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Vue响应式原理模拟实现原理探究

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-02-08
目录 前置知识 数据驱动 数据响应式的核心原理 Vue 2.x Vue 3.x 发布订阅和观察者模式 发布/订阅模式 观察者模式 Vue响应式原理模拟实现 Vue Observer对data中的属性进行监听 Compiler Watcher D
目录
  • 前置知识
    • 数据驱动
    • 数据响应式的核心原理
      • Vue 2.x
      • Vue 3.x
  • 发布订阅和观察者模式
    • 发布/订阅模式
      • 观察者模式
      • Vue响应式原理模拟实现
        • Vue
          • Observer对data中的属性进行监听
            • Compiler
              • Watcher
                • Dep
                  • 测试代码

                  前置知识

                  数据驱动

                  数据响应式——Vue 最标志性的功能就是其低侵入性的响应式系统。组件状态都是由响应式的 JavaScript 对象组成的。当更改它们时,视图会随即自动更新。

                  双向绑定——数据改变,视图改变;视图改变,数据也随之改变

                  数据驱动是Vue最独特的特性之一 —— 开发者只需关注数据本身,而无需关心数据如何渲染到视图

                  数据响应式的核心原理

                  Vue 2.x

                  <!DOCTYPE html>
                  <html lang="en">
                  <head>
                    <meta charset="UTF-8">
                    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
                    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
                    <title>Document</title>
                  </head>
                  <body>
                    <div id="app">
                      hello
                    </div>
                    <script>
                      // 模拟Vue中的data选项
                      let data = {
                        msg: 'hello'
                      }
                      // 模拟Vue的实例
                      let vm = {}
                      // 数据劫持,当访问或设置vm中的成员的时候,做一些操作
                      Object.defineProperty(vm, 'msg', {
                        // 是否可以枚举
                        enumerable: true,
                        // 是否可配置,即delete删除
                        configurable: true,
                        get() {
                          console.log('get: ', data.msg);
                          return data.msg
                        },
                        set(newValue) {
                          console.log('set: ', newValue)
                          if (newValue === data.msg) return
                          data.msg = newValue
                          // 更新DOM
                          document.getElementById('app').textContent = data.msg
                        }
                      })
                      // 测试
                      vm.msg = 'Hello World'
                      console.log(vm.msg)
                    </script>
                  </body>
                  </html>

                  当data中有多个对象时,需要对其进行遍历,此时需要对上述代码进行一些改造。

                  let data = {
                    msg: 'hello',
                    count: 10
                  }
                  let vm = {}
                  proxyData(data)
                  function proxyData(data) {
                    Object.keys(data).forEach(key => {
                      Object.defineProperty(vm, key, {
                        enumerable: true,
                        configurable: true,
                        get() {
                          return data[key]
                        },
                        set(newValue) {
                          if (newValue === data[key]) return
                          data[key] = newValue
                          document.querySelector('#app').textContent = data[key]
                        }
                      })
                    })
                  }

                  Vue 3.x

                  步入Vue3,尤小右使用Proxy对其进行了改造,不仅抛弃了如 $delete 之类的鸡肋API(因为Proxy可以监听删除属性),还提升了性能。

                  <!DOCTYPE html>
                  <html lang="en">
                  <head>
                    <meta charset="UTF-8">
                    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
                    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
                    <title>Document</title>
                  </head>
                  <body>
                    <div id="app">hello</div>
                    <script>
                      let data = {
                        msg: 'hello',
                        count: 0
                      }
                      let vm = new Proxy(data, {
                        get(target, key) {
                          return target[key]
                        },
                        set(target, key, newValue) {
                          if (target[key] === newValue) return
                          target[key] = newValue
                          document.querySelector('#app').textContent = target[key]
                        }
                      })
                    </script>
                  </body>
                  </html>

                  发布订阅和观察者模式

                  发布/订阅模式

                  注:为简便起见,代码实现并未加入对传参的考虑。

                  <!DOCTYPE html>
                  <html lang="en">
                  <head>
                    <meta charset="UTF-8">
                    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
                    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
                    <title>Document</title>
                  </head>
                  <body>
                    <script>
                      class EventEmitter {
                        constructor() {
                          this.subs = Object.create(null)
                        }
                        // 注册事件
                        $on(eventType, handler) {
                          this.subs[eventType] = this.subs[eventType]  || []
                          this.subs[eventType].push(handler)
                        }
                        $emit(eventType) {
                          if (this.subs[eventType]) {
                            this.subs[eventType].forEach(handler => {
                              handler()
                            })
                          }
                        }
                      }
                      // 测试
                      let em = new EventEmitter()
                      em.$on('click', () => {
                        console.log('click1');
                      })
                      em.$on('click', () => {
                        console.log('click2');
                      })
                      em.$emit('click')
                    </script>
                  </body>
                  </html>

                  观察者模式

                  注:为简便起见,代码实现并未加入对传参的考虑。

                  <!DOCTYPE html>
                  <html lang="en">
                  <head>
                    <meta charset="UTF-8">
                    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
                    <title>观察者模式</title>
                  </head>
                  <body>
                    <script>
                      // 发布者-目标
                      class Dep {
                        constructor() {
                          this.subs = []
                        }
                        addSub(sub) {
                          if (sub && sub.update) {
                            this.subs.push(sub)
                          }
                        }
                        notify() {
                          this.subs.forEach(sub => {
                            sub.update()
                          })
                        }
                      }
                      class Watcher {
                        update() {
                          console.log('update')
                        }
                      }
                      // 测试
                      let dep = new Dep()
                      let watcher = new Watcher()
                      dep.addSub(watcher)
                      dep.notify()
                    </script>
                  </body>
                  </html>

