Vue响应式原理

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1.响应式处理的入口

整个响应式处理的过程是比较复杂的,下面先从数据初始化方法initState开始

initMixin方法中调用了initStateinitState位于src\core\instance\state.js 中 initState的过程,是对数据进行响应式设计的过程,过程会针对props,methods,data,computedwatch做数据的初始化处理,并将他们转换为响应式对象

function initState (vm) {
    vm._watchers = [];
    var opts = vm.$options;
    // 初始化props
    if (opts.props) { initProps(vm, opts.props); }
    // 初始化methods
    if (opts.methods) { initMethods(vm, opts.methods); }
    // 初始化data
    if (opts.data) {
      initData(vm);
    } else {
      // 如果没有定义data,则创建一个空对象,并设置为响应式
      observe(vm._data = {}, true /* asRootData */);
    }
    // 初始化computed
    if (opts.computed) { initComputed(vm, opts.computed); }
    // 初始化watch
    if (opts.watch && opts.watch !== nativeWatch) {
      initWatch(vm, opts.watch);
    }
  }

2.initData(vm)

data在初始化选项合并时会生成一个函数,只有在执行函数时才会返回真正的数据,所以initData方法会先执行拿到组件的data数据,并且会对对象每个属性的命名进行校验,保证不能和propsmethods重复。最后的核心方法是observe,observe方法是将数据对象标记为响应式对象,并对对象的每个属性进行响应式处理。与此同时,和props的代理处理方式一样,proxy会对data做一层代理,直接通过vm.XXX可以代理访问到vm._data上挂载的对象属性。

function initData(vm) {
    var data = vm.$options.data;
    // 根实例时,data是一个对象,子组件的data是一个函数,其中getData会调用函数返回data对象
    data = vm._data = typeof data === 'function'? getData(data, vm): data || {};
    var keys = Object.keys(data);
    var props = vm.$options.props;
    var methods = vm.$options.methods;
    var i = keys.length;
    while (i--) {
      var key = keys[i];
      {
        // 命名不能和方法重复
        if (methods && hasOwn(methods, key)) {
          warn(("Method \"" + key + "\" has already been defined as a data property."),vm);
        }
      }
      // 命名不能和props重复
      if (props && hasOwn(props, key)) {
        warn("The data property \"" + key + "\" is already declared as a prop. " + "Use prop default value instead.",vm);
      } else if (!isReserved(key)) {
        // 数据代理,用户可直接通过vm实例返回data数据
        proxy(vm, "_data", key);
      }
    }
    // observe data
    observe(data, true /* asRootData */);
  }

3.observer

observe具体的行为是将数据对象添加一个不可枚举的属性__ob__,标志对象是一个响应式对象,负责为每一个Object类型的value创建一个observer实例

// src\core\observer\index.js 

export function observe(value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void {
  // 判断 value 是否是对象
  if (!isObject(value) || value instanceof VNode) {
    return;
  }
  let ob: Observer | void;
  // 如果 value 有 __ob__(observer对象) 属性 结束
  if (hasOwn(value, "__ob__") && value.__ob__ instanceof Observer) {
    ob = value.__ob__;
  } else if (
    shouldObserve &&
    !isServerRendering() &&
    (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) &&
    Object.isExtensible(value) &&
    !value._isVue
  ) {
    // 创建一个 Observer 对象
    ob = new Observer(value);
  }
  if (asRootData && ob) {
    ob.vmCount++;
  }
  return ob;
}

