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【vue】用图告诉你响应式原理

前言

如果自己去实现数据驱动的模式,如何解决一下几个问题:

  • 通过什么手段去知道我的数据变了?
  • 通过什么东西去同步更新视图?

数据劫持——obvserver

我们需要知道数据的获取和改变,数据劫持是最基础的手段。在Obeserver中,我们可以看到代码如下:

Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter () {
      // ...
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      // ...
    }
  })
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通过Object.defineProperty这个方法,我们可以在数据发生改变或者获取的时候,插入一些自定义操作。同理,vue也是在这个方法中做依赖收集和派发更新的。

绑定和更新视图——watcher

从初始化开始,我们渲染视图的时候,便会生成一个watcher,他是监视视图中参数变化以及更新视图的。代码如下:

// 在mount的生命钩子中
new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
    before () {
      if (vm._isMounted && !vm._isDestroyed) {
        callHook(vm, 'beforeUpdate')
      }
    }
}, true /* isRenderWatcher */)
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当然,我们可以保留疑问:

  • watcher是怎么去更新视图的
  • 数据又是怎么和watcher联动起来的

具体的绑定和更新的流程,我们到后续的依赖收集中讲解。

我们先来讲讲响应式系统中涉及到的设计模式。

发布订阅模式

在发布订阅模式中,发布者和订阅者之间多了一个发布通道;一方面从发布者接收事件,另一方面向订阅者发布事件;订阅者需要从事件通道订阅事件

以此避免发布者和订阅者之间产生依赖关系

vue的响应式流程

vue的响应式系统借鉴了数据劫持和发布订阅模式。

Vue用Dep作为一个中间者,解藕了Observer和Watcher之间的关系,使得两者的职能更加明确。

那具体是如何来完成依赖收集和订阅更新的呢?

依赖收集过程

  • 依赖收集的流程

举个例子

<div id="app">
    {{ message }}
    {{ message1 }}
    <input type="text" v-model="message">
    <div @click="changeMessage">改变message</div>        
</div>
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var app = new Vue({
    el: '#app',
    data: {
        message: '1',
        message1: '2',
    },
    methods: {
        changeMessage() {
            this.message = '2'
        }
    },
    watch: {
        message: function(val) {
            this.message1 = val
        }
    }
})
复制代码

依赖收集流程图:

如何看懂这个依赖收集流程?关键在watcher代码中:

get () {
    pushTarget(this)
    let value
    const vm = this.vm
    try {
      value = this.getter.call(vm, vm)
    } catch (e) {
      // 省略
    } finally {
      if (this.deep) {
        traverse(value)
      }
      popTarget()
      this.cleanupDeps()
    }
    return value
  }
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调用的这个this.getter有两种,一种是key值的getter方法,还有一种是expOrFn,比如mounted中传入的updateComponent。

  • 如何防止重复收集

我们不妨想想什么才算是重复收集了?

笔者想到一种情况:就是dep数组中,出现了多个一样的watcher。

比如renderWatch就容易被重复收集,因为我们在html模版中,会重复使用data中的某个变量。那他是如何去重的呢?

1、只有watch在执行get时,触发的取数操作,才会被收集

 Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter () {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {
        dep.depend()
        // ...
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      // ...
      dep.notify()
    }
  })
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当只有Dep.target这个存在的时候才进行依赖收集。Dep.target这个值只有在watcher执行get方法的时候才会存在。

2、在dep.depend的时候会判断watch的id

depend () {
    if (Dep.target) {
      Dep.target.addDep(this)
    }
}
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addDep (dep: Dep) {
    const id = dep.id
    if (!this.newDepIds.has(id)) {
      this.newDepIds.add(id)
      this.newDeps.push(dep)
      if (!this.depIds.has(id)) {
        dep.addSub(this)
      }
    }
 }
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我们会发现,在depend过程中,会有一个newDepIds去记录已经存入的dep的id,当一个watcher已经被该dep存过时,便不再会进行依赖收集操作。

派发更新过程

收集流程讲完了,不妨在听听更新流程。

  • 订阅更新的流程 老例子
<div id="app">
    {{ message }}
    {{ message1 }}
    <input type="text" v-model="message">
    <div @click="changeMessage">改变message</div>        
</div>
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var app = new Vue({
    el: '#app',
    data: {
        message: '1',
        message1: '2',
    },
    methods: {
        changeMessage() {
            this.message = '3'
        }
    },
    watch: {
        message: function(val) {
            this.message1 = val
        }
    }
})
复制代码

依赖收集的最终结果:

当触发click事件的时候,便会触发订阅更新流程。

订阅更新流程图:

当renderWatch执行更新的时候,回去调用beforeUpdate生命钩子,然后执行patch方法,进行视图的变更。

  • 如何防止重复更新

如何去防止重复更新呢?renderWatch会被很多dep进行收集,如果视图多次渲染,会造成性能问题。

其实问题的关在在于——queueWatcher

在queueWatcher中有两个操作:去重和异步更新。

function queueWatcher (watcher) {
  const id = watcher.id
  if (has[id] == null) {
    has[id] = true
    queue.push(watcher)
    // ...
    if (!waiting) {
      waiting = true
      // ...
      nextTick(flushSchedulerQueue)
    }
  }
}
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其实queueWatcher很简单,将所有watch收集到一个数组当中,然后去重。

这样至少可以避免renderWatch频繁更新。

比如上述例子中的,message和message1都有一个renderWatch,但是只会执行一次。

异步更新也可以保证当一个事件结束之后,才会触发视图层的更新,也能防止renderWatch重复更新

结尾

文章讲述了响应式流程的原因,代码细节并未深入,如果喜欢了解源码的,可以翻看笔者其他的文章:

Observer源码解析

Watcher源码解析(未完成)

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