VUE响应式原理实例代码分析

触发set和 get的方法

// 触发了set方法
vm.msg = 'haha'
// 触发了get方法
console.log(vm.msg)

4.发布订阅模式

在Vue 响应式中应用到了 发布订阅模式 我们先来了解下

首先来说简单介绍下 一共有三个角色

发布者、 订阅者、  信号中心 举个现实中例子 作者(发布者)写一篇文章 发到了掘金(信号中心) ,掘金可以处理文章然后推送到了首页，然后各自大佬(订阅者)就可以订阅文章

在Vue 中的例子 就是EventBus$on $emit

那么我们就简单模仿一下 Vue 的事件总线吧

之前代码缩进4个单位有点宽，这里改成2个

5.观察者模式

与 发布订阅 的差异

与发布订阅者不同 观察者中 发布者和订阅者(观察者)是相互依赖的 必须要求观察者订阅内容改变事件 ，而发布订阅者是由调度中心进行调度，那么看看观察者模式 是如何相互依赖，下面就举个简单例子

6.模拟Vue的响应式原理

这里来实现一个小型简单的 Vue主要实现以下的功能

• 接收初始化的参数，这里只举几个简单的例子 eldataoptions

• 通过私有方法 _proxyData把data注册到 Vue中 转成gettersetter

• 使用 observer把 data中的属性转为 响应式 添加到 自身身上

• 使用 observer方法监听 data的所有属性变化来 通过观察者模式 更新视图

• 使用 compiler编译元素节点上面指令 和 文本节点差值表达式

1.vue.js

在这里获取到 el data

通过 _proxyData把 data的属性 注册到Vue并转成 gettersetter

/* vue.js */

class Vue {
  constructor(options) {
    // 获取到传入的对象 没有默认为空对象
    this.$options = options || {}
    // 获取 el
    this.$el =
      typeof options.el === 'string'
        ? document.querySelector(options.el)
        : options.el
    // 获取 data
    this.$data = options.data || {}
    // 调用 _proxyData 处理 data中的属性
    this._proxyData(this.$data)
  }
  // 把data 中的属性注册到 Vue
  _proxyData(data) {
    Object.keys(data).forEach((key) => {
      // 进行数据劫持
      // 把每个data的属性 到添加到 Vue 转化为 getter setter方法
      Object.defineProperty(this, key, {
        // 设置可以枚举
        enumerable: true,
        // 设置可以配置
        configurable: true,
        // 获取数据
        get() {
          return data[key]
        },
        // 设置数据
        set(newValue) {
          // 判断新值和旧值是否相等
          if (newValue === data[key]) return
          // 设置新值
          data[key] = newValue
        },
      })
    })
  }
}

2.observer.js

在这里把 data中的 属性变为响应式加在自身的身上，还有一个主要功能就是 观察者模式在 第 4.dep.js 会有详细的使用

/* observer.js */

class Observer {
  constructor(data) {
    // 用来遍历 data
    this.walk(data)
  }
  // 遍历 data 转为响应式
  walk(data) {
    // 判断 data是否为空 和 对象
    if (!data || typeof data !== 'object') return
    // 遍历 data
    Object.keys(data).forEach((key) => {
      // 转为响应式
      this.defineReactive(data, key, data[key])
    })
  }
  // 转为响应式
  // 要注意的 和vue.js 写的不同的是
  // vue.js中是将 属性给了 Vue 转为 getter setter
  // 这里是 将data中的属性转为getter setter
  defineReactive(obj, key, value) {
    // 如果是对象类型的 也调用walk 变成响应式，不是对象类型的直接在walk会被return
    this.walk(value)
    // 保存一下 this
    const self = this
    Object.defineProperty(obj, key, {
      // 设置可枚举
      enumerable: true,
      // 设置可配置
      configurable: true,
      // 获取值
      get() {
        return value
      },
      // 设置值
      set(newValue) {
        // 判断旧值和新值是否相等
        if (newValue === value) return
        // 设置新值
        value = newValue
        // 赋值的话如果是newValue是对象，对象里面的属性也应该设置为响应式的
        self.walk(newValue)
      },
    })
  }
}

在html中引入的话注意顺序

然后在vue.js中使用 Observer

/* vue.js */

class Vue {
  constructor(options) {
    ...
    // 使用 Obsever 把data中的数据转为响应式
    new Observer(this.$data)
  }
  // 把data 中的属性注册到 Vue
  _proxyData(data) {
   ...
  }
}