4.Observer类

  • 对对象做响应化处理
  • 对数组做响应化处理

5. 先看Object的响应式处理

export class Observer {
  // 观测对象
  value: any;
  // 依赖对象
  dep: Dep;
  // 实例计数器
  vmCount: number; // number of vms that have this object as root $data
  constructor(value: any) {
    this.value = value;
    this.dep = new Dep();
    // 初始化实例的 vmCount 为0 this.vmCount = 0
    // 将实例挂载到观测对象的 __ob__ 属性,设置为不可枚举 def(value, '__ob__', this)
    if (Array.isArray(value)) {
      ...
    } else {
      // 对象的响应化处理
      // 遍历对象中的每一个属性,转换成 setåter/getter
      this.walk(value);
    }
  }
  /**
   * Walk through all properties and convert them into
   * getter/setters. This method should only be called when * value type is Object.
   */
  walk(obj: Object) {
    // 获取观察对象的每一个属性
    const keys = Object.keys(obj);
    // 遍历每一个属性,设置为响应式数据
    for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
      defineReactive(obj, keys[i]);
    }
  }
  /**
   * Observe a list of Array items. */
  observeArray(items: Array<any>) {
    ...
  }
}

在上面的代码中,我们定义了observer类,它用来将一个正常的object转换成可观测的object

并且给value新增一个__ob__属性,值为该valueObserver实例。这个操作相当于为value打上标记,表示它已经被转化成响应式了,避免重复操作

然后判断数据的类型,只有object类型的数据才会调用walk将每一个属性转换成getter/setter的形式来侦测变化。 最后,在defineReactive中当传入的属性值还是一个object时使用new observer(val)来递归子属性,这样我们就可以把obj中的所有属性(包括子属性)都转换成getter/seter的形式来侦测变化。 也就是说,只要我们将一个object传到observer中,那么这个object就会变成可观测的、响应式的object

5.1 依赖收集

5.1.1 什么是依赖收集

在上一章中,我们迈出了第一步:让object数据变的可观测。变的可观测以后,我们就能知道数据什么时候发生了变化,那么当数据发生变化时,我们去通知视图更新就好了。那么问题又来了,视图那么大,我们到底该通知谁去变化?总不能一个数据变化了,把整个视图全部更新一遍吧,这样显然是不合理的。此时,你肯定会想到,视图里谁用到了这个数据就更新谁呗。对!你想的没错,就是这样。

视图里谁用到了这个数据就更新谁,我们换个优雅说法:我们把"谁用到了这个数据"称为"谁依赖了这个数据",我们给每个数据都建一个依赖数组(因为一个数据可能被多处使用),谁依赖了这个数据(即谁用到了这个数据)我们就把谁放入这个依赖数组中,那么当这个数据发生变化的时候,我们就去它对应的依赖数组中,把每个依赖都通知一遍,告诉他们:"你们依赖的数据变啦,你们该更新啦!"。这个过程就是依赖收集。

5.1.2 何时收集依赖?何时通知依赖更新?

明白了什么是依赖收集后,那么我们到底该在何时收集依赖?又该在何时通知依赖更新?

其实这个问题在上一小节中已经回答了,我们说过:谁用到了这个数据,那么当这个数据变化时就通知谁。所谓谁用到了这个数据,其实就是谁获取了这个数据,而可观测的数据被获取时会触发getter属性,那么我们就可以在getter中收集这个依赖。同样,当这个数据变化时会触发setter属性,那么我们就可以在setter中通知依赖更新。

总结一句话就是:在getter中收集依赖,在setter中通知依赖更新

5.1.3 把依赖收集到哪里

明白了什么是依赖收集以及何时收集何时通知后,那么我们该把依赖收集到哪里?

在5.1小节中也说了,我们给每个数据都建一个依赖数组,谁依赖了这个数据我们就把谁放入这个依赖数组中。单单用一个数组来存放依赖的话,功能好像有点欠缺并且代码过于耦合。我们应该将依赖数组的功能扩展一下,更好的做法是我们应该为每一个数据都建立一个依赖管理器,把这个数据所有的依赖都管理起来。OK,到这里,我们的依赖管理器Dep类应运而生,代码如下:

// 源码位置:src/core/observer/dep.js
export default class Dep {
  constructor () {
    this.subs = []
  }

  addSub (sub) {
    this.subs.push(sub)
  }
  // 删除一个依赖
  removeSub (sub) {
    remove(this.subs, sub)
  }
  // 添加一个依赖
  depend () {
    if (window.target) {
      this.addSub(window.target)
    }
  }
  // 通知所有依赖更新
  notify () {
    const subs = this.subs.slice()
    for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
      subs[i].update()
    }
  }
}

