打印输出是空白的

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③结果在图表页中取出的一直是undefined(读取属性不存在),但是第一次加载不出来,再刷新一下却又能拿到数据了。

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最后的解决方案:

在定义data/computed的时候,就先对A的所有属性进行枚举,需要用到后端data里的哪一层就枚举几层,于是就没问题了!

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不仅仅是这个地方,在其他地方也能遇到这种bug!!!比如在展示一块信息的时候,已经写好了遍历,根据后端返回的字段自己去渲染,但是,如果不在data里面把每一个字段都枚举一下,就会导致在表单进行编辑修改的时候,数据明明数据变化了可是视图没有更新,于是乎,后端每次新增一个字段,前端也需要在枚举中增加一个字段才行。

在问了大佬以及看了文档之后,才知道原来这是Vue2响应式原理的一个问题......

因为第一次加载的时候,找不到softwareDeadline里面的属性,没有执行defineReactive(),所以取的时候是undefined,但是ctrl+S的时候,已经是从后端取过数据放在缓存里了,所以它又显示数据正常了。

一、Vue2的响应式流程

1、核心思路

        当创建Vue实例时,vue会遍历data选项的属性,利用Object.defineProperty为属性添加gettersetter对数据的读取进行劫持(其中getter用来依赖收集,setter用来派发更新),并且在内部追踪依赖,在属性被访问和修改时通知变化。

        每个组件实例会有相应的watcher实例,会在组件渲染的过程中记录依赖的所有数据属性(进行依赖收集,还有computed watcheruser watcher实例),之后依赖项被改动时,setter方法会通知依赖于此datawatcher实例重新计算(派发更新),从而使它关联的组件重新渲染。

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  • init数据初始化的时候,对象内部通过 defineReactive 方法,使用 Object.defineProperty 将属性进行劫持(这时候只会劫持已经存在的属性)。如果数据是数组类型, Vue2中是通过重写数组方法来实现。多层对象是通过递归来实现劫持的。

  • 在初始化流程中的编译阶段,当render function 被渲染的时候,会读取Vue实例中和视图相关的响应式数据,此时会触发 getter 函数进行 依赖收集(将观察者Watcher对象存放到当前闭包的订阅者Depsubs中)。

  • 当数据发生变化或者视图导致的数据发生变化时,会触发数据劫持的setter函数,setter会通知初始化依赖收集中的Dep中和视图相应的 Watcher ,告知需要重新渲染视图,Watcher 就会再次通过 update 方法来更新视图。

2、关键角色

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如上图所示:一个属性可能有多个依赖,每个响应式数据都有一个Dep来管理它的依赖。

Observer

  • 通过Observer对象将数据对象转换为响应式数据。
  • 通过Object.defineProperty()给对象的属性添加gettersetter用于依赖收集和派发更新。

getter():进行依赖收集。当访问响应式数据时,会将当前的Watcher对象添加到依赖列表中。

setter():数据发生变化时,setter函数会被触发,并通知相关的Watcher对象进行更新。

        由于 Object.defineProperty 无法监听对象的变化,所以 Vue2 中设置了一个 Observer 类来管理对象的响应式依赖,同时也会递归侦测对象中子数据的变化。

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Dep

  • 相当于一个管家,负责添加或删除相关的依赖和通知相关的依赖进行相关操作。
  • 用于收集当前响应式对象的依赖关系,每个响应式对象包括子对象都拥有一个Dep实例(里面subsWatcher实例数组),当数据有变更时,会通过dep.notify()通知各个watcher

Vue会为响应式对象中的每个属性、对象本身、数组本身创建一个Dep实例,每个Dep实例都有能力做以下两件事:

  • 记录依赖:是谁在用我。(当有人访问这个数据时,把它记录下来。)
  • 派发更新:我变了,我要通知那些用到我的人。(当数据被修改时,通知所有的依赖数据更改了。)
  1. 当读取响应式对象的某个属性时,它会进行依赖收集:有人用到了我
  2. 当改变某个属性时,它会派发更新:那些用我的人听好了,我变了

