Vue.js 源码分析——响应式原理

一、准备工作

Vue源码的获取
- 项目地址：https://github.com/vuejs/vue
- Fork 一份到自己的仓库，克隆岛本地，可以自己写注释提交到gitbub
- 为什么分析Vue2.6
  - 现有的项目不会升级到3.x,2.x还有很长的一段过渡期
  - 3.0 项目地址：https://github.com/vuejs/vue-next
源码目录结构

image.png
了解Flow
- 官网：https://flow.org/
- JavaScript的静态类型检查器
- Flow的静态类型检查错误是通过静态类型推断实现的。文件开头通过 //@flow 或者/* @flow */声明

/* @flow */
function square(n:number):number{
  return n*n
}
square('a');  // error

二、调试设置

打包工具Rollup
- Vue.js源码的打包工具使用的是Rollup，比Webpck轻量
- Webpack把所有文件当做模块，RollUp值处理js文件，更适合在Vue.js 这样的库中使用（React中也是使用的Rollup）
安装

npm i

设置sourcemap
- package.json文件中的dev脚本中添加参数 --sourcemap

"dev":"rollup -w -c scripts/config.js --sourcemap --environment TARGET:web-fulol-dev"

执行dev
- npm run dev 执行打包，用的是Rollup，-w 参数是监听文件的变化，文件变化自动重新打包

三、 Vue的不同构建版本

npm run build 重新打包所有文件
官方文档- 对不同构建版本的解释https://cn.vuejs.org/v2/guide/installation.html#%E5%AF%B9%E4%B8%8D%E5%90%8C%E6%9E%84%E5%BB%BA%E7%89%88%E6%9C%AC%E7%9A%84%E8%A7%A3%E9%87%8A
dist/README.md

image.png

术语

完整版：同时包含编译器和运行时的版本
编译器：用来将模板字符串变异成JavaScript渲染函数的代码，体积大，效率低。（作用是把template转换成 render函数）
运行时：用来创建vue实例，渲染并处理虚拟DOM等的代码，体积小，效率高。基本上就是出去编译器的代码。（运行时不需要编译器）
UMD：UMD版本通用的模块版本，支持多种模块方式。vue.js 默认文件就是运行时+编译器的UMD版本
CommonJS（cjs）：Common.js 版本用来配合老的打包工具，比如Browerify或者webpack1。
ES Module：从2.6开始Vue会提供两个ES Modules（ESM）构建文件，为现代打包工具提供版本。
- ESM格式被设计为可以被静态分析，所以打包工具可以利用这一点来进行“tree-shaking” 并将用不到的代码排除最终的包。
- ES6模块与Common.js 模块的差异

CommonJS 输出是值的拷贝，即原来模块中的值改变不会影响已经加载的该值，ES6静态分析，动态引用，输出的是值的引用，值改变，引用也改变，即原来模块中的值改变则该加载的值也改变。
CommonJS 模块是运行时加载，ES6 模块是编译时输出接口。
CommonJS 加载的是整个模块，即将所有的接口全部加载进来，ES6 可以单独加载其中的某个接口（方法），
CommonJS this 指向当前模块，ES6 this 指向undefined
CommonJS 模块输出的是一个值的拷贝，ES6 模块输出的是值的引用。

CommonJS 模块输出的是值的拷贝，也就是说，一旦输出一个值，模块内部的变化就影响不到这个值。ES6 模块的运行机制与 CommonJS 不一样。JS 引擎对脚本静态分析的时候，遇到模块加载命令import，就会生成一个只读引用。等到脚本真正执行时，再根据这个只读引用，到被加载的那个模块里面去取值。ES6 模块不会缓存运行结果，而是动态地去被加载的模块取值，并且变量总是绑定其所在的模块。
CommonJs模块化：
// lib.js
var counter = 3;
function incCounter() {
  counter++;
}
module.exports = {
  counter: counter,
  incCounter: incCounter,
};
// main.js
var mod = require('./lib');
 
console.log(mod.counter);  // 3
mod.incCounter();
console.log(mod.counter); // 3


ES6模块化
// lib.js
export let counter = 3;
export function incCounter() {
  counter++;
}
 
