图解Vue 响应式流程及原理

<div id="app">{{ message }}</div>

render (h) {
  return h('div', {
     attrs: {
        id: 'app'
      },
  }, this.message)
}

// mian.js
import Vue from 'vue'
import App from './App.vue'
new Vue({
  render: h => h(App),
}).$mount('#app')

// App.vue
<template>
    <div id="app">
      <p>{{ msg }}</p>
    </div>
</template>
<script>
    export default {
        name: 'App',
        data () {
            return {
                msg: 'hello world'
            }
        }
    }
</script>

{
    tag: 'vue-component-1-App',
    componentInstance: {组件实例},
    componentOptions: {Ctor, ..., }
}

{
    tag: 'div',
    {
        "attrs": {
            "id": "app"
        }
    },
    // 对应占位符vnode: $vnode
    parent: {
        tag: 'vue-component-1-App',
        componentInstance: {组件实例},
        componentOptions: {Ctor, ..., }
    },
    children: [
        // 对应p标签
        { 
            tag: 'p',
            // 对应p标签内的文本节点{{ msg }}
            children: [{ text: 'hello world' }]
        }, {
          // 如果还有组件VNode其实也是一样的
          tag: 'vue-component-2-xxx'
        }              
    ]
}

// 案例
export default {
    name: 'App',
    data () {
        return {
            msg: 'hello world',
            arr = [1, 2, 3]
        }
    }
}

// 以下是initData调用的方法讲解，排列遵循调用顺序
function observe (value, asRootData) {
  if (!isObject(value)) return // 非对象则不处理
  // 实例化Observer对象
  var ob;
  ob = new Observer(value);
  return ob
}
function Observer (value) {
  this.value = value; // 保存当前的data
  this.dep = new Dep(); // 实例化dep，数组进行依赖收集的dep（对应案例中的arr）
  def(value, '__ob__', this);    
  if (Array.isArray(value)) {
    if (hasProto) {
      // 这里会改写数组原型。__proto__指向重写数组方法的对象
      protoAugment(value, arrayMethods); 
    } else {
      copyAugment(value, arrayMethods, arrayKeys);
    }
    this.observeArray(value);
  } else {
    this.walk(value); 
  }
}
// 遍历数组元素，执行对每一项调用observe，也就是说数组中有对象会转成响应式对象
Observer.prototype.observeArray = function observeArray (items) {
  for (var i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
    observe(items[i]);
  }
}
// 遍历对象的全部属性，调用defineReactive
Observer.prototype.walk = function walk (obj) {
  var keys = Object.keys(obj);
  // 如案例代码，这里的 keys = ['msg', 'arr']
  for (var i = 0; i < keys.length; i++) {        
    defineReactive(obj, keys[i]);
  }
}

function defineReactive (obj, key, val) {
  // 产生一个闭包dep
  var dep = new Dep();
  // 如果val是object类型，递归调用observe，案例代码中的arr会走这个逻辑
  var childOb = !shallow && observe(val);
  Object.defineProperty(obj, key, {    
    get: function reactiveGetter () { 
      // 求value的值
      var value = getter ? getter.call(obj) : val;
      if (Dep.target) { // Dep.target就是当前的Watcher
        // 这里是闭包dep
        dep.depend();
        if (childOb) {
          // 案例代码中arr会走到这个逻辑
          childOb.dep.depend(); // 这里是Observer里的dep，数组arr在此依赖收集
          if (Array.isArray(value)) {
            dependArray(value);
          }
        }
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      // 下文派发更新里进行讲解
    }
  });
}

// new Wathcer核心
function Watcher (vm, expOrFn, cb, options, isRenderWatcher) {
  if (typeof expOrFn === 'function') {
  // 渲染watcher中，这里传入的expOrFn是updateComponent = vm.update(vm.render())
  // this.getter等价于vm.update(vm.render())
    this.getter = expOrFn; 
  } else {
    ...
  }
  // 这里进行判断，lazy为true时(计算属性)则什么都不执行，否则执行get
  this.value = this.lazy
    ? undefined
    : this.get(); // 本次为渲染Watcher，执行get，继续往下看～
}
// Watcher的get方法
Watcher.prototype.get = function get () {
  // 这里很关键，pushTarget就是把当前的Wather赋值给“Dep.target”
  pushTarget(this);
  var value;
  var vm = this.vm;
  try {
    // 1. 这里调用getter，也就是执行vm.update(vm.render())
    // 2. 执行vm.render函数就会访问到响应式数据，触发get进行依赖收集
    // 3. 此时的Dep.target为当前的渲染Watcher，数据就可以理所应当的把Watcher加入自己的subs中
    // 4. 所以此时，Watcher就能监测到数据变化，实现响应式
    value = this.getter.call(vm, vm);
  } catch (e) {
    ...
  } finally {
    popTarget();
    /*
    * cleanupDeps是个优化操作，会移除Watcher对本次render没被使用的数据的观测
    * 效果：处于v-if为false中的响应式数据改变不会触发Watcher的update
    * 感兴趣的可以自己去debugger调试，这里就不展开了
    */
    this.cleanupDeps(); 
  }
  return value
}

...
Object.defineProperty (obj, key, {
    get () {...},
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      var value = getter ? getter.call(obj) : val;
      // 判断新值相比旧值是否已经改变
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
        return
      }
      // 如果新值是引用类型，则将其转化为响应式
      childOb = !shallow && observe(newVal);
      // 这里通知dep的所有watcher进行更新
      dep.notify();
    }
}        
...