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Watcher

  • 用于存储数据变化后要执行的更新函数,调用更新函数可以使用新的数据更新视图。当数发生变化时触发依赖,Dep通知所有的Watcher更新视图
  • Watcher通过new关键字实例化的时候让Dep.target指向自己

只有 Watcher 触发的 getter才会进行依赖收集,哪个Watcher触发了getter,就把哪个 Watcher收集到Dep中。当响应式数据发生改变的时候,就会把收集到的 Watcher 都进行通知。(当Dep进行派发更新时,它会通知之前记录的所有watcher:我变了)

每一个vue组件实例,都至少对应一个watcher,该watcher中记录了该组件的render函数。

watcher首先会把render函数运行一次以收集依赖,于是那些在render中用到的响应式数据就会记录这个watcher。

当数据变化时,dep就会通知该watcher,而watcher将重新运行render函数,从而让界面重新渲染,同时重新记录当前的依赖。

3、代码

const Observer = function(data) {
  // 循环修改为每个属性添加get set
  for (let key in data) {
    defineReactive(data, key);
  }
}

const defineReactive = function(obj, key) {
  // 局部变量dep,用于get set内部调用
  const dep = new Dep();
  // 获取当前值
  let val = obj[key];
  Object.defineProperty(obj, key, {
    // 设置当前描述属性为可被循环
    enumerable: true,
    // 设置当前描述属性可被修改
    configurable: true,
    get() {
      console.log('in get');
      // 调用依赖收集器中的addSub,用于收集当前属性与Watcher中的依赖关系
      dep.depend();
      return val;
    },
    set(newVal) {
      if (newVal === val) {
        return;
      }
      val = newVal;
      // 当值发生变更时,通知依赖收集器,更新每个需要更新的Watcher,
      // 这里每个需要更新通过什么断定?dep.subs
      dep.notify();
    }
  });
}

const observe = function(data) {
  return new Observer(data);
}

const Vue = function(options) {
  const self = this;
  // 将data赋值给this._data,源码这部分用的Proxy所以我们用最简单的方式临时实现
  if (options && typeof options.data === 'function') {
    this._data = options.data.apply(this);
  }
  // 挂载函数
  this.mount = function() {
    new Watcher(self, self.render);
  }
  // 渲染函数
  this.render = function() {
    with(self) {
      _data.text;
    }
  }
  // 监听this._data
  observe(this._data);  
}

const Watcher = function(vm, fn) {
  const self = this;
  this.vm = vm;
  // 将当前Dep.target指向自己
  Dep.target = this;
  // 向Dep方法添加当前Wathcer
  this.addDep = function(dep) {
    dep.addSub(self);
  }
  // 更新方法,用于触发vm._render
  this.update = function() {
    console.log('in watcher update');
    fn();
  }
  // 这里会首次调用vm._render,从而触发text的get
  // 从而将当前的Wathcer与Dep关联起来
  this.value = fn();
  // 这里清空了Dep.target,为了防止notify触发时,不停的绑定Watcher与Dep,
  // 造成代码死循环
  Dep.target = null;
}

const Dep = function() {
  const self = this;
  // 收集目标
  this.target = null;
  // 存储收集器中需要通知的Watcher
  this.subs = [];
  // 当有目标时,绑定Dep与Wathcer的关系
  this.depend = function() {
    if (Dep.target) {
      // 这里其实可以直接写self.addSub(Dep.target),
      // 没有这么写因为想还原源码的过程。
      Dep.target.addDep(self);
    }
  }
  // 为当前收集器添加Watcher
  this.addSub = function(watcher) {
    self.subs.push(watcher);
  }
  // 通知收集器中所的所有Wathcer,调用其update方法
  this.notify = function() {
    for (let i = 0; i < self.subs.length; i += 1) {
      self.subs[i].update();
    }
  }
}

const vue = new Vue({
  data() {
    return {
      text: 'hello world'
    };
  }
})

vue.mount(); // in get
vue._data.text = '123'; // in watcher update /n in get

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