/**
 * Remove an item from an array
 */
export function remove (arr, item) {
  if (arr.length) {
    const index = arr.indexOf(item)
    if (index > -1) {
      return arr.splice(index, 1)
    }
  }
}

在上面的依赖管理器Dep类中,我们先初始化了一个subs数组,用来存放依赖,并且定义了几个实例方法用来对依赖进行添加,删除,通知等操作。

有了依赖管理器后,我们就可以在getter中收集依赖,在setter中通知依赖更新了,代码如下:

function defineReactive (obj,key,val) {
  if (arguments.length === 2) {
    val = obj[key]
  }
  if(typeof val === 'object'){
    new Observer(val)
  }
  const dep = new Dep()  //实例化一个依赖管理器,生成一个依赖管理数组dep
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get(){
      dep.depend()    // 在getter中收集依赖
      return val;
    },
    set(newVal){
      if(val === newVal){
          return
      }
      val = newVal;
      dep.notify()   // 在setter中通知依赖更新
    }
  })
}

在上述代码中,我们在getter中调用了dep.depend()方法收集依赖,在setter中调用dep.notify()方法通知所有依赖更新。

5.2 依赖到底是谁

通过上一章节,我们明白了什么是依赖?何时收集依赖?以及收集的依赖存放到何处?那么我们收集的依赖到底是谁?

虽然我们一直在说”谁用到了这个数据谁就是依赖“,但是这仅仅是在口语层面上,那么反应在代码上该如何来描述这个”谁“呢?

其实在Vue中还实现了一个叫做Watcher的类,而Watcher类的实例就是我们上面所说的那个"谁"。换句话说就是:谁用到了数据,谁就是依赖,我们就为谁创建一个Watcher实例。在之后数据变化时,我们不直接去通知依赖更新,而是通知依赖对应的Watch实例,由Watcher实例去通知真正的视图。

Watcher类的具体实现如下:

export default class Watcher {
  constructor (vm,expOrFn,cb) {
    this.vm = vm;
    this.cb = cb;
    this.getter = parsePath(expOrFn)
    this.value = this.get()
  }
  get () {
    window.target = this;
    const vm = this.vm
    let value = this.getter.call(vm, vm)
    window.target = undefined;
    return value
  }
  update () {
    const oldValue = this.value
    this.value = this.get()
    this.cb.call(this.vm, this.value, oldValue)
  }
}

/**
 * Parse simple path.
 * 把一个形如'data.a.b.c'的字符串路径所表示的值,从真实的data对象中取出来
 * 例如:
 * data = {a:{b:{c:2}}}
 * parsePath('a.b.c')(data)  // 2
 */
const bailRE = /[^\w.$]/
export function parsePath (path) {
  if (bailRE.test(path)) {
    return
  }
  const segments = path.split('.')
  return function (obj) {
    for (let i = 0; i < segments.length; i++) {
      if (!obj) return
      obj = obj[segments[i]]
    }
    return obj
  }
}

谁用到了数据,谁就是依赖,我们就为谁创建一个Watcher实例,在创建Watcher实例的过程中会自动的把自己添加到这个数据对应的依赖管理器中,以后这个Watcher实例就代表这个依赖,当数据变化时,我们就通知Watcher实例,由Watcher实例再去通知真正的依赖。

那么,在创建Watcher实例的过程中它是如何的把自己添加到这个数据对应的依赖管理器中呢?

