vue2的响应式原理介绍——Object.defineProperty

前端GGBond
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大家好，我是前端GGBond，今天我们来聊一下vue2的响应式原理。

什么是响应式呢？

数据发生变化后，会重新对页面渲染，这就是Vue响应式，如下图

响应式图例

想完成这个过程，我们需要做些以下几点：

  • 数据劫持 / 数据代理，侦测数据的变化
  • 依赖收集，收集视图依赖了哪些数据
  • 发布订阅模式，数据变化时，自动“通知”需要更新的视图部分，并进行更新

今天我们重点聊一下数据劫持的实现，以及vue在响应式监听中存在的问题，以及对应的解决方法。

一、针对对象的监听实现

前置知识、Object.defineProperty介绍（对象劫持）

定义：Object.defineProperty() 方法会直接在一个对象上定义一个新属性，或者修改一个对象的现有属性，并返回此对象。

基本使用

语法：Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)

参数：

1.     obj，要添加属性的对象

2.     prop,要定义或修改的属性的名称或 [Symbol]

3.     descriptor，要定义或修改的属性描述符

前两个参数都很好理解，这里重点说一下第三个参数：属性描述符。

对象里目前存在的属性描述符，包括configurable、enumerable、value、writable、get、set。

而vue中针对对象的监听，主要是通过属性描述符的最后两个属性，get及set

l  get

属性的 getter 函数，当访问该属性时，会调用此函数。执行时不传入任何参数，但是会传入 this 对象（由于继承关系，这里的this并不一定是定义该属性的对象）。该函数的返回值会被用作属性的值。

l  set

属性的 setter 函数，当属性值被修改时，会调用此函数。该方法接受一个参数（也就是被赋予的新值），会传入赋值时的 this 对象。默认为 undefined

下面通过代码展示：

定义一个响应式函数defineReactive  

const obj = {
    foo: ''
  }

  function update() {
    console.log('obj.foo更新了', obj.foo)
  }

  function defineReactive(obj, key, val) {
    Object.defineProperty(obj, key, {
      get() {
        console.log(`get ${key}:${val}`);
        return val
      },
      set(newVal) {
        if (newVal !== val) {
          val = newVal
          update()
        }
      }
    })
  }

调用defineReactive，数据发生变化触发update方法，实现数据响应式

defineReactive(obj, 'foo', '')
setTimeout(()=>{
    obj.foo = new Date().toLocaleTimeString()
[]()},1000)

 上面的情况可以监听到对象一个属性的变化。

但是，在对象存在多个属性的情况下，需要进行遍历。

function observe(obj) {
    if (typeof obj !== 'object' || obj == null) {
        return
    }
    Object.keys(obj).forEach(key => {
        defineReactive(obj, key, obj[key])
    })
}

如果存在嵌套对象的情况，还需要在defineReactive中进行递归

function defineReactive(obj, key, val) {
    observe(val)
    Object.defineProperty(obj, key, {
        get() {
            console.log(`get ${key}:${val}`);
            return val
        },
        set(newVal) {
            if (newVal !== val) {
                val = newVal
                update()
            }
        }
    })
}

当给key赋值为对象的时候，还需要在set属性中进行递归

set(newVal) {
    if (newVal !== val) {
        observe(newVal) // 新值是对象的情况
        notifyUpdate()
    }
}

上述例子能够实现对一个对象的基本响应式，但仍然存在诸多问题。

比如现在对一个对象进行删除与添加属性操作，无法劫持到：

const obj = {
    foo: "foo",
    bar: "bar"
}
observe(obj)
delete obj.foo // no ok
obj.jar = 'xxx' // no ok

这些问题如何解决？我们后面再来讲。

二、针对数组的监听

首先说一下，vue针对数组的响应式并没有用到Object.defineProperty，主要原因有以下两点：

1.Object.defineProperty ，可以监听到数组属性变化，但因为性能消耗严重，所以成为废案。

其实Object.defineProperty，可以监听到数组属性变化，以下是测试代码：

let testArray = [0];
function test(data, key, val) {
  Object.defineProperty(data, key, {
    get() {
      console.log(val);
    },
    set(newV) {
      if (newV !== val) {
        val = newV;
        console.log('检测到变更');
      }
    },
  });
}
test(testArray, 0, aa[0]);
testArray[0] = 1

l  直接复制代码控制台输出

stickPictur11e.png

网上其实很多人都在说Object.defineProperty是不能通过下标来修改数组的数据。但是自己测试怎么是可以检测到修改的？难道是他们说的都是错误的？

再来继续测试一下length的变化，

testArray.length = 5

stickPicture22.png

l  我们来看控制台输出，数据的长度是修改成功的，看来真的是他们的答案有误。

l  于是我继续寻找，终于找到了，确实不是Object.defineProperty()的问题，是vue本身做了限制，当数据是数组时，会停止对数据属性的监测，

stickPicture.png

还有一个问题则是，如果存在深层的嵌套对象关系，需要深层的进行监听，造成了性能的极大问题。

所以， Object.defineProperty ****是有监控数组下标变化的能力的， 只是在 Vue2 的实现中，从性能/体验的性价比考虑，放弃了这个特性。

