【Vue 响应式原理】发布订阅模式、观察者模式 |
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【Vue 响应式原理】发布订阅模式、观察者模式
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前言
笔记来源：拉勾教育 大前端高薪训练营 阅读建议：建议通过左侧导航栏进行阅读 响应式原理 课程目标模拟 Vue 响应式原理。 准备工作数据驱动 数据响应式 数据模型仅仅是普通的 JavaScript 对象，而当我们修改数据时，视图会进行更新，避免了繁琐的 DOM 操作，提高开发效率。 双向绑定 1，数据改变，视图改变；视图改变，数据也随之改变 2，我们可以使用 v-model 在表单元素上创建双向数据绑定 数据驱动（Vue 最独特的特性之一） 开发过程中仅需要关注数据本身，不需要关心数据是如何渲染到视图 响应式的核心原理 Vue 2.x – 基于 Object.defineProperty 实现 1，[Vue 2.x 深入响应式原理] 2，MDN - Object.defineProperty 3，浏览器兼容 IE8 以上（不兼容 IE8） Vue 3.x – 基于 Proxy 实现 1，MDN - Proxy 2，直接监听对象，而非属性 3，ES 6中新增，IE 不支持，性能由浏览器优化 发布订阅模式和观察者模式 发布订阅模式和观察者模式，是两种设计模式，在 Vue 中有各自的应用场景，本质相同，但存在一定的区别。 1，发布/订阅模式 发布/订阅模式 1，订阅者 2，发布者 3，信号中心 我们假定，存在一个“信号中心”，某个任务执行完成，就向信号中心“发布”（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心“订阅”（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行，这就叫做**“发布/订阅模式”（publish-subscribe pattern）**`` Vue 的自定义事件 https://cn.vuejs.org/v2/guide/migration.html#dispatch-%E5%92%8C-broadcast-%E6%9B%BF%E6%8D%A2 let vm = new Vue() // $on 注册事件，同一个事件可以注册多个事件处理函数 // 第一个参数：事件名称；第二个参数：事件处理函数 vm.$on('dataChange', () => { }) vm.$on('dataChange', () => { }) vm.$emit('dataChange') // $emit 触发事件兄弟组件通信过程 eventBus.js // 事件中心 let eventHub = new Vue()ComponentA.vue // 发布者 addTodo: function () { // 发布消息（触发事件） eventHub.$emit('add-todo', { text: this.newTodoText }) this.newTodoText = '' }ComponentB.vue // 订阅者 created: function () { // 订阅消息（注册事件） eventHub.$on('add-todo', this.addTodo) }模拟 Vue 自定义事件的实现 // 事件触发器 class EventEmitter { constructor () { // 定义对象，用来存储 事件和事件处理函数 // 属性名：事件名称 // 属性值：事件处理函数 数组 // { 'click': [fn1, fn2], 'change': [fn] } this.subs = Object.create(null) // 参数，设置对象的原型 } // 注册事件 $on (eventType, handler) { this.subs[eventType] = this.subs[eventType] || [] this.subs[eventType].push(handler) } // 触发事件 $emit (eventType) { if (this.subs[eventType]) { this.subs[eventType].forEach(handler => { handler() }); } } } // 测试 let em = new EventEmitter() em.$on('click', () => { console.log('click1'); }) em.$on('click', () => { console.log('click2'); }) em.$emit('click')2，观察者模式 观察者(订阅者) – Watcher update()：当事件发生时，具体要做的事情 目标(发布者) – Dep 1，subs 数组：存储所有的观察者 2，addSub()：添加观察者 3，notify()：当事件发生，调用所有观察者的 update() 方法 没有事件发生 // 发布者 - 目标 class Dep { constructor () { // 记录所有的订阅者 this.subs = [] } // 把订阅者添加到 subs 中 addSubs (sub) { if (sub && sub.update) { this.subs.push(sub) } } // 当事件发生，通知所有的订阅者，调用所有观察者的 update() 方法 notify () { this.subs.forEach(sub => { sub.update() }) } } // 订阅者 - 观察者 class Watcher { // 当事件发生，由发布者调用所有观察者的 update() 方法 update () { // 实现更新视图等功能 console.log('update'); } } // 测试 let dep = new Dep() let watcher = new Watcher() dep.addSubs(watcher) dep.notify()总结 观察者模式是由具体目标调度，比如当事件触发，Dep 就会去调用观察者的方法，所以观察者模式的订阅者与发布者之间是存在依赖的 发布/订阅模式由统一调度中心调用，因此发布者和订阅者不需要知道对方的存在。
Vue 基本结构 打印 Vue 实现观察 整体结构
把 data 中的成员注入到 Vue 实例，并且把 data 中的成员转成 getter / setter。 功能 负责接收初始化的参数(选项)负责把 data 中的属性注入到 Vue 实例，转换成 getter / setter负责调用 observer 监听 data 中所有属性的变化负责调用 compiler 解析指令/插值表达式结构 类图 具体实现，代码如下： class Vue {
constructor (options) {
// 1. 通过属性保存选项的数据
this.$options = options || {}
this.$data = options.data || {}
this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
// 2. 把data中的成员转换成 getter 和 setter，注入到 Vue 实例中
this._proxyData(this.$data)
// 3. 调用observer对象，监听数据的变化
new Observer(this.$data)
// 4. 调用compiler对象，解析指令和差值表达式
new Compiler(this)
}
// 约定 _ 开头，为私有属性
// 代理数据，即让 Vue 代理data中的属性
_proxyData (data) {
// 遍历data中的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
// 把data的属性注入到vue实例中
Object.defineProperty(this, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get () {
return data[key]
},
set (newValue) {
if (data[key] === newValue) {
return
}
