js相关:这应该是最详细的响应式系统讲解了

发布于 2020-11-18|标签javascript
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摘记: 前言 本文从一个简单的双向绑定开始,逐步升级到由defineProperty和Proxy分别实现的响应式系统,注重入手思路,抓住关键细节,希望能对你有所帮助。 ..
前言本文从一个简单的双向绑定开始,逐步升级到由defineProperty和Proxy分别实现的响应式系统,注重入手思路,抓住关键细节,希望能对你有所帮助。一、极简双向绑定 首先从最简单的双向绑定入手: ```xhtml // html ``` ```javascript // js let input = document.getElementById('input') let span = document.getElementById('span') input.addEventListener('keyup', function(e) { span.innerHTML = e.target.value }) ``` 以上似乎运行起来也没毛病,但我们要的是数据驱动,而不是直接操作dom: ```javascript // 操作obj数据来驱动更新 let obj = {} let input = document.getElementById('input') let span = document.getElementById('span') Object.defineProperty(obj, 'text', { configurable: true, enumerable: true, get() { console.log('获取数据了') return obj.text }, set(newVal) { console.log('数据更新了') input.value = newVal span.innerHTML = newVal } }) input.addEventListener('keyup', function(e) { obj.text = e.target.value }) ``` 以上就是一个简单的双向数据绑定,但显然是不足的,下面继续升级。二、以defineProperty实现响应系统 在Vue3版本来临前以defineProperty实现的数据响应,基于发布订阅模式,其主要包含三部分:Observer、Dep、Watcher。1. 一个思路例子 ```javascript // 需要劫持的数据 let data = { a: 1, b: { c: 3 } } // 劫持数据data observer(data) // 监听订阅数据data的属性 new Watch('a', () => { alert(1) }) new Watch('a', () => { alert(2) }) new Watch('b.c', () => { alert(3) }) ``` 以上就是一个简单的劫持和监听流程,那对应的observer和Watch该如何实现?2. Observer observer的作用就是劫持数据,将数据属性转换为访问器属性,理一下实现思路:①Observer需要将数据转化为响应式的,那它就应该是一个函数(类),能接收参数。 ②为了将数据变成响应式,那需要使用Object.defineProperty。 ③数据不止一种类型,这就需要递归遍历来判断。 ```javascript // 定义一个类供传入监听数据 class Observer { constructor(data) { let keys = Object.keys(data) for (let i = 0; i 3. Watcher 根据new Watch('a', () => {alert(1)})我们猜测Watch应该是这样的: ```javascript class Watch { // 第一个参数为表达式,第二个参数为回调函数 constructor (exp, cb) { this.exp = exp this.cb = cb } } ``` 那Watch和observer该如何关联?想想它们之间有没有关联的点?似乎可以从exp下手,这是它们共有的点: ```javascript class Watch { // 第一个参数为表达式,第二个参数为回调函数 constructor (exp, cb) { this.exp = exp this.cb = cb data[exp] // 想想多了这句有什么作用 } } ``` data[exp]这句话是不是表示在取某个值,如果exp为a的话,那就表示data.a,在这之前data下的属性已经被我们劫持为访问器属性了,那这就表明我们能触发对应属性的get函数,那这就与observer产生了关联,那既然如此,那在触发get函数的时候能不能把触发者Watch给收集起来呢?此时就得需要一个桥梁Dep来协助了。4. Dep 思路应该是data下的每一个属性都有一个唯一的Dep对象,在get中收集仅针对该属性的依赖,然后在set方法中触发所有收集的依赖,这样就搞定了,看如下代码: ```javascript class Dep { constructor () { // 定义一个收集对应属性依赖的容器 this.subs = [] } // 收集依赖的方法 addSub () { // Dep.target是个全局变量,用于存储当前的一个watcher this.subs.push(Dep.target) } // set方法被触发时会通知依赖 notify () { for (let i = 1; i 此时对应的defineReactive我们也要增加一些代码: ```javascript function defineReactive (data, key, val) { observer() let dep = new Dep() // 新增:这样每个属性就能对应一个Dep实例了 Object.defineProperty(data, key, { configurable: true, enumerable: true, get () { dep.addSub() // 新增:get触发时会触发addSub来收集当前的Dep.target,即watcher return val }, set (newVal) { if (newVal === val) { return } else { data[key] = newVal observer(newVal) dep.notify() // 新增:通知对应的依赖 } } }) } ``` 至此observer、Dep、Watch三者就形成了一个整体,分工明确。但还有一些地方需要处理,比如我们直接对被劫持过的对象添加新的属性是监测不到的,修改数组的元素值也是如此。这里就顺便提一下Vue源码中是如何解决这个问题的:对于对象:Vue中提供了Vue.set和vm.$set这两个方法供我们添加新的属性,其原理就是先判断该属性是否为响应式的,如果不是,则通过defineReactive方法将其转为响应式。对于数组:直接使用下标修改值还是无效的,Vue只hack了数组中的七个方法:pop','push','shift','unshift','splice','sort','reverse',使得我们用起来依旧是响应式的。其原理是:在我们调用数组的这七个方法时,Vue会改造这些方法,它内部同样也会执行这些方法原有的逻辑,只是增加了一些逻辑:取到所增加的值,然后将其变成响应式,然后再手动出发dep.notify()三、以Proxy实现响应系统 Proxy是在目标前架设一层"拦截",外界对该对象的访问,都必须先通过这层拦截,因此提供了一种机制,可以对外界的访问进行过滤和改写,我们可以这样认为,Proxy是Object.defineProperty的全方位加强版。依旧是三大件:Observer、Dep、Watch,我们在之前的基础再完善这三大件。