// main.js
import { counter, incCounter } from './lib';
console.log(counter); // 3
incCounter();
console.log(counter); // 4



从上面我们看出，CommonJS 模块输出的是值的拷贝，也就是说，一旦输出一个值，模块内部的变化就影响不到这个值。而ES6 模块是动态地去被加载的模块取值，并且变量总是绑定其所在的模块。

另外CommonJS 加载的是一个对象（即module.exports属性），该对象只有在脚本运行完才会生成。而 ES6 模块不是对象，它的对外接口只是一种静态定义，在代码静态解析阶段就会生成。

目前阶段，通过 Babel 转码，CommonJS 模块的require命令和 ES6 模块的import命令，可以写在同一个模块里面，但是最好不要这样做。因为import在静态解析阶段执行，所以它是一个模块之中最早执行的。

打开webpack的配置文件并且将结果输出到指定文件
 vue inspect > output.js

image.png

四、寻找入口文件

查看dist/vue.js 的构建过程
执行构建

npm run dev
"dev": "rollup -w -c scripts/config.js --sourcemap --environment TARGET:web-full-dev",

environment TARGET:web-full-dev  设置环境变量TARGET

script/config.js 的执行过程
- 作用：生成rollup构建的配置文件
- 使用环境变量TARGET= web-full-dev

//判断环境变量是否有TARGET
// 如果有的话使用getConfig() 生成rollup 配置文件

五、从入口开始

src/platform/web/entry-runtime-with-compiler.js

const vm =  new Vue({
  el:'#app',
  template:'template',
  render(h){
      return h('div','hello template')
  }
})

阅读源码记录
- el 不能是body或者是html标签
- 如果没有render,把template转换成render函数
- 如果有render方法，直接调用mount挂在DOM
  
  image.png
调试代码--方法

image.png
Vue 的构造函数在哪儿

image.png
Vue实例成员/Vue 的静态成员从哪里来的？

六、Vue初始化过程

四个导出Vue的模块

src/platforms/web/entry-runtime-with-compiler.js（增加了编译的功能）
- web平台相关的入口
- 重写了平台相关的$mount()方法
- 注册了Vue.compile()方法，传递一个HTML字符串返回render函数
src/platforms/web/runtime/index.js
- web平台相关
- 注册和平台相关的全局指令：v-model、v-show
- 注册和平台相关的全局组件：v-transition、v-tranasition-group
- 全局方法
  - patch ：把虚拟DOM转换成真是DOM
  - $mount：挂在方法
src/core/index.js
- 与平台无关
- 设置了Vue的静态方法，initGlobalAPI(Vue)
src/core/instance/index.js
- 与平台无关
- 定义了构造函数，调用了this._init(options)方法
- 给Vue中混入了常用的实例成员

七、Vue初始化 -- 两个问题

看源码的时候如果遇到语法红线报错的问题，关掉校验即可
文件>首选项>设置 >打开设置json

image.png
部分代码没有高亮显示

image.png

安装插件 ——>babel JavaScript

image.png

八、Vue初始化 —— 静态成员

image.png

九、Vue初始化 —— 实例成员

image.png

十、Vue初始化——实例成员init

/* @flow */

import config from '../config'
import { initProxy } from './proxy'
import { initState } from './state'
import { initRender } from './render'
import { initEvents } from './events'
import { mark, measure } from '../util/perf'
import { initLifecycle, callHook } from './lifecycle'
import { initProvide, initInjections } from './inject'
import { extend, mergeOptions, formatComponentName } from '../util/index'

let uid = 0

export function initMixin (Vue: Class) {
  // 给Vue实例增加 _init()方法
  // 合并options / 初始化操作
  Vue.prototype._init = function (options?: Object) {
    const vm: Component = this
    // a uid
    vm._uid = uid++

    let startTag, endTag
    /* istanbul ignore if */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
      startTag = `vue-perf-start:${vm._uid}`
      endTag = `vue-perf-end:${vm._uid}`
      mark(startTag)
    }