看到这里为什么做了两个重复性的操作呢？重复性两次把 data的属性转为响应式

在obsever.js中是把 data的所有属性 加到 data自身 变为响应式 转成 gettersetter方式

在vue.js中 也把 data的 的所有属性 加到 Vue上,是为了以后方面操作可以用 Vue的实例直接访问到 或者在 Vue中使用 this访问

使用例子：

这样在Vue 和 $data 中都存在了 所有的data属性了 并且是响应式的

3.compiler.js

comilper.js在这个文件里实现对文本节点 和 元素节点指令编译 主要是为了举例子 当然这个写的很简单 指令主要实现 v-textv-model

/* compiler.js */

class Compiler {
  // vm 指 Vue 实例
  constructor(vm) {
    // 拿到 vm
    this.vm = vm
    // 拿到 el
    this.el = vm.$el
    // 编译模板
    this.compile(this.el)
  }
  // 编译模板
  compile(el) {
    // 获取子节点 如果使用 forEach遍历就把伪数组转为真的数组
    let childNodes = [...el.childNodes]
    childNodes.forEach((node) => {
      // 根据不同的节点类型进行编译
      // 文本类型的节点
      if (this.isTextNode(node)) {
        // 编译文本节点
        this.compileText(node)
      } else if (this.isElementNode(node)) {
        //元素节点
        this.compileElement(node)
      }
      // 判断是否还存在子节点考虑递归
      if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
        // 继续递归编译模板
        this.compile(node)
      }
    })
  }
  // 编译文本节点(简单的实现)
  compileText(node) {
    // 核心思想利用把正则表达式把{{}}去掉找到里面的变量
    // 再去Vue找这个变量赋值给node.textContent
    let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
    // 获取节点的文本内容
    let val = node.textContent
    // 判断是否有 {{}}
    if (reg.test(val)) {
      // 获取分组一  也就是 {{}} 里面的内容 去除前后空格
      let key = RegExp.$1.trim()
      // 进行替换再赋值给node
      node.textContent = val.replace(reg, this.vm[key])
    }
  }
  // 编译元素节点这里只处理指令
  compileElement(node) {
    // 获取到元素节点上面的所有属性进行遍历
    ![...node.attributes].forEach((attr) => {
      // 获取属性名
      let attrName = attr.name
      // 判断是否是 v- 开头的指令
      if (this.isDirective(attrName)) {
        // 除去 v- 方便操作
        attrName = attrName.substr(2)
        // 获取 指令的值就是  v-text = "msg"  中msg
        // msg 作为 key 去Vue 找这个变量
        let key = attr.value
        // 指令操作 执行指令方法
        // vue指令很多为了避免大量个 if判断这里就写个 uapdate 方法
        this.update(node, key, attrName)
      }
    })
  }
  // 添加指令方法 并且执行
  update(node, key, attrName) {
    // 比如添加 textUpdater 就是用来处理 v-text 方法
    // 我们应该就内置一个 textUpdater 方法进行调用
    // 加个后缀加什么无所谓但是要定义相应的方法
    let updateFn = this[attrName + 'Updater']
    // 如果存在这个内置方法 就可以调用了
    updateFn && updateFn(node, key, this.vm[key])
  }
  // 提前写好 相应的指定方法比如这个 v-text
  // 使用的时候 和 Vue 的一样
  textUpdater(node, key, value) {
    node.textContent = value
  }
    
  // v-model
  modelUpdater(node, key, value) {
    node.value = value
  }
    
  // 判断元素的属性是否是 vue 指令
  isDirective(attr) {
    return attr.startsWith('v-')
  }
  // 判断是否是元素节点
  isElementNode(node) {
    return node.nodeType === 1
  }
  // 判断是否是 文本 节点
  isTextNode(node) {
    return node.nodeType === 3
  }
}

4.dep.js

写一个Dep类 它相当于 观察者中的发布者  每个响应式属性都会创建这么一个 Dep对象 ，负责收集该依赖属性的Watcher对象 （是在使用响应式数据的时候做的操作）

当我们对响应式属性在 setter中进行更新的时候，会调用 Dep中 notify方法发送更新通知

然后去调用 Watcher中的 update实现视图的更新操作（是当数据发生变化的时候去通知观察者调用观察者的update更新视图）

总的来说 在Dep(这里指发布者) 中负责收集依赖 添加观察者(这里指Wathcer)，然后在 setter数据更新的时候通知观察者

说的这么多重复的话，大家应该知道是在哪个阶段 收集依赖 哪个阶段 通知观察者了吧，下面就来实现一下吧

先写Dep类

/* dep.js */

class Dep {
  constructor() {
    // 存储观察者
    this.subs = []
  }
  // 添加观察者
  addSub(sub) {
    // 判断观察者是否存在 和 是否拥有update方法
    if (sub && sub.update) {
      this.subs.push(sub)
    }
  }
  // 通知方法
  notify() {
    // 触发每个观察者的更新方法
    this.subs.forEach((sub) => {
      sub.update()
    })
  }
}

在 obsever.js中使用Dep

在 get中添加 Dep.target(观察者)

在 set中 触发 notify(通知)

