1 什么是Vue响应式呢
数据发生变化后，会重新对页面渲染，这就是Vue响应式
响应式图例
2 想完成这个过程，我们需要做些什么
- 侦测数据的变化
- 收集视图依赖了哪些数据
- 数据变化时，自动“通知”需要更新的视图部分，并进行更新
「它们对应专业俗语分别是：」
- 数据劫持 / 数据代理
- 依赖收集
- 发布订阅模式
3.什么是发布订阅模式
- 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响应式采用的就是发布订阅模式
举个例子说明：
4. 如何侦测数据的变化
有两种办法可以侦测到变化：
使用Object.defineProperty和ES6的Proxy，这就是进行数据劫持或数据代理。
3.1 Object.defineProperty实现
Vue通过设定对象属性的 setter/getter 方法来监听数据的变化，通过getter进行依赖收集，而每个setter方法就是一个观察者，在数据变更的时候通知订阅者更新视图。
代码如下：
function render () {
//set的时候会走这里，重新渲染
console.log('模拟视图渲染')
}
let data = {
name: '浪里行舟',
location: { x: 100, y: 100 }
}
// 请看下一节
observe(data)
定义核心函数
function observe (obj) { // 我们来用它使对象变成可观察的
/**
判断类型,obj可能是vue中的data对象，也可以是data中的某个属性值,
例如:data:{ name: '浪里行舟', location:{ x: 100, y: 100 } }，这里的值可能是整个data，
也可能是location的值，当location值也是对象的时候就需要再次监听location值对象。
而属性name和location在监听data的时候就会监听这2个属性。
*/
if (!obj || typeof obj !== 'object') {
return
}
Object.keys(obj).forEach(key => {
defineReactive(obj, key, obj[key])
})
//监听对象的每个属性
function defineReactive (obj, key, value) {
// 递归子属性
observe(value)
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true, //可枚举（可以遍历）
configurable: true, //可配置（比如可以删除）
get: function reactiveGetter () {
console.log('get', value) // 监听
return value
},
set: function reactiveSetter (newVal) {
observe(newVal) //如果赋值是一个对象，也要递归子属性
//如果有新值
if (newVal !== value) {
console.log('set', newVal) // 监听
render() //执行渲染逻辑
value = newVal
}
}
})
}
}
改变data的属性，会触发set；然后获取data的属性，会触发get
data.location = {
x: 1000,
y: 1000
} //打印=》 set {x: 1000,y: 1000} 染
data.name //打印=》 get 浪里行舟
上面这段代码的主要作用在于：
observe这个函数传入一个 obj（需要被追踪变化的对象），通过遍历所有属性的方式对该对象的每一个属性都通过 defineReactive 处理,给每个属性加上set和get方法,以此来达到实现侦测对象变化。值得注意的是，observe 会进行递归调用。
那我们如何侦测Vue中data 中的数据，其实也很简单：
class Vue {
/* Vue构造类 */
constructor(options) {
this._data = options.data;
observer(this._data);
}
}
这样我们只要 new 一个 Vue 对象，就会将 data 中的数据进行追踪变化。
但是我们发现一个问题，上面的代码无法检测到对象属性的添加或删除(如data.location.a=1,增加一个a属性)。
这是因为 Vue 通过Object.defineProperty来将对象的key转换成getter/setter的形式来追踪变化，但getter/setter只能追踪一个数据是否被修改，无法追踪新增属性和删除属性。如果是删除属性，我们可以用vm.$delete实现，那如果是新增属性，该怎么办呢？
- 可以使用 Vue.set(location, a, 1) 方法向嵌套对象添加响应式属性;
- 也可以给这个对象重新赋值，比如data.location = {...data.location,a:1}
Object.defineProperty 不能监听数组的变化，需要进行数组方法的重写
4 观察者 Watcher
4.1 为什么引入Watcher
Vue 中定义一个 Watcher 类来表示观察订阅依赖。至于为啥引入Watcher，《深入浅出vue.js》给出了很好的解释:
当属性发生变化后，我们要通知用到数据的地方，而使用这个数据的地方有很多，而且类型还不一样，既有可能是模板，也有可能是用户写的一个watch,这时需要抽象出一个能集中处理这些情况的类。然后，我们在依赖收集阶段只收集这个封装好的类的实例进来，通知也只通知它一个，再由它负责通知其他地方。