下面我们分析Watcher类的代码实现逻辑:

  1. 当实例化Watcher类时,会先执行其构造函数;
  2. 在构造函数中调用了this.get()实例方法;
  3. get()方法中,首先通过window.target = this把实例自身赋给了全局的一个唯一对象window.target上,然后通过let value = this.getter.call(vm, vm)获取一下被依赖的数据,获取被依赖数据的目的是触发该数据上面的getter,上文我们说过,在getter里会调用dep.depend()收集依赖,而在dep.depend()中取到挂载window.target上的值并将其存入依赖数组中,在get()方法最后将window.target释放掉。
  4. 而当数据变化时,会触发数据的setter,在setter中调用了dep.notify()方法,在dep.notify()方法中,遍历所有依赖(即watcher实例),执行依赖的update()方法,也就是Watcher类中的update()实例方法,在update()方法中调用数据变化的更新回调函数,从而更新视图。

简单总结一下就是:Watcher先把自己设置到全局唯一的指定位置(window.target),然后读取数据。因为读取了数据,所以会触发这个数据的getter。接着,在getter中就会从全局唯一的那个位置读取当前正在读取数据的Watcher,并把这个watcher收集到Dep中去。收集好之后,当数据发生变化时,会向Dep中的每个Watcher发送通知。通过这样的方式,Watcher可以主动去订阅任意一个数据的变化。

6. 再看数组的响应式处理

Observer 的构造函数中 
// 数组的响应式处理
if (Array.isArray(value)) {
  if (hasProto) {
    protoAugment(value, arrayMethods);
  } else {
    copyAugment(value, arrayMethods, arrayKeys);
  }
  // 为数组中的每一个对象创建一个 observer 实例
  this.observeArray(value);
} else {
  // 编译对象中的每一个属性,转换成 setter/getter
  this.walk(value);
}
function protoAugment(target, src: Object) {
  /* eslint-disable no-proto */ 
  target.__proto__ = src;
  /* eslint-enable no-proto */
}
/* istanbul ignore next */
function copyAugment(target: Object, src: Object, keys: Array<string>) {
  for (let i = 0, l = keys.length; i < l; i++) {
    const key = keys[i];
    def(target, key, src[key]);
  }
}

6.1 思路

重写数组的操作方法,在不改变原有功能的基础上,再新增一些功能

例如:

let arr = [1,2,3]
arr.push(4)
Array.prototype.newPush = function(val){
  console.log('arr被修改了')
  this.push(val)
}
arr.newPush(4)

针对数组的原生push方法定义个一个新的newPush方法,这个newPush方法内部调用了原生push方法,这样就保证了新的newPush方法跟原生push方法具有相同的功能,而且我们还可以在新的newPush方法内部干一些别的事情,比如通知变化。

Vue内部就是这么干的

6.2 数组拦截器方法

Vue中创建了一个数组方法拦截器,它拦截在数组实例与Array.prototype之间,在拦截器内重写了操作数组的一些方法,当数组实例使用操作数组方法时,其实使用的是拦截器中重写的方法,而不再使用Array.prototype上的原生方法。

image.png

处理数组修改数据的方法 src\core\observer\array.js

const arrayProto = Array.prototype;
// 克隆数组的原型
const arrayMethods = Object.create(arrayProto); // 修改数组元素的方法
const methodsToPatch = [
  "push",
  "pop",
  "shift",
  "unshift",
  "splice",
  "sort",
  "reverse",
];

function def (obj, key, val, enumerable) {
    Object.defineProperty(obj, key, {
      value: val,
      enumerable: !!enumerable,
      writable: true,
      configurable: true
    });
  }
/**
 * Intercept mutating methods and emit events
 */
methodsToPatch.forEach(function (method) {
  // cache original method
  // 保存数组原方法
  const original = arrayProto[method];
  // 调用 Object.defineProperty() 重新定义修改数组的方法
  def(arrayMethods, method, function mutator(...args) {
    // 执行数组的原始方法
    const result = original.apply(this, args);
    // 获取数组对象的 ob 对象 const ob = this.__ob__ let inserted
    switch (method) {
      case "push":
      case "unshift":
        inserted = args;  // 如果是push或unshift方法,那么传入参数就是新增的元素
        break;
      case "splice":
        inserted = args.slice(2); // 如果是splice方法,那么传入参数列表中下标为2的就是新增的元素
        break;
    }
    // 对插入的新元素,重新遍历数组元素设置为响应式数据 
    if (inserted) ob.observeArray(inserted) // 调用observe函数将新增的元素转化成响应式
    // notify change
    // 调用了修改数组的方法,调用数组的ob对象发送通知 
    ob.dep.notify()
    return result;
  });
});