// 数组方法改写是在 Observer 方法中
function Observer () {
    if (hasProto) { 
        // 用案例讲解，也就是this.arr.__proto__ = arrayMethods
        protoAugment(value, arrayMethods); 
    }
}   
// 以下是数组方法重写的实现
var arrayProto = Array.prototype; // 保存真实数组的原型
var arrayMethods = Object.create(arrayProto); // 以真数组为原型创建对象
// 可以看成：arrayMethods.__proto__ = Array.prototype
var methodsToPatch = [
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
];
// 一个装饰器模型，重写7个数组方法
methodsToPatch.forEach(function (method) {
  // 保存原生的数组方法
  var original = arrayProto[method];
  // 劫持arrayMethods对象中的数组方法
  def(arrayMethods, method, function mutator () {
    var args = [], len = arguments.length;
    while ( len-- ) args[ len ] = arguments[ len ];
    var result = original.apply(this, args);
    var ob = this.__ob__; // 当我门调用this.arr.push()，这里就能到数组对象的ob实例
    var inserted;
    switch (method) {
      case 'push':
      case 'unshift':
        inserted = args;
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2);
        break
    }
    if (inserted) { ob.observeArray(inserted); }
    // 由于数组对象在new Observer中实例化了一个dep，并通过childOb逻辑收集了依赖，这里就能在ob实例中拿到dep属性
    ob.dep.notify();
    return result
  });
})

<template>
    <div id="app">
        {{ name }}
    </div>
</template>
<script>
export default {
    name: 'App',
    computed: {
      name () {
        return this.firstName + this.secondName
      }
    },
    data () {
        return {
            firstName: 'jing',
            secondName: 'boran'
        }
    }
}
</script>

// 访问computed时触发get的核心代码 
function createComputedGetter (key) {
  return function computedGetter () {
    var watcher = this._computedWatchers && this._computedWatchers[key];
    if (watcher) {
      if (watcher.dirty) { // dirty第一次为true
        watcher.evaluate(); // 这里是对computed进行求值，对computed watcher执行依赖收集
      }
      if (Dep.target) {
        watcher.depend(); // 这里是对渲染Watcher进行依赖收集
      }
      return watcher.value
    }
  }
}

Watcher.prototype.depend = function depend () {
  var i = this.deps.length;
  while (i--) {
    // 也就是调用Dep.depend => Watcher.addDep => dep.addSub
    this.deps[i].depend(); 
  }
}

// this.firstName和this.secondName的dep.subs
dep.subs: [name的computed watcher, App组件的渲染Watcher]

// 此时flag为true，也就是说msg2没有渲染在页面中
<div v-if="flag">{{ msg1 }}</div>
<div v-else>{{ msg2 }}</div>
<button @click=() => { this.msg2 = 'change' }>changeMsg2</button>

function cleanupDeps () {
  var i = this.deps.length;
  while (i--) {
    // 这里对watcher所观测的响应式数据的dep进行遍历
    // 对的，这样一来，是不是watcher中的deps就发挥作用了呢？
    var dep = this.deps[i];
    if (!this.newDepIds.has(dep.id)) {
      // 这里对当前渲染中没有访问到的响应式数据进行依赖移除
      dep.removeSub(this); 
    }
  }
  ...
}

Watcher.prototype.update = function update () {      
  if (this.lazy) {
    this.dirty = true; // computed会走到这里，然后就结束了
  } else if (this.sync) {
    this.run();
  } else {
    queueWatcher(this); // 渲染watcher会走到这里
  }
}

// 没错，又是这段熟悉的代码
this.value = this.lazy
  ? undefined
  : this.get(); // user Watcher和渲染 Watcher都在new Watcher阶段执行get()

Vue.prototype.$watch = function (expOrFn, cb, options) {
  ...
  var watcher = new Watcher(vm, expOrFn, cb, options);
  if (options.immediate) {
    // immediate则会执行我们传入的callback
    try {
      cb.call(vm, watcher.value);
    } catch (error) {
    }
  }
  return function unwatchFn () {
    watcher.teardown();
  }
};

Watcher.prototype.update = function update () {
  if (this.lazy) {
    this.dirty = true; // 计算属性
  } else if (this.sync) {
    this.run(); // 同步的user Wathcer
  } else {
    queueWatcher(this); // 普通user Watcher和渲染Watcher
  }
}