    // a flag to avoid this being observed
    // 如果是Vue实例不需要被observe
    vm._isVue = true
    // merge options
    // 合并options
    if (options && options._isComponent) {
      // optimize internal component instantiation
      // since dynamic options merging is pretty slow, and none of the
      // internal component options needs special treatment.
      initInternalComponent(vm, options)
    } else {
      vm.$options = mergeOptions(
        resolveConstructorOptions(vm.constructor),
        options || {},
        vm
      )
    }
    /* istanbul ignore else */
    // 设置渲染时候的代理对象
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      initProxy(vm)
    } else {
      vm._renderProxy = vm
    }
    // expose real self
    vm._self = vm
    // vm 的生命周期相关变量初始化$children /$parent/$root/$refs
    initLifecycle(vm)
    // vm的时间监听初始化，父组件绑定在当前组件上的时间
    initEvents(vm)
    // vm 的编译render初始化 $slots/$scopedSlots/_c/$createElement/$attrs/$listeners
    initRender(vm)
    // beforeCreate生命周期的回调
    callHook(vm, 'beforeCreate')
    // 把inject的成员注入到vm上
    initInjections(vm) // resolve injections before data/props
    // 初始化vm的_props/methods/_data/computed/watch
    initState(vm)
    // 初始化provide
    initProvide(vm) // resolve provide after data/props
    // created生命钩子的回调
    callHook(vm, 'created')

    /* istanbul ignore if */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
      vm._name = formatComponentName(vm, false)
      mark(endTag)
      measure(`vue ${vm._name} init`, startTag, endTag)
    }

    if (vm.$options.el) {
      vm.$mount(vm.$options.el)
    }
  }
}

export function initInternalComponent (vm: Component, options: InternalComponentOptions) {
  const opts = vm.$options = Object.create(vm.constructor.options)
  // doing this because it's faster than dynamic enumeration.
  const parentVnode = options._parentVnode
  opts.parent = options.parent
  opts._parentVnode = parentVnode

  const vnodeComponentOptions = parentVnode.componentOptions
  opts.propsData = vnodeComponentOptions.propsData
  opts._parentListeners = vnodeComponentOptions.listeners
  opts._renderChildren = vnodeComponentOptions.children
  opts._componentTag = vnodeComponentOptions.tag

  if (options.render) {
    opts.render = options.render
    opts.staticRenderFns = options.staticRenderFns
  }
}

export function resolveConstructorOptions (Ctor: Class) {
  let options = Ctor.options
  if (Ctor.super) {
    const superOptions = resolveConstructorOptions(Ctor.super)
    const cachedSuperOptions = Ctor.superOptions
    if (superOptions !== cachedSuperOptions) {
      // super option changed,
      // need to resolve new options.
      Ctor.superOptions = superOptions
      // check if there are any late-modified/attached options (#4976)
      const modifiedOptions = resolveModifiedOptions(Ctor)
      // update base extend options
      if (modifiedOptions) {
        extend(Ctor.extendOptions, modifiedOptions)
      }
      options = Ctor.options = mergeOptions(superOptions, Ctor.extendOptions)
      if (options.name) {
        options.components[options.name] = Ctor
      }
    }
  }
  return options
}

function resolveModifiedOptions (Ctor: Class): ?Object {
  let modified
  const latest = Ctor.options
  const sealed = Ctor.sealedOptions
  for (const key in latest) {
    if (latest[key] !== sealed[key]) {
      if (!modified) modified = {}
      modified[key] = latest[key]
    }
  }
  return modified
}

十一、Vue首次渲染过程

image.png

十二、数据响应式原理——响应式处理入口

通过查看源码解决下面的问题
- vm.msg = { count:0 } , 重新给属性赋值，是否是响应式的
- vm.arr[0] = 4, 给数组元素赋值，视图是否会更新
- vm.arr.length = 0,修改数组的length,视图是否会更新
- vm.arr.push(4),视图是否会更新
响应式处理的入口
整个响应式处理的过程是比较复杂的，我们先从
- src/core/instance/inits.js
  - initState(vm) vm状态的初始化
  - 初始化了 _data、_props、methods 等
- src/core/instance/state.js

//数据的初始化
if(opts.data){
  initData(vm)
} else {
  observe(vm._data = {} , true )
}