「依赖收集的目的是:」 将观察者 Watcher 对象存放到当前闭包中的订阅者 Dep 的 subs 中。形成如下所示的这样一个关系（图参考《剖析 Vue.js 内部运行机制》）。
5.2 Watcher的简单实现
class Watcher {
constructor(obj, key, cb) {
// 将 Dep.target 指向自己
// 然后触发属性的 getter 添加监听
// 最后将 Dep.target 置空
Dep.target = this
this.cb = cb
this.obj = obj
this.key = key
this.value = obj[key]
Dep.target = null
}
update() {
// 获得新值
this.value = this.obj[this.key]
// 我们定义一个 cb 函数，这个函数用来模拟视图更新，调用它即代表更新视图
this.cb(this.value)
}
}
以上就是 Watcher 的简单实现，在执行构造函数的时候将 Dep.target 指向自身，从而使得收集到了对应的 Watcher，在派发更新的时候取出对应的 Watcher ,然后执行 update 函数。
「依赖的本质：」
所谓的依赖，其实就是Watcher。
至于如何收集依赖，总结起来就一句话:
在getter中收集依赖（收集Watch当如Dep中），在setter中触发依赖。先收集依赖，即把用到该数据的地方收集起来，然后等属性发生变化时，把之前收集好的依赖循环触发一遍就行了。
具体来说，当外界通过Watcher读取数据时，便会触发getter从而将Watcher添加到依赖中，哪个Watcher触发了getter，就把哪个Watcher收集到Dep中。当数据发生变化时，会循环依赖列表，把所有的Watcher都通知一遍。
最后我们对 defineReactive 函数进行改造，在自定义函数中添加依赖收集和派发更新相关的代码,实现了一个简易的数据响应式:
function observe (obj) {
// 判断类型
if (!obj || typeof obj !== 'object') {
return
}
Object.keys(obj).forEach(key => {
defineReactive(obj, key, obj[key])
})
function defineReactive (obj, key, value) {
observe(value) // 递归子属性
let dp = new Dep() //新增
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true, //可枚举（可以遍历）
configurable: true, //可配置（比如可以删除）
get: function reactiveGetter () {
console.log('get', value) // 监听
// 将 Watcher 添加到订阅
// target挂载发生在new Watch的时候
if (Dep.target) {
// 新增Watch到dep的subs中，就是说new了哪个Watch就要把哪个Watch收集进来
dp.addSub(Dep.target)
}
return value
},
set: function reactiveSetter (newVal) {
// 如果赋值是一个对象，也要递归子属性
// 例如上面的location是一个对象，那么这个对象是要继续observe的
observe(newVal)
if (newVal !== value) {
console.log('set', newVal) // 监听
render()
value = newVal
// 执行 watcher 的 update 方法
dp.notify() //新增
}
}
})
}
}
class Vue {
constructor(options) {
this._data = options.data;
observer(this._data);
/* 新建一个Watcher观察者对象，这时候Dep.target会指向这个Watcher对象 */
new Watcher();
console.log('模拟视图渲染');
}
}
当 render function 被渲染的时候,读取所需对象的值，会触发 reactiveGetter 函数把当前的 Watcher 对象（存放在 Dep.target 中）收集到 Dep 类中去。之后如果修改对象的值，则会触发 reactiveSetter 方法，通知 Dep 类调用 notify 来触发所有 Watcher 对象的 update 方法更新对应视图。
「完整流程图：」
- 在 new Vue() 后， Vue 会调用_init 函数进行初始化，也就是init 过程，在 这个过程Data通过Observer转换成了getter/setter的形式，来对数据追踪变化，当被设置的对象被读取的时候会执行getter 函数，而在当被赋值的时候会执行 setter函数。
- 当外界通过Watcher读取数据时，会触发getter从而将Watcher添加到依赖中。
- 在修改对象的值的时候，会触发对应的setter， setter通知之前依赖收集得到的 Dep 中的每一个 Watcher，告诉它们自己的值改变了，需要重新渲染视图。这时候这些 Watcher就会开始调用 update 来更新视图。
5. 收集依赖
5.1 为什么要收集依赖
我们之所以要观察数据，其目的在于当数据的属性发生变化时，可以通知那些曾经使用了该数据的地方。比如例子中，模板中使用了location 数据，当它发生变化时，要向使用了它的地方发送通知。