data[key] = newValue
}
})
})
}
}
Observer
能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知 Dep。 功能 负责把 data 选项中的属性转换成响应式数据data 中的某个属性也是对象，把该属性转换成响应式数据数据变化发送通知结构 类图 具体实现，代码如下： class Observer {
constructor (data) {
this.walk(data)
}
walk (data) {
// 1. 判断 data 是否是对象
if (!data || typeof data !== 'object') {
return
}
// 2. 遍历data对象的所有属性
Object.keys(data).forEach(key => {
this.defineReactive(data, key, data[key])
})
}
// 调用 Object.defineProperty() 将属性转换为 getter / setter
defineReactive (obj, key, val) {
const that = this
// 负责收集依赖，并发送通知
const dep = new Dep()
// 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
this.walk(val)
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get () {
// 收集依赖
Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
// 此处不可以写成 obj[key]，否则会发生死递归
// 这里使用闭包，扩展了val变量的作用域
return val
},
set (newValue) { // function，改变this
if (newValue === val) {
return
}
val = newValue
// 如果newValue是对象，把newValue内部的属性转换成响应式数据
that.walk(newValue)
// 发送通知
dep.notify()
}
})
}
}
Compiler
解析每个元素中的指令/插值表达式，并替换成相应的数据。 功能 负责编译模板，解析指令 / 差值表达式负责页面的首次渲染当数据变化后重新渲染视图结构 类图 具体实现，代码如下： class Compiler {
constructor(vm) {
this.el = vm.$el // 记录模板
this.vm = vm // 记录 Vue 实例
this.compile(this.el)
}
// 编译模板，处理文本节点（差值表达式）和元素节点（指令）
compile(el) {
let childNodes = el.childNodes // 伪数组
// 将伪数组转换成数组
Array.from(childNodes).forEach(node => {
if (this.isTextNode(node)) {
// 处理文本节点
this.compileText(node)
} else if (this.isElementNode(node)) {
// 处理元素节点
this.compileElement(node)
}
// 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用 compile
if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
this.compile(node)
}
})
}
// 编译元素节点，处理指令
compileElement(node) {
// 遍历所有的属性节点
Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
// 判断是否是指令
let attrName = attr.name // 获取属性名
if (this.isDirective(attrName)) {
// v-text ---> text
attrName = attrName.substr(2)
const key = attr.value // 获取属性值
this.update(node, key, attrName)
}
})
}
update (node, key, attrName) {
const updateFn = this[attrName + 'Updater']
// 改变 updateFn方法中的 this指向
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
})
}
// 处理 v-model 指令
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 差值表达式
compileText(node) {
// {{ msg }}
// . 匹配任意的单个字符，不包括换行
// + 匹配前面修饰的字符出现一次或多次
// ? 表示非贪婪模式，即尽可能早的结束匹配
// 在正则表达式中，提取某个位置的内容，即添加()，进行分组
const reg = /\{\{(.+?)\}\}/ // 括号包裹的内容即为要提取的内容
const value = node.textContent
if (reg.test(value)) {
// 使用RegExp的构造函数，获取第一个分组的内容，即.$1
const key = RegExp.$1.trim()
node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])
// 创建watcher对象，当数据改变时更新视图
new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
node.textContent = newValue
})
}
}
// 判断元素属性是否是指令
isDirective(attrName) {
// 判断attrName是否以 v- 开头
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
}
}
Dep(Dependency)
添加观察者(watcher)，当数据变化通知所有观察者。 结构 类图 具体实现，代码如下： class Dep {
constructor() {
// 存储所有的观察者
this.subs = []
}
// 添加观察者
addSub(sub) {
if (sub && sub.update) {
this.subs.push(sub)
}
}
// 发送通知
notify() {
// 遍历所有的观察者
this.subs.forEach(sub => {
// 调用每一个观察者的update方法，更新视图
sub.update()
})
}
}
Watcher
数据变化更新视图。 结构 类图 具体实现，代码如下： 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 // 防止重复添加
}
// 当数据发生变化的时候更新视图
update () {
const newValue = this.vm[this.key]
if (newValue === this.oldValue) {
return
}
// 当数据变化时，需要将新的值传递给回调函数，更新视图
this.cb(newValue)
}
}
整体流程
Observer 数据劫持 1，负责把 data 中的成员转换成 getter/setter 2，负责把多层属性转换成 getter/setter 3，如果给属性赋值为新对象，把新对象的成员设置为 getter/setter 添加 Dep 和 Watcher 的依赖关系 数据变化发送通知 Compiler 负责编译模板，解析指令/插值表达式负责页面的首次渲染过程当数据变化后重新渲染Dep 收集依赖，添加订阅者(watcher)通知所有订阅者Watcher 自身实例化的时候往dep对象中添加自己当数据变化dep通知所有的 Watcher 实例更新视图 |
功能
功能
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