1. Dep ```javascript let uid = 0 // 新增:定义一个id class Dep { constructor () { this.id = uid++ // 新增:给dep添加id,避免Watch重复订阅 this.subs = [] } depend() { // 新增:源码中在触发get时是先触发depend方法再进行依赖收集的,这样能将dep传给Watch Dep.target.addDep(this); } addSub () { this.subs.push(Dep.target) } notify () { for (let i = 1; i 2. Watch ```javascript class Watch { constructor (exp, cb) { this.depIds = {} // 新增:储存订阅者的id,避免重复订阅 this.exp = exp this.cb = cb Dep.target = this data[exp] // 新增:判断是否订阅过该dep,没有则存储该id并调用dep.addSub收集当前watcher addDep (dep) { if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) { dep.addSub(this) this.depIds[dep.id] = dep } } // 新增:将订阅者放入待更新队列等待批量更新 update () { pushQueue(this) } // 新增:触发真正的更新操作 run () { this.cb() } } } ``` 3. Observer 与Object.defineProperty监听属性不同,Proxy可以监听(实际是代理)整个对象,因此就不需要遍历对象的属性依次监听了,但是如果对象的属性依然是个对象,那么Proxy也无法监听,所以依旧使用递归套路即可。 ```javascript function Observer (data) { let dep = new Dep() return new Proxy(data, { get () { // 如果订阅者存在,进去depend方法 if (Dep.target) { dep.depend() } // Reflect.get了解一下 return Reflect.get(data, key) }, set (data, key, newVal) { // 如果值未变,则直接返回,不触发后续操作 if (Reflect.get(data, key) === newVal) { return } else { // 设置新值的同时对新值判断是否要递归监听 Reflect.set(target, key, observer(newVal)) // 当值被触发更改的时候,触发Dep的通知方法 dep.notify(key) } } }) } // 递归监听 function observer (data) { // 如果不是对象则直接返回 if (Object.prototype.toString.call(data) !== '[object, Object]') { return data } // 为对象时则递归判断属性值 Object.keys(data).forEach(key => { data[key] = observer(data[key]) }) return Observer(data) } // 监听obj Observer(data) ``` 至此就基本完成了三大件了,同时其不需要hack也能对数组进行监听。四、触发依赖收集与批量异步更新 完成了响应式系统,也顺便提一下Vue源码中是如何触发依赖收集与批量异步更新的。1. 触发依赖收集 在Vue源码中的$mount方法调用时会间接触发了一段代码: ```javascript vm._watcher = new Watcher(vm, () => { vm._update(vm._render(), hydrating) }, noop) ``` 这使得new Watcher()会先对其传入的参数进行求值,也就间接触发了vm._render(),这其实就会触发了对数据的访问,进而触发属性的get方法而达到依赖的收集。2. 批量异步更新 Vue在更新DOM时是异步执行的。只要侦听到数据变化,Vue将开启一个队列,并缓冲在同一事件循环中发生的所有数据变更。如果同一个watcher被多次触发,只会被推入到队列中一次。这种在缓冲时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。然后,在下一个的事件循环“tick”中,Vue刷新队列并执行实际 (已去重的) 工作。Vue在内部对异步队列尝试使用原生的Promise.then、MutationObserver和setImmediate,如果执行环境不支持,则会采用setTimeout(fn, 0)代替。根据以上这段官方文档,这个队列主要是异步和去重,首先我们来整理一下思路: 需要有一个队列来存储一个事件循环中的数据变更,且要对它去重。 将当前事件循环中的数据变更添加到队列。 异步的去执行这个队列中的所有数据变更。 ```javascript // 使用Set数据结构创建一个队列,这样可自动去重 let queue = new Set() // 在属性出发set方法时会触发watcher.update,继而执行以下方法 function pushQueue (watcher) { // 将数据变更添加到队列 queue.add(watcher) // 下一个tick执行该数据变更,所以nextTick接受的应该是一个能执行queue队列的函数 nextTick('一个能遍历执行queue的函数') } // 用Promise模拟nextTick function nextTick('一个能遍历执行queue的函数') { Promise.resolve().then('一个能遍历执行queue的函数') } ``` 以上已经有个大体的思路了,那接下来完成'一个能遍历执行queue的函数': ```javascript // queue是一个数组,所以直接遍历执行即可 function flushQueue () { queue.forEach(watcher => { // 触发watcher中的run方法进行真正的更新操作 watcher.run() }) // 执行后清空队列 queue = new Set() } ``` 还有一个问题,那就是同一个事件循环中应该只要触发一次nextTick即可,而不是每次添加队列时都触发: ```javascript // 设置一个是否触发了nextTick的标识 let waiting = false function pushQueue (watcher) { queue.add(watcher) if (!waiting) { // 保证nextTick只触发一次 waiting = true nextTick('一个能遍历执行queue的函数') } } ``` 完整代码如下: ```javascript // 定义队列 let queue = new Set() // 供传入nextTick中的执行队列的函数 function flushQueue () { queue.forEach(watcher => { watcher.run() }) queue = new Set() } // nextTick function nextTick(flushQueue) { Promise.resolve().then(flushQueue) } // 添加到队列并调用nextTick let waiting = false function pushQueue (watcher) { queue.add(watcher) if (!waiting) { waiting = true nextTick(flushQueue) } } ``` 最后 以上就是响应式的一个大概原理,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。相关参考:Vue源码学习 实现双向绑定Proxy比defineproperty优劣如何? Vue.js源码全方位深入解析原文地址: https://juejin.im/post/5d26e368e51d4577407b1dd7
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