let globalData = {
text: '浪里行舟'
};
let test1 = new Vue({
template:
`<div>
<span>{{text}}</span>
<div>`,
data: globalData
});
let test2 = new Vue({
template:
`<div>
<span>{{text}}</span>
<div>`,
data: globalData
});
如果我们执行下面这条语句：
globalData.text = '前端工匠';
此时我们需要通知 test1 以及 test2 这两个Vue实例进行视图的更新,我们只有通过收集依赖才能知道哪些地方依赖我的数据，以及数据更新时派发更新。那依赖收集是如何实现的？其中的核心思想就是“事件发布订阅模式”。接下来我们先介绍两个重要角色-- 订阅者 Dep和观察者 Watcher ，然后阐述收集依赖的如何实现的。
6 Dep,Watcher的关系
Observer负责将数据转换成getter/setter形式； Dep负责管理数据的依赖列表；是一个发布订阅模式，上游对接Observer，下游对接Watcher Watcher是实际上的数据依赖，负责将数据的变化转发到外界(渲染、回调)； 首先将data传入Observer转成getter/setter形式；当Watcher实例读取数据时，会触发getter，被收集到Dep仓库中；当数据更新时，触发setter，通知Dep仓库中的所有Watcher实例更新，Watcher实例负责通知外界
- Dep 负责收集所有相关的的订阅者 Watcher ，具体谁不用管，具体有多少也不用管，只需要根据 target 指向的计算去收集订阅其消息的 Watcher 即可，然后做好消息发布 notify 即可。
- Watcher 负责订阅 Dep ，并在订阅的时候让 Dep 进行收集，接收到 Dep 发布的消息时，做好其 update 操作即可。
Vue的操作就是加入了发布订阅模式，结合Object.defineProperty的劫持能力，实现了可用性很高的双向绑定。
7. 订阅器 Dep
「为什么引入 Dep:」
收集依赖需要为依赖找一个存储依赖的地方，为此我们创建了Dep,它用来收集依赖、删除依赖和向依赖发送消息等。
于是我们先来实现一个订阅者 Dep 类，用于解耦属性的依赖收集和派发更新操作，「说得具体点」:它的主要作用是用来存放 Watcher 观察者对象。我们可以把Watcher理解成一个中介的角色，数据发生变化时通知它，然后它再通知其他地方。
「Dep的简单实现:」
class Dep {
constructor () {
/* 用来存放Watcher对象的数组 */
this.subs = [];
}
/* 在subs中添加一个Watcher对象 */
addSub (sub) {
this.subs.push(sub);
}
/* 通知所有Watcher对象更新视图 */
notify () {
this.subs.forEach((sub) => {
sub.update();
})
}
}
以上代码主要做两件事情：
- 用 addSub 方法可以在目前的
Dep对象中增加一个Watcher的订阅操作； - 用 notify 方法通知目前
Dep对象的subs中的所有Watcher对象触发更新操作。 所以当需要依赖收集的时候调用 addSub，当需要派发更新的时候调用 notify。
也就说，所有的Watch最终会存放到Dep的subs中，并且视图更新的流程是，Dep触发了subs中的每个Watch，执行了Watch更新逻辑，Dep的操作是绕不过Watch的，这就验证了上面说的，Watch是一个中介的角色。
调用也很简单：
let dp = new Dep()
dp.addSub(() => {//依赖收集的时候
console.log('emit here')
})
dp.notify()//派发更新的时候
8.实现
8.1 先实现new Vue的数据劫持
//遍历data，进行数据劫持
function Observer(data) {
Object.keys(data).forEach((item) => {
defineReactive(data, item, data[item])
})
}
function defineReactive(data, key, val) {
const self = this
Object.defineProperty(data, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get() {
return val
},
set(newVal) {
if (newVal === val) {
return
}
val = newVal
},
})
}
class Vue {
constructor(options) {
if (options && typeof options.data == 'function') {
//模拟vue源码，挂载data到Vue的_data上
this._data = options.data.apply(this)
}
// 劫持传入的data项
new Observer(this._data)
}
}
const vue = new Vue({
data() {
return {
text: 'hello',
}
},
})
console.log(vue)//data中属性已经被劫持了
8.2 劫持以后,vue.mount()关联Watch
//遍历data，进行数据拦截
function Observer(data) {
Object.keys(data).forEach((item) => {