在上面的代码中,首先创建了继承自Array原型的空对象arrayMethods,接着在arrayMethods上使用object.defineProperty方法将那些可以改变数组自身的7个方法遍历逐个进行封装。最后,当我们使用push方法的时候,其实用的是arrayMethods.push,而arrayMethods.push就是封装的新函数mutator,也就后说,实标上执行的是函数mutator,而mutator函数内部执行了original函数,这个original函数就是Array.prototype上对应的原生方法。 那么,接下来我们就可以在mutator函数中做一些其他的事,比如说发送变化通知。

在上面拦截器定义代码中,如果是pushunshift方法,那么传入参数就是新增的元素;如果是splice方法,那么传入参数列表中下标为2的就是新增的元素,拿到新增的元素后,就可以调用observe函数将新增的元素转化成响应式的了。

6.3 使用拦截器

把拦截器做好还不够,还要把它挂载到数组实例与Array.prototype之间,这样拦截器才能够生效。 其实挂载不难,我们只需把数据的__proto__属性设置为拦截器arrayMethods即可

// 源码位置:/src/core/observer/index.js

export class Observer {
    constructor (value) {
      this.value = value
      if (Array.isArray(value)) {
        const augment = hasProto
          ? protoAugment
          : copyAugment
        augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
      } else {
        this.walk(value)
      }
    }
  }
  // 能力检测:判断__proto__是否可用,因为有的浏览器不支持该属性
  export const hasProto = '__proto__' in {}
  
  const arrayKeys = Object.getOwnPropertyNames(arrayMethods)
  
  /**
   * Augment an target Object or Array by intercepting
   * the prototype chain using __proto__
   */
  function protoAugment (target, src: Object, keys: any) {
    target.__proto__ = src
  }
  
  /**
   * Augment an target Object or Array by defining
   * hidden properties.
   */
  /* istanbul ignore next */
  function copyAugment (target: Object, src: Object, keys: Array<string>) {
    for (let i = 0, l = keys.length; i < l; i++) {
      const key = keys[i]
      def(target, key, src[key])
    }
  }

上面代码中首先判断了浏览器是否支持__proto__,如果支持,则调用protoAugment函数把value.__proto__ = arrayMethods;如果不支持,则调用copyAugment函数把拦截器中重写的7个方法循环加入到value上。

拦截器生效以后,当数组数据再发生变化时,我们就可以在拦截器中通知变化了,也就是说现在我们就可以知道数组数据何时发生变化了,OK,以上我们就完成了对Array型数据的可观测。

6.4 把依赖收集在哪里

数组数据的依赖也在getter中收集,而给数组数据添加getter/setter都是在Observer类中完成的,所以我们也应该在Observer类中收集依赖

// 源码位置:/src/core/observer/index.js
export class Observer {
  constructor (value) {
    this.value = value
    this.dep = new Dep()    // 实例化一个依赖管理器,用来收集数组依赖
    if (Array.isArray(value)) {
      const augment = hasProto
        ? protoAugment
        : copyAugment
      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
    } else {
      this.walk(value)
    }
  }
}

上面代码中,在Observer类中实例化了一个依赖管理器,用来收集数组依赖。

6.5 如何收集依赖

数组的依赖也在getter中收集,那么在getter中到底该如何收集呢?这里有一个需要注意的点,那就是依赖管理器定义在Observer类中,而我们需要在getter中收集依赖,也就是说我们必须在getter中能够访问到Observer类中的依赖管理器,才能把依赖存进去。

function defineReactive (obj,key,val) {
  let childOb = observe(val)
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get(){
      if (childOb) {
        childOb.dep.depend()
      }
      return val;
    },
    set(newVal){
      if(val === newVal){
        return
      }
      val = newVal;
      dep.notify()   // 在setter中通知依赖更新
    }
  })
}