/* observer.js */

class Observer {
  ...
  }
  // 遍历 data 转为响应式
  walk(data) {
   ...
  }
  // 这里是 将data中的属性转为getter setter
  defineReactive(obj, key, value) {
	...
    // 创建 Dep 对象
    let dep = new Dep()
    Object.defineProperty(obj, key, {
	  ...
      // 获取值
      get() {
        // 在这里添加观察者对象 Dep.target 表示观察者
        Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
        return value
      },
      // 设置值
      set(newValue) {
        if (newValue === value) return
        value = newValue
        self.walk(newValue)
        // 触发通知 更新视图
        dep.notify()
      },
    })
  }
}

5.watcher.js

**watcher **的作用 数据更新后 收到通知之后 调用 update进行更新

/* watcher.js */

class Watcher {
  constructor(vm, key, cb) {
    // vm 是 Vue 实例
    this.vm = vm
    // key 是 data 中的属性
    this.key = key
    // cb 回调函数 更新视图的具体方法
    this.cb = cb
    // 把观察者的存放在 Dep.target
    Dep.target = this
    // 旧数据 更新视图的时候要进行比较
    // 还有一点就是 vm[key] 这个时候就触发了 get 方法
    // 之前在 get 把 观察者 通过dep.addSub(Dep.target) 添加到了 dep.subs中
    this.oldValue = vm[key]
    // Dep.target 就不用存在了 因为上面的操作已经存好了
    Dep.target = null
  }
  // 观察者中的必备方法 用来更新视图
  update() {
    // 获取新值
    let newValue = this.vm[this.key]
    // 比较旧值和新值
    if (newValue === this.oldValue) return
    // 调用具体的更新方法
    this.cb(newValue)
  }
}

那么去哪里创建 Watcher呢？还记得在 compiler.js中 对文本节点的编译操作吗

在编译完文本节点后 在这里添加一个 Watcher

还有 v-textv-model指令 当编译的是元素节点 就添加一个 Watcher

/* compiler.js */

class Compiler {
  // vm 指 Vue 实例
  constructor(vm) {
    // 拿到 vm
    this.vm = vm
    // 拿到 el
    this.el = vm.$el
    // 编译模板
    this.compile(this.el)
  }
  // 编译模板
  compile(el) {
    let childNodes = [...el.childNodes]
    childNodes.forEach((node) => {
      if (this.isTextNode(node)) {
        // 编译文本节点
        this.compileText(node)
      } 
       ...
  }
  // 编译文本节点(简单的实现)
  compileText(node) {
    let reg = /\{\{(.+)\}\}/
    let val = node.textContent
    if (reg.test(val)) {
      let key = RegExp.$1.trim()
      node.textContent = val.replace(reg, this.vm[key])
      // 创建观察者
      new Watcher(this.vm, key, newValue => {
        node.textContent = newValue
      })
    }
  }
  ...
  // v-text 
  textUpdater(node, key, value) {
    node.textContent = value
     // 创建观察者2
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.textContent = newValue
    })
  }
  // v-model
  modelUpdater(node, key, value) {
    node.value = value
    // 创建观察者
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.value = newValue
    })
    // 这里实现双向绑定 监听input 事件修改 data中的属性
    node.addEventListener('input', () => {
      this.vm[key] = node.value
    })
  }
}

当 我们改变 响应式属性的时候 触发了 set()方法 ，然后里面 发布者 dep.notify方法启动了，拿到了 所有的 观察者 watcher实例去执行 update方法调用了回调函数 cb(newValue)方法并把 新值传递到了 cb()当中 cb方法是的具体更新视图的方法 去更新视图

比如上面的例子里的第三个参数 cb方法

new Watcher(this.vm, key, newValue => {
    node.textContent = newValue
})

还有一点要实现v-model的双向绑定

不仅要通过修改数据来触发更新视图，还得为node添加 input事件 改变 data数据中的属性

来达到双向绑定的效果

7.测试下自己写的

到了目前为止 响应式 和 双向绑定 都基本实现了 那么来写个例子测试下

  
    {{msg}} 
    {{age}} 
    
    
  
  
  
  
  
  
  