defineReactive(data, item, data[item])
})
}
function defineReactive(data, key, val) {
const self = this
Object.defineProperty(data, key, {
enumerable: true,
// 设置当前描述属性可被修改
configurable: true,
get() {
return val
},
set(newVal) {
if (newVal === val) {
return
}
val = newVal
},
})
}
class Watcher {
//----------4
constructor(vm, fn) {
this.vm = vm //----------5
fn() //----------6
}
}
class Vue {
constructor(options) {
if (options && typeof options.data == 'function') {
this._data = options.data.apply(this)
}
new Observer(this._data)
}
mount = () => {
//--------------2
new Watcher(this, this.render) //--------------3
}
render = () => {
// 省略一系列的渲染逻辑
return this._data.text //---------7
}
}
const vue = new Vue({
data() {
return {
text: 'hello',
}
},
})
vue.mount() //------------ 1
Vue mount函数的功能是去读取data中的属性，渲染到页面上。这里的关键一步是读数据，
那么，读数据最终是要进入数据劫持get方法的。这时我们可以创建一个Watch（观察者）作为中介，让它去进入get。
而mount起到的作用是渲染，自然，在构造Watch的时候需要传入渲染函数。
回到前面我们说的，Watch充当的是中介角色，那么，它是谁和谁之前的中介？实际上它是Observer和我们后面要讲的Dep的中介。
既然是中介，那么它就需要拿到双方的数据。又因为Observer需要观察data，所以这里我们需要将整个Vue构造函数挂载到Watch自身。
整理下流程：
执行vue.mount()渲染页面，需要在Vue定义渲染函数render，然后在mount通过中介Watch去执行定义在Vue的render函数。
创建中介Watch，执行传入的渲染函数，渲染肯定是需要根据页面绑定了哪些data属性去读取data的，这个时候就会触发get方法,
进入get拿到对应的值。
8.3 添加dep后大概结构
//defineReactive是对Observer的抽离
const defineReactive = function(obj, key) {
// 以下代码省略
}
const Vue = function(options) {
console.log("Vue",this)
//打印1 Vue {
_data:{
text: "123"
get text: ƒ get()
set text: ƒ set(newVal)
},
mount: ƒ (),
render: ƒ ()
}
// 以下代码省略
}
const Watcher = function(vm, fn) {
console.log("Watcher",this)
//打印3 Watcher this是下面的Dep中subs的对象
// 以下代码省略
}
const Dep = function() {
console.log("Dep",this)
//打印2 Dep {
target: null,
subs: [
{ //是一个Watcher实例
subs: Array(1)
0: Watcher
vm: { //是一个Vue实例
_data:{
text: "123",//该属性有了get和set方法
get text: ƒ get(),
set text: ƒ set(newVal)
},
mount: ƒ (),
render: ƒ ()
},
addDep: ƒ (dep),
update: ƒ (),
value: undefined
}
],
depend: ƒ (),
addSub: ƒ (watcher),
notify: ƒ ()
}
// 以下代码省略
}
const vue = new Vue({
data() {
return {
text: 'hello world'
};
}
})
vue.mount();
vue._data.text = '123';
8.4详细代码
参考这个图，会了看的更清晰，注意看执行顺序，在new Vue的时候，就会按顺序，初始化各个构造函数
/**
*
* 作用：
* 劫持data的各个属性，挂载set和get方法
* 在get中将Watch添加到dep的subs中
* 在set中触发dep.notify更新视图
*/
const Observer = function (data) {
console.log(1) //开始4 new Vue的时候就会执行
// 循环修改为每个属性添加get set
for (let key in data) {
defineReactive(data, key);
}
}
const defineReactive = function (obj, key) {
console.log(2) //开始5 new Vue的时候就会执行