                  Vue响应式原理模拟实现

                  Vue

                  功能

                  • 接收初始化参数
                  • 将data中的数据注入实例并转换成getter/setter
                  • 调用observer监听data中属性的变化
                  • 调用compiler解析指令/插值表达式
                  class Vue {
                    constructor(options) {
                      // 1. 通过属性保存选项的数据
                      this.$options = options || {}
                      this.$data = options.data || {}
                      this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
                      // 2. 把data中的数据转换为getter和setter,并注入到Vue实例中
                      this._proxyData(this.$data)
                      // 3. 调用observer对象,监听数据的变化
                      new Observer(this.$data)
                      // 4. 调用compiler对象,解析指令和插值表达式
                      new Compiler(this)
                    }
                    _proxyData(data) {
                      Object.keys(data).forEach(key => {
                        Object.defineProperty(this, key, {
                          enumerable: true,
                          configurable: true,
                          get() {
                            return data[key]
                          },
                          set(newValue) {
                            if (newValue === data[key]) return
                            data[key] = newValue
                          }
                        })
                      })
                    }
                  }

                  Observer对data中的属性进行监听

                  class Observer {
                    constructor(data) {
                      this.walk(data)
                    }
                    walk(data) {
                      // 1.判断data是否是对象
                      if (!data || typeof data !== 'object') {
                        return
                      }
                      // 2.遍历data对象的所有属性
                      Object.keys(data).forEach(key => {
                        this.defineReactive(data, key, data[key])
                      })
                    }
                    defineReactive(obj, key, val) {
                      let that = this
                      // 负责收集依赖
                      let dep = new Dep()
                      // 如果val是对象,会将其内部的对象也变成响应式数据
                      this.walk(val)
                      Object.defineProperty(obj, key, {
                        enumerable: true,
                        configurable: true,
                        get() {
                          // 收集依赖
                          Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
                          return val
                        },
                        set(newValue) {
                          if (newValue === val) {
                            return
                          }
                          val = newValue
                          that.walk(newValue)
                          // 发送通知
                          dep.notify()
                        }
                      })
                    }
                  }

                  Compiler

                  class Compiler {
                    constructor(vm) {
                      this.el = vm.$el
                      this.vm = vm
                      this.compile(this.el)
                    }
                    // 编译模板,处理文本节点和元素节点
                    compile(el) {
                      let childNodes = el.childNodes
                      Array.from(childNodes).forEach(node => {
                        // 处理文本节点
                        if (this.isTextNode(node)) {
                          this.compileText(node)
                        } else if (this.isElementNode(node)) {
                          // 处理元素节点
                          this.comipleElement(node)
                        }
                        // 判断node节点是否有子节点
                        if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                          this.compile(node)
                        }
                      })
                    }
                    // 编译元素节点,处理指令
                    comipleElement(node) {
                      Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
                        let attrName = attr.name
                        if (this.isDirective(attrName)) {
                          // v-text => text
                          attrName = attrName.substr(2)
                          let key = attr.value
                          this.update(node, key, attrName)
                        }
                      })
                    }
                    update(node, key, attrName) {
                      let updateFn = this[attrName + 'Updater']
                      updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
                    }
                    // 处理 v-text 指令
                    textUpdater(node, value, key) {
                      node.textContent = value
                      new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
                        node.textContent = newValue
                      })
                    }
                    // v-model
                    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
                      })
                    }
                    // 编译文本节点,处理插值表达式
                    compileText(node) {
                      // console.dir(node);
                      let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
                      let value = node.textContent
                      if (reg.test(value)) {
                        let key = RegExp.$1.trim()
                        node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])
                        // 创建watcher对象,当数据改变更新视图
                        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
                    }
                  }

                  Watcher

                  class Watcher {
                    constructor(vm, key, cb) {
                      this.vm = vm
                      // data中的属性名称
                      this.key = key
                      // 回调函数负责更新视图
                      this.cb = cb
                      // 把watcher对象记录到Dep类的静态属性target
                      Dep.target = this
                      // 触发get方法,在get方法中会调用addSub
                      this.oldValue = vm[key]
                      Dep.target = null
                    }
                    // 当数据发生变化的时候更新视图
                    update() {
                      let newValue = this.vm[this.key]
                      if (this.oldValue === newValue) {
                        return
                      }
                      this.cb(newValue)
                    }
                  }

                  Dep

                  class Dep {
                    constructor() {
                      this.subs = []
                    }
                    // 添加观察者
                    addSub(sub) {
                      if (sub && sub.update) {
                        this.subs.push(sub)
                      }
                    }
                    // 发送通知
                    notify() {
                      this.subs.forEach(sub => {
                        sub.update()
                      })
                    }
                  }

                  测试代码

                  <!DOCTYPE html>
                  <html lang="cn">
                  <head>
                    <meta charset="UTF-8">
                    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
                    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
                    <title>Mini Vue</title>
                  </head>
                  <body>
                    <div id="app">
                      <h1>差值表达式</h1>
                      <h3>{{ msg }}</h3>
                      <h3>{{ count }}</h3>
                      <h1>v-text</h1>
                      <div v-text="msg"></div>
                      <h1>v-model</h1>
                      <input type="text" v-model="msg">
                      <input type="text" v-model="count">
                    </div>
                    <script src="./js/dep.js"></script>
                    <script src="./js/watcher.js"></script>
                    <script src="./js/compiler.js"></script>
                    <script src="./js/observer.js"></script>
                    <script src="./js/vue.js"></script>
                    <script>
                      let vm = new Vue({
                        el: '#app',
                        data: {
                          msg: 'Hello Vue',
                          count: 100
                        }
                      })
                      vm.test = 'abc'
                    </script>
                  </body>
                  </html>

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