/**
 * Attempt to create an observer instance for a value,
 * returns the new observer if successfully observed,
 * or the existing observer if the value already has one.
 * 尝试为value创建一个0bserver实例,如果创建成功,直接返回新创建的Observer实例。
 * 如果 Value 已经存在一个Observer实例,则直接返回它
 */
export function observe (value, asRootData){
  if (!isObject(value) || value instanceof VNode) {
    return
  }
  let ob
  if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) {
    ob = value.__ob__
  } else {
    ob = new Observer(value)
  }
  return ob
}

在上面代码中,我们首先通过observe函数为被获取的数据arr尝试创建一个Observer实例,在observe函数内部,先判断当前传入的数据上是否有__ob__属性,因为在上篇文章中说了,如果数据有__ob__属性,表示它已经被转化成响应式的了,如果没有则表示该数据还不是响应式的,那么就调用new Observer(value)将其转化成响应式的,并把数据对应的Observer实例返回。

而在defineReactive函数中,首先获取数据对应的Observer实例childOb,然后在getter中调用Observer实例上依赖管理器,从而将依赖收集起来。

6.5 如何通知依赖

到现在为止,依赖已经收集好了,并且也已经存放好了,那么我们该如何通知依赖呢?

其实不难,在前文说过,我们应该在拦截器里通知依赖,要想通知依赖,首先要能访问到依赖。要访问到依赖也不难,因为我们只要能访问到被转化成响应式的数据value即可,因为vaule上的__ob__就是其对应的Observer类实例,有了Observer类实例我们就能访问到它上面的依赖管理器,然后只需调用依赖管理器的dep.notify()方法,让它去通知依赖更新即可

/**
 * Intercept mutating methods and emit events
 */
methodsToPatch.forEach(function (method) {
  const original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
    const result = original.apply(this, args)
    const ob = this.__ob__
    // notify change
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

上面代码中,由于我们的拦截器是挂载到数组数据的原型上的,所以拦截器中的this就是数据value,拿到value上的Observer类实例,从而你就可以调用Observer类实例上面依赖管理器的dep.notify()方法,以达到通知依赖的目的。

OK,以上就基本完成了Array数据的变化侦测。

7.派发更新

在数据发生改变时,会执行定义好的setter方法

Object.defineProperty(obj,key, {
  ···
  set: function reactiveSetter (newVal) {
      var value = getter ? getter.call(obj) : val;
      // 新值和旧值相等时,跳出操作
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
        return
      }
      ···
      // 新值为对象时,会为新对象进行依赖收集过程
      childOb = !shallow && observe(newVal);
      dep.notify();
    }
})

派发更新阶段会做以下几件事:

  • 判断数据更改前后是否一致,如果数据相等则不进行任何派发更新操作
  • 新值为对象时,会对该值的属性进行依赖收集过程
  • 通知该数据收集的watcher依赖,遍历每个watcher进行数据更新,这个阶段是调用该数据依赖收集器的dep.notify方法进行更新的派发。
Dep.prototype.notify = function notify () {
  var subs = this.subs.slice();
  if (!config.async) {
    // 根据依赖的id进行排序
    subs.sort(function (a, b) { return a.id - b.id; });
  }
  for (var i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
    // 遍历每个依赖,进行更新数据操作。
    subs[i].update();
  }
};