// 局部变量dep，用于get set内部调用
const dep = new Dep();
// 获取当前值
let val = obj[key];
Object.defineProperty(obj, key, {
// 设置当前描述属性为可被循环
enumerable: true,
// 设置当前描述属性可被修改
configurable: true,
get() {
console.log(3)//开始10 开始19
console.log('in get');
// 调用依赖收集器中的addSub，用于收集当前属性与Watcher中的依赖关系
dep.depend();
return val;
},
set(newVal) {
console.log(4)//开始15
if (newVal === val) {
return;
}
val = newVal;
// 当值发生变更时，通知依赖收集器，更新每个需要更新的Watcher，
// 这里每个需要更新通过什么断定？dep.subs
dep.notify();
}
});
}
const Vue = function (options) {
console.log(6)//开始1 new Vue的时候就会执行
const self = this;
// 将data赋值给this._data，源码这部分用的Proxy，这里我们用最简单的方式临时实现
if (options && typeof options.data === 'function') {
console.log(7)//开始2 options.data是个函数，它返回了一个对象
this._data = options.data.apply(this);
}
// 挂载Dom函数
this.mount = function () {
console.log(8) //开始7 new Vue以后，执行vue.mount()
new Watcher(self, self.render);
}
// 渲染函数
this.render = function () {
console.log(9) //开始9 开始18 render函数执行后走到这里
return self._data.text; //这里取data值的时候，就会走get方法
}
// 开始3， 监听this._data
//new Vue的时候就会执行,这里执行完，就表示new Vue的过程执行完了
new Observer(this._data);
}
const Watcher = function (vm, fn) {
console.log(10) //开始8 执行vue.mount()以后会走到这里
const self = this;
this.vm = vm;
// 将当前Dep.target指向自己
// 每次执行new Watch的时候，都会把当前的Watcher挂载到Dep.target
Dep.target = this;
// 向Dep方法添加当前Wathcer
// this.addDep = function (dep) {
// console.log(11) //开始13
// dep.addSub(self);
// }
// 更新方法，用于触发vm._render
this.update = function () {
console.log(12)//开始17
console.log('in watcher update');
fn(); //Vue中的render函数
}
// 这里会首次调用vm._render，从而触发text的get
// 从而将当前的Wathcer与Dep关联起来
this.value = fn(); //开始9 fn是Vue中的render函数，这里fn()在赋值的时候会执行
// 这里清空了Dep.target，为了防止notify触发时，不停的绑定Watcher与Dep，
// 造成代码死循环
console.log('Watcher', this)
Dep.target = null;
}
const Dep = function () {
//开始6 new Vue》Observer》defineReactive》new Dep()
console.log(13)
const self = this;
// 收集目标，先把它置空
this.target = null;
// 存储收集器中需要通知的Watcher
this.subs = [];
// 当有目标时，绑定Dep与Wathcer的关系
this.depend = function () {
console.log(14) //开始11 开始20 走了get获取属性后，就要进行依赖收集
// targrt挂载发生在new Watch的时候
if (Dep.target) {
console.log(15)//开始12
self.addSub(Dep.target)
}
}
// 为当前收集器添加Watcher
this.addSub = function (watcher) {
console.log(16)//开始14
self.subs.push(watcher);
}
// 通知收集器中所的所有Wathcer，调用其update方法
this.notify = function () {
console.log(17) //开始16
for (let i = 0; i < self.subs.length; i += 1) {
self.subs[i].update();
}
}
}
const vue = new Vue({
data() {
return {
text: 'hello world'
};
}
})
vue.mount(); // 挂载dom，渲染页面
