Vue2響應式原理

2023-03-24 15:00:26

Vue.js 基本上遵循 MVVM(Model–View–ViewModel)架構模式,資料模型僅僅是普通的 JavaScript 物件。而當你修改它們時,檢視會進行更新。 本文講解一下 Vue 響應式系統的底層細節。

檢測變化注意事項

Vue 2.0中,是基於 Object.defineProperty 實現的響應式系統 (這個方法是 ES5 中一個無法 shim 的特性,這也就是 Vue 不支援 IE8 以及更低版本瀏覽器的原因)
vue3 中,是基於 Proxy/Reflect 來實現的

  1. 由於 JavaScript 的限制,這個 Object.defineProperty() api 沒辦法監聽陣列長度的變化,也不能檢測陣列和物件的新增變化。
  2. Vue 無法檢測通過陣列索引直接改變陣列項的操作,這不是 Object.defineProperty() api 的原因,而是尤大認為效能消耗與帶來的使用者體驗不成正比。對陣列進行響應式檢測會帶來很大的效能消耗,因為陣列項可能會大,比如1000條、10000條。

響應式原理

響應式基本原理就是,在 Vue 的建構函式中,對 options 的 data 進行處理。即在初始化vue範例的時候,對data、props等物件的每一個屬性都通過 Object.defineProperty 定義一次,在資料被set的時候,做一些操作,改變相應的檢視。

資料觀測

讓我們基於 Object.defineProperty 來實現一下對陣列和物件的劫持。

import { newArrayProto } from './array'

class Observer {
  constructor(data){
    if (Array.isArray(data)) {
      // 這裡我們可以重寫可以修改陣列本身的方法 7個方法,切片程式設計:需要保留陣列原有的特性,並且可以重寫部分方法
      data.__proto__ = newArrayProto
      this.observeArray(data) // 如果陣列中放的是物件 可以監控到物件的變化
    } else {
      this.walk(data)
    }
  }
  // 迴圈物件"重新定義屬性",對屬性依次劫持,效能差
  walk(data) {
    Object.keys(data).forEach(key => defineReactive(data, key, data[key]))
  }
  // 觀測陣列
  observeArray(data) {
    data.forEach(item => observe(item))
  }
}

function defineReactive(data,key,value){
  observe(value)  // 深度屬性劫持,對所有的物件都進行屬性劫持

  Object.defineProperty(data,key,{
    get(){
      return value
    },
    set(newValue){
      if(newValue == value) return
      observe(newValue) // 修改屬性之後重新觀測,目的:新值為物件或陣列的話,可以劫持其資料
      value = newValue
    }
  })
}

export function observe(data) {
  // 只對物件進行劫持
  if(typeof data !== 'object' || data == null){
    return
  }
  return new Observer(data)
}

重寫陣列7個變異方法

7個方法是指:push、pop、shift、unshift、sort、reverse、splice。(這七個都是會改變原陣列的)

實現思路:面向切片程式設計!!!

不是直接粗暴重寫 Array.prototype 上的方法,而是通過原型鏈繼承與函數劫持進行的移花接木。

利用 Object.create(Array.prototype) 生成一個新的物件 newArrayProto,該物件的 __proto__指向 Array.prototype,然後將我們陣列的 __proto__指向擁有重寫方法的新物件 newArrayProto,這樣就保證了 newArrayProto 和 Array.prototype 都在陣列的原型鏈上。

arr.__proto__ === newArrayProto;newArrayProto.__proto__ === Array.prototype

然後在重寫方法的內部使用 Array.prototype.push.call 呼叫原來的方法,並對新增資料進行劫持觀測。

let oldArrayProto = Array.prototype // 獲取陣列的原型

export let newArrayProto = Object.create(oldArrayProto)

// 找到所有的變異方法
let methods = ['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'reverse', 'sort', 'splice']

methods.forEach(method => {
  // 這裡重寫了陣列的方法
  newArrayProto[method] = function (...args) {
    // args reset引數收集,args為真正陣列,arguments為偽陣列
    const result = oldArrayProto[method].call(this, ...args) // 內部呼叫原來的方法,函數的劫持,切片程式設計

    // 我們需要對新增的資料再次進行劫持
    let inserted
    let ob = this.__ob__

    switch (method) {
      case 'push':
      case 'unshift': // arr.unshift(1,2,3)
        inserted = args
        break
      case 'splice': // arr.splice(0,1,{a:1},{a:1})
        inserted = args.slice(2)
      default:
        break
    }

    if (inserted) {
      // 對新增的內容再次進行觀測
      ob.observeArray(inserted)
    }
    return result
  }
})

增加__ob__屬性

這是一個噁心又巧妙的屬性,我們在 Observer 類內部,把 this 範例新增到了響應式資料上。相當於給所有響應式資料增加了一個標識,並且可以在響應式資料上獲取 Observer 範例上的方法

class Observer {
  constructor(data) {
    // data.__ob__ = this // 給資料加了一個標識 如果資料上有__ob__ 則說明這個屬性被觀測過了
    Object.defineProperty(data, '__ob__', {
      value: this,
      enumerable: false, // 將__ob__ 變成不可列舉 (迴圈的時候無法獲取到,防止棧溢位)
    })

    if (Array.isArray(data)) {
      // 這裡我們可以重寫可以修改陣列本身的方法 7個方法,切片程式設計:需要保留陣列原有的特性,並且可以重寫部分方法
      data.__proto__ = newArrayProto
      this.observeArray(data) // 如果陣列中放的是物件 可以監控到物件的變化
    } else {
      this.walk(data)
    }
  }

}

__ob__有兩大用處:

  1. 如果一個物件被劫持過了,那就不需要再被劫持了,要判斷一個物件是否被劫持過,可以通過__ob__來判斷
// 資料觀測
export function observe(data) {
  // 只對物件進行劫持
  if (typeof data !== 'object' || data == null) {
    return
  }

  // 如果一個物件被劫持過了,那就不需要再被劫持了 (要判斷一個物件是否被劫持過,可以在物件上增添一個範例,用範例的原型鏈來判斷是否被劫持過)
  if (data.__ob__ instanceof Observer) {
    return data.__ob__
  }

  return new Observer(data)
}
  1. 我們重寫了陣列的7個變異方法,其中 push、unshift、splice 這三個方法會給陣列新增成員。此時需要對新增的成員再次進行觀測,可以通過__ob__呼叫 Observer 範例上的 observeArray 方法