十三、watcher类

watcher分为三种，Computed Watcher 、用户Watcher（侦听器）、渲染Watcher
渲染Watcher的创建时机
- src/core/instance/lifecycle.js

十四、数据响应式原理-总结

image.png

十五、set - 源码

定义位置Vue.set() ---- global-api/index.js

//静态方法  set / delete/nextTick
Vue.set = set
Vue.delete = del
Vue.nextTick = nextTick

vm.$set() ----- instance/index.js

//注册vm 的$data/$props/$set/#delete/$watch
//instance/state.js
stateMixin(Vue)

//instance/state.js
Vue.prototype.$set = set
Vue.prototype.$delete = delete

十六、delete - vm.$delete

功能：删除对象的属性。如果对象是响应式的，确保删除能触发更新视图。这个方法主要用于避开Vue不能检测到的属性被删除的限制，但应该很少会使用它。注意：目标对象不能是一个Vue实例或者Vue实例的根数据对象

vm.$delete(vm.obj,'msg')

位置：Vue.delete() ------ global-api/index.js

// 静态方法 set/delete/nextTick
  Vue.set = set
  Vue.delete = del
  Vue.nextTick = nextTick

vm.$delete() --- instance/index.js

//注册vm 的$data/$props/$set/#delete/$watch
stateMixin(Vue)

/instance/state.js
Vue.prototype.$set = set
Vue.prototype.$delete = delete

十七、watch- vm.$watch

vm.$watch(expOrFn,callback,[options])
功能：观察Vue实例变化的一个表达式或者计算属性函数。回调函数得到的参数为新值和旧值。表达式值接收监督的键路径。对于更复杂的表达式，用于一个函数取代
参数
- expOrFn:要监视的$data中的属性，可以是表达式或函数
- callback:数据变化后执行的函数
  - 函数：回调函数
  - 对象：具有handler属性（字符串或者函数），如果该属性为字符串则methods中相应的定义
- options:可选的选项
  - deep:布尔类型，深度监听
  - immediate：布尔类型，是否立即执行一次回调函数
示例：

const vm = new Vue({
  el:'#app',
  data:{
    user:{
      firstName:'诸葛',
      lastName:'亮'，
      fullName:''
    }
  }
})

vm.$watch('user',function(newValue,oldValue){
  this.user.fullName = newValue.firstName + ' ' + newValue.lastName
},{
  immediate:'true',//是否立即执行一次回调函数
  deep:'true',//深度监听
})

十八、三种类型的Watcher对象

没有静态方法，因为$watch方法中药使用Vue实例
Watcher分为三种：计算属性Watcher，用户Watcher（侦听器watch），渲染watcher
- 创建顺序：计算属性Watcher，用户Watcher（侦听器），渲染watcher
vm.$watch() ---- src/core/instance/state.js

十九、异步更新队列——nextTick()

Vue更新DOM是异步执行的，批量的。在下次DOM更新循环结束之后执行回调。在修改数据之后立即使用这个方法，获取更新后的DOM
vm.$nextTick(function(){/操作DOM/}) Vue.nextTick(function(){})

定义位置(源码)：src/core/instance/render.js

  Vue.prototype.$nextTick = function (fn: Function) {
    return nextTick(fn, this)
  }

源码
- 手动调用vm.$nextTick()
- 在Watcher的queueWatcher中执行nextTick()
- src/core/util/next-tick.js

Vue.js 源码分析——响应式原理

一、准备工作

二、调试设置

三、 Vue的不同构建版本

四、 寻找入口文件

五、从入口开始

六、Vue初始化过程

七、Vue初始化 -- 两个问题

八、Vue初始化 —— 静态成员

九、Vue初始化 —— 实例成员

十、Vue初始化——实例成员init

十一、Vue首次渲染过程

十二、数据响应式原理——响应式处理入口

十三、watcher类

十四、数据响应式原理-总结

十五、set - 源码

十六、delete - vm.$delete

十七、watch- vm.$watch

十八、三种类型的Watcher对象

十九、异步更新队列——nextTick()

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四、寻找入口文件