vue._data.text = '123'; // 修改属性值，触发set
「解析：」
-
- 一开始new Vue ，会走到46行执行Vue构造函数，打印6，然后判断传入的是否是个函数，从new Vue可以看出，传入的是个data()函数，然后将函数执行后返回的整个data对象挂载到vue的
_data属性上（真实的vue也是这么操作的）
- 一开始new Vue ，会走到46行执行Vue构造函数，打印6，然后判断传入的是否是个函数，从new Vue可以看出，传入的是个data()函数，然后将函数执行后返回的整个data对象挂载到vue的
-
- 接着依次挂载
mount和render函数。
- 接着依次挂载
-
- 然后 new Observer(this._data);
-
- new Observer 的时候会走到第一行
Observer(关键函数)，打印1。我们发现Observer实际就是给data数据都添加上get和set方法，只不过不添加的方法defineReactive给抽离出去了。
- new Observer 的时候会走到第一行
-
- 然后走到第9行，执行defineReactive，打印2。 defineReactive的作用：
- 劫持
data的各个属性，挂载set和get方法 - 在
get中将Watch添加到dep的subs中 - 在
set中触发dep.notify更新视图
- 劫持
- 然后走到第9行，执行defineReactive，打印2。 defineReactive的作用：
-
- 然后走到12行，new Dep的时候，会走到95行执行Dep，打印13。每次new Dep 的时候，都会置空target，this.target = null，Dep函数剩下的代码都只是定义函数depend和addSub，notify，都不会执行，会跳出Dep函数。然后会到defineReactive函数第13行。
-
- 然后15行给每个
属性加上get和set方法。注意：此时只是在挂载，还没有执行，因此不会进入get，set方法内部。也就是说defineReactive剩下的代码中的函数也不会执行，所以会回到Observer，再回到67行new Observer，即new Vue的过程走完了。
- 然后15行给每个
new Vue执行完毕
开始执行vue.mount()
-
- 然后走到135行的vue.mount()，走到56行，打印8。执行new Watcher，进入Watcher构造函数打印10，然后
this.vm = vm;，将vue实例挂载到Watch的vm属性上了。Dep.target = this，将watch实例挂载到了Dep的target属性上，从而关联起来。然后挂载addDep和update方法，只是定义，没有执行。
- 然后走到135行的vue.mount()，走到56行，打印8。执行new Watcher，进入Watcher构造函数打印10，然后
-
- 接着89行this.value = fn()：fn实际是传进来的
render函数（Vue=>new Watcher(self, self.render)=>vm, fn），由于后面有()，所以会立即执行。然后走到60行的render函数，打印9，返回self._data.text,然后回到Watch中this.value就是返回值data.text。然后，关键的来了：self._data.text这里读取了data中的text,那么，这一步就会触发get方法。
- 接着89行this.value = fn()：fn实际是传进来的
-
- 然后走到21行的get，打印3。
-
- 然后走到25行，执行dep.depend()，再走到104行，打印14。
-
- 这时候判断
Dep.target，由于第8步将watch挂载到了Dep.target，这时候为true，所以打印15。然后执行Dep.target.addDep(self)，其实就是执行Watch.addDep(self)，然后执行self.addSub(Dep.target)。
- 这时候判断
-
- 然后进入
this.addSub打印16，完成了依赖收集，subs中就有了Watch了。然后会回到get，执行最后一行，退出get，接着回到this.render，退出render函数，接着回到Watch中的this.value = fn()，继续往后走，Dep.target = null，避免陷入死循环，然后Watch执行完了。
- 然后进入
vue.mount()也执行完毕
开始执行修改操作
-
- 然后就是136行赋值操作了
vue._data.text = '123'，这时候会走到28行的set，打印4，然后设置值为新值。
- 然后就是136行赋值操作了
-
- 继续向下走，到36行，
dep.notify()，然后走到119行，打印17。
- 继续向下走，到36行，
-
- 然后会走到122行，
遍历Dep中subs数组里面所有的Watch，触发Watch的update方法，走到82行，打印12。
- 然后会走到122行，
-
- 然后执行
Watcher中的fn()，即Vue中的render函数（new Watcher(self, self.render)时传入的render函数），走到60行，打印9。render函数中其实就可以做一些渲染的操作，例如：获取某个节点，将他的内容变成获取的值，就完成了页面的渲染。
- 然后执行
-
- 然后走到63行，取data.text，会走get，走到21，打印3。
-
- 然后执行
dep.depend()，走到Dep中的this.depend，打印14。但是由于Dep.target为null，15不会打印，也就是说到了这里，所有的流程执行完了。
- 然后执行