更新时会将每个watcher推到队列中,等待下一个tick到来时取出每个watcher进行run操作

Watcher.prototype.update = function update () {
  ···
  queueWatcher(this);
};

queueWatcher方法的调用,会将数据所收集的依赖依次推到queue数组中,数组会在下一个事件循环'tick'中根据缓冲结果进行视图更新。而在执行视图更新过程中,难免会因为数据的改变而在渲染模板上添加新的依赖,这样又会执行queueWatcher的过程。所以需要有一个标志位来记录是否处于异步更新过程的队列中。这个标志位为flushing,当处于异步更新过程时,新增的watcher会插入到queue中。

function queueWatcher (watcher) {
  var id = watcher.id;
  // 保证同一个watcher只执行一次
  if (has[id] == null) {
    has[id] = true;
    if (!flushing) {
      queue.push(watcher);
    } else {
      var i = queue.length - 1;
      while (i > index && queue[i].id > watcher.id) {
        i--;
      }
      queue.splice(i + 1, 0, watcher);
    }
    ···
    nextTick(flushSchedulerQueue);
  }
}

当下一个tick到来时,会执行flushSchedulerQueue方法,它会拿到收集的queue数组(这是一个watcher的集合),并对数组依赖进行排序。为什么进行排序呢?源码中解释了三点:

  • 组件创建是先父后子,所以组件的更新也是先父后子,因此需要保证父的渲染watcher优先于子的渲染watcher更新。
  • 用户自定义的watcher,称为user watcher。 user watcherrender watcher执行也有先后,由于user watchersrender watcher要先创建,所以user watcher要优先执行
  • 如果一个组件在父组件的 watcher 执行阶段被销毁,那么它对应的 watcher 执行都可以被跳过。
function flushSchedulerQueue () {
    currentFlushTimestamp = getNow();
    flushing = true;
    var watcher, id;
    // 对queue的watcher进行排序
    queue.sort(function (a, b) { return a.id - b.id; });
    // 循环执行queue.length,为了确保由于渲染时添加新的依赖导致queue的长度不断改变。
    for (index = 0; index < queue.length; index++) {
      watcher = queue[index];
      // 如果watcher定义了before的配置,则优先执行before方法
      if (watcher.before) {
        watcher.before();
      }
      id = watcher.id;
      has[id] = null;
      watcher.run();
      // in dev build, check and stop circular updates.
      if (has[id] != null) {
        circular[id] = (circular[id] || 0) + 1;
        if (circular[id] > MAX_UPDATE_COUNT) {
          warn(
            'You may have an infinite update loop ' + (
              watcher.user
                ? ("in watcher with expression "" + (watcher.expression) + """)
                : "in a component render function."
            ),
            watcher.vm
          );
          break
        }
      }
    }

    // keep copies of post queues before resetting state
    var activatedQueue = activatedChildren.slice();
    var updatedQueue = queue.slice();
    // 重置恢复状态,清空队列
    resetSchedulerState();

    // 视图改变后,调用其他钩子
    callActivatedHooks(activatedQueue);
    callUpdatedHooks(updatedQueue);

    // devtool hook
    /* istanbul ignore if */
    if (devtools && config.devtools) {
      devtools.emit('flush');
    }
  }

flushSchedulerQueue阶段,重要的过程可以总结为四点:

  • queue中的watcher进行排序,原因上面已经总结。
  • 遍历watcher,如果当前watcherbefore配置,则执行before方法,对应前面的渲染watcher:在渲染watcher实例化时,我们传递了before函数,即在下个tick更新视图前,会调用beforeUpdate生命周期钩子。
  • 执行watcher.run进行修改的操作。
  • 重置恢复状态,这个阶段会将一些流程控制的状态变量恢复为初始值,并清空记录watcher的队列。
new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
  before: function before () {
    if (vm._isMounted && !vm._isDestroyed) {
      callHook(vm, 'beforeUpdate');
    }
  }
}, true /* isRenderWatcher */);

重点看看watcher.run()的操作。

Watcher.prototype.run = function run () {
    if (this.active) {
      var value = this.get();
      if ( value !== this.value || isObject(value) || this.deep ) {
        // 设置新值
        var oldValue = this.value;
        this.value = value;
        // 针对user watcher,暂时不分析
        if (this.user) {
          try {
            this.cb.call(this.vm, value, oldValue);
          } catch (e) {
            handleError(e, this.vm, ("callback for watcher "" + (this.expression) + """));
          }
        } else {
          this.cb.call(this.vm, value, oldValue);
        }
      }
    }
  };