2.Object.defineProperty无法监听到数组api的变化

当我们对一个数组api进行监听的时候，发现Object.defineProperty并不那么好使了

const arrData = [1,2,3,4,5];

arrData.forEach((val,index)=>{

    defineProperty(arrData,index,val)

})

arrData.push() // no ok

arrData.pop()  // no ok

[]()arrDate[0] = 99 // ok

可以看到数据的api无法劫持到，从而无法实现数据响应式，

所以在Vue2中，针对数组的监听没有用到Object.defineProperty，而是增加了set、delete API，并且对数组api方法进行一个重写。

stickPictur33e.png 与此同时，官网也提到，Vue 不能检测以下数组的变动：

  1. 当你利用索引直接设置一个数组项时，例如：vm.items[indexOfItem] = newValue
  2. 当你修改数组的长度时，例如：vm.items.length = newLength

小结

Vue 不能检测以下对象的变动：

1.  检测不到对象属性的添加和删除

Vue 不能检测以下数组的变动：

1.      当你利用索引直接设置一个数组项时，例如：vm.items[indexOfItem] = newValue

2.      当你修改数组的长度时，例如：vm.items.length = newLength

针对这些不能监听变化的问题，vue肯定给出了解决方案，具体有哪些呢？

 

三、对象的手动更新

1.更新对象的单个属性——vue.set()

对于已经创建的实例，Vue 不允许动态添加根级别的响应式 property。但是，可以使用 Vue.set(object, propertyName, value) 方法向嵌套对象添加响应式 property。vue.set()这个api，其实就是做一次Object.defineProperty。语法是：

Vue.set(vm.someObject, 'b', 2)

您还可以使用 vm.$set 实例方法，这也是全局 Vue.set 方法的别名：

this.$set(this.someObject,'b',2)

2.更新对象的多个属性

有时你可能需要为已有对象赋值多个新 property（属性），比如使用 Object.assign() 或 _.extend()。但是，这样添加到对象上的新 property 不会触发更新。在这种情况下，你应该用原对象与要混合进去的对象的 property 一起创建一个新的对象。

// 代替 Object.assign(this.someObject, { a: 1, b: 2 })
this.someObject = Object.assign({}, this.someObject, { a: 1, b: 2 })

四、数组的手动更新

1.索引赋值更新无效的问题，例如vue.items[indexOfItem] = newValue

为了解决.items[indexOfItem] = newValue 更新无效的问题，以下两种方式都可以实现和 vm.items[indexOfItem] = newValue 相同的效果，同时也将在响应式系统内触发状态更新：

// Vue.set Vue.set(vm.items, indexOfItem, newValue)
// Array.prototype.splice 
vm.items.splice(indexOfItem, 1, newValue)

你也可以使用 vm.$set 实例方法，该方法是全局方法 Vue.set 的一个别名：

vm.$set(vm.items, indexOfItem, newValue)

2.watch中的deep监听

如果数组中带有对象，需要对每个属性进行遍历监听，如果嵌套对象，需要深层监听，造成性能问题。所以，vue默认是不会做深度监听的。

但如果就是要深度监听怎么办呢？watch的专门有个deep的api，解决这个问题。

deep：代表深度监听，它有两个值分别是是true或false,不仅能监听到数组中对象的变化，也监听到该对象的属性变化。

3.修改数组的长度无法更新的问题，例如：vm.items.length = newLength

为了解决第二类问题，你可以使用 splice：

vm.items.splice(newLength)

五、另一种解决方法——$forceUpdate()手动刷新dom

vm.$forceUpdate()

示例：迫使 Vue 实例重新渲染。注意它仅仅影响实例本身和插入插槽内容的子组件，而不是所有子组件。（说人话就是只更新自己这个组件，不会更新子组件）

参考文章： 一文搞懂Object.defineProperty和Proxy，Vue3.0为什么采用Proxy？

vue对通过下标修改数组监听不到，和Object.defineProperty无关（这个锅它不背）

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