首先会执行watcher.prototype.get的方法,得到数据变化后的当前值,之后会对新值做判断,如果判断满足条件,则执行cb,cb为实例化watcher时传入的回调。

在分析get方法前,回头看看watcher构造函数的几个属性定义

var watcher = function Watcher(
  vm, // 组件实例
  expOrFn, // 执行函数
  cb, // 回调
  options, // 配置
  isRenderWatcher // 是否为渲染watcher
) {
  this.vm = vm;
    if (isRenderWatcher) {
      vm._watcher = this;
    }
    vm._watchers.push(this);
    // options
    if (options) {
      this.deep = !!options.deep;
      this.user = !!options.user;
      this.lazy = !!options.lazy;
      this.sync = !!options.sync;
      this.before = options.before;
    } else {
      this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false;
    }
    this.cb = cb;
    this.id = ++uid$2; // uid for batching
    this.active = true;
    this.dirty = this.lazy; // for lazy watchers
    this.deps = [];
    this.newDeps = [];
    this.depIds = new _Set();
    this.newDepIds = new _Set();
    this.expression = expOrFn.toString();
    // parse expression for getter
    if (typeof expOrFn === 'function') {
      this.getter = expOrFn;
    } else {
      this.getter = parsePath(expOrFn);
      if (!this.getter) {
        this.getter = noop;
        warn(
          "Failed watching path: "" + expOrFn + "" " +
          'Watcher only accepts simple dot-delimited paths. ' +
          'For full control, use a function instead.',
          vm
        );
      }
    }
    // lazy为计算属性标志,当watcher为计算watcher时,不会理解执行get方法进行求值
    this.value = this.lazy
      ? undefined
      : this.get();

}

方法get的定义如下:

Watcher.prototype.get = function get () {
    pushTarget(this);
    var value;
    var vm = this.vm;
    try {
      value = this.getter.call(vm, vm);
    } catch (e) {
     ···
    } finally {
      ···
      // 把Dep.target恢复到上一个状态,依赖收集过程完成
      popTarget();
      this.cleanupDeps();
    }
    return value
  };

get方法会执行this.getter进行求值,在当前渲染watcher的条件下,getter会执行视图更新的操作。这一阶段会重新渲染页面组件

new Watcher(vm, updateComponent, noop, { before: () => {} }, true);

updateComponent = function () {
  vm._update(vm._render(), hydrating);
};

执行完getter方法后,最后一步会进行依赖的清除,也就是cleanupDeps的过程。

关于依赖清除的作用,我们列举一个场景: 我们经常会使用v-if来进行模板的切换,切换过程中会执行不同的模板渲染,如果A模板监听a数据,B模板监听b数据,当渲染模板B时,如果不进行旧依赖的清除,在B模板的场景下,a数据的变化同样会引起依赖的重新渲染更新,这会造成性能的浪费。因此旧依赖的清除在优化阶段是有必要。

// 依赖清除的过程
  Watcher.prototype.cleanupDeps = function cleanupDeps () {
    var i = this.deps.length;
    while (i--) {
      var dep = this.deps[i];
      if (!this.newDepIds.has(dep.id)) {
        dep.removeSub(this);
      }
    }
    var tmp = this.depIds;
    this.depIds = this.newDepIds;
    this.newDepIds = tmp;
    this.newDepIds.clear();
    tmp = this.deps;
    this.deps = this.newDeps;
    this.newDeps = tmp;
    this.newDeps.length = 0;
  };

把上面分析的总结成依赖派发更新的最后两个点

  • 执行run操作会执行getter方法,也就是重新计算新值,针对渲染watcher而言,会重新执行updateComponent进行视图更新
  • 重新计算getter后,会进行依赖的清除