8.五个文件代码

这里直接把5个文件个代码贴出来 上面有的地方省略了,下面是完整的方便大家阅读

vue.js

/* vue.js */

class Vue {
  constructor(options) {
    // 获取到传入的对象 没有默认为空对象
    this.$options = options || {}
    // 获取 el
    this.$el =
      typeof options.el === 'string'
        ? document.querySelector(options.el)
        : options.el
    // 获取 data
    this.$data = options.data || {}
    // 调用 _proxyData 处理 data中的属性
    this._proxyData(this.$data)
    // 使用 Obsever 把data中的数据转为响应式
    new Observer(this.$data)
    // 编译模板
    new Compiler(this)
  }
  // 把data 中的属性注册到 Vue
  _proxyData(data) {
    Object.keys(data).forEach((key) => {
      // 进行数据劫持
      // 把每个data的属性 到添加到 Vue 转化为 getter setter方法
      Object.defineProperty(this, key, {
        // 设置可以枚举
        enumerable: true,
        // 设置可以配置
        configurable: true,
        // 获取数据
        get() {
          return data[key]
        },
        // 设置数据
        set(newValue) {
          // 判断新值和旧值是否相等
          if (newValue === data[key]) return
          // 设置新值
          data[key] = newValue
        },
      })
    })
  }
}

obsever.js

/* observer.js */

class Observer {
  constructor(data) {
    // 用来遍历 data
    this.walk(data)
  }
  // 遍历 data 转为响应式
  walk(data) {
    // 判断 data是否为空 和 对象
    if (!data || typeof data !== 'object') return
    // 遍历 data
    Object.keys(data).forEach((key) => {
      // 转为响应式
      this.defineReactive(data, key, data[key])
    })
  }
  // 转为响应式
  // 要注意的 和vue.js 写的不同的是
  // vue.js中是将 属性给了 Vue 转为 getter setter
  // 这里是 将data中的属性转为getter setter
  defineReactive(obj, key, value) {
    // 如果是对象类型的 也调用walk 变成响应式，不是对象类型的直接在walk会被return
    this.walk(value)
    // 保存一下 this
    const self = this
    // 创建 Dep 对象
    let dep = new Dep()
    Object.defineProperty(obj, key, {
      // 设置可枚举
      enumerable: true,
      // 设置可配置
      configurable: true,

      // 获取值
      get() {
        // 在这里添加观察者对象 Dep.target 表示观察者
        Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
        return value
      },
      // 设置值
      set(newValue) {
        // 判断旧值和新值是否相等
        if (newValue === value) return
        // 设置新值
        value = newValue
        // 赋值的话如果是newValue是对象，对象里面的属性也应该设置为响应式的
        self.walk(newValue)
        // 触发通知 更新视图
        dep.notify()
      },
    })
  }
}

compiler.js

/* compiler.js */

class Compiler {
  // vm 指 Vue 实例
  constructor(vm) {
    // 拿到 vm
    this.vm = vm
    // 拿到 el
    this.el = vm.$el
    // 编译模板
    this.compile(this.el)
  }
  // 编译模板
  compile(el) {
    // 获取子节点 如果使用 forEach遍历就把伪数组转为真的数组
    let childNodes = [...el.childNodes]
    childNodes.forEach((node) => {
      // 根据不同的节点类型进行编译
      // 文本类型的节点
      if (this.isTextNode(node)) {
        // 编译文本节点
        this.compileText(node)
      } else if (this.isElementNode(node)) {
        //元素节点
        this.compileElement(node)
      }
      // 判断是否还存在子节点考虑递归
      if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
        // 继续递归编译模板
        this.compile(node)
      }
    })
  }
  // 编译文本节点(简单的实现)
  compileText(node) {
    // 核心思想利用把正则表达式把{{}}去掉找到里面的变量
    // 再去Vue找这个变量赋值给node.textContent
    let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
    // 获取节点的文本内容
    let val = node.textContent
    // 判断是否有 {{}}
    if (reg.test(val)) {
      // 获取分组一  也就是 {{}} 里面的内容 去除前后空格
      let key = RegExp.$1.trim()
      // 进行替换再赋值给node
      node.textContent = val.replace(reg, this.vm[key])
      // 创建观察者
      new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
        node.textContent = newValue
      })
    }
  }
  // 编译元素节点这里只处理指令
  compileElement(node) {
    // 获取到元素节点上面的所有属性进行遍历
    ![...node.attributes].forEach((attr) => {
      // 获取属性名
      let attrName = attr.name
      // 判断是否是 v- 开头的指令
      if (this.isDirective(attrName)) {
        // 除去 v- 方便操作
        attrName = attrName.substr(2)
        // 获取 指令的值就是  v-text = "msg"  中msg
        // msg 作为 key 去Vue 找这个变量
        let key = attr.value
        // 指令操作 执行指令方法
        // vue指令很多为了避免大量个 if判断这里就写个 uapdate 方法
        this.update(node, key, attrName)
      }
    })
  }
  // 添加指令方法 并且执行
  update(node, key, attrName) {
    // 比如添加 textUpdater 就是用来处理 v-text 方法
    // 我们应该就内置一个 textUpdater 方法进行调用
    // 加个后缀加什么无所谓但是要定义相应的方法
    let updateFn = this[attrName + 'Updater']
    // 如果存在这个内置方法 就可以调用了
    updateFn && updateFn.call(this, node, key, this.vm[key])
  }
  // 提前写好 相应的指定方法比如这个 v-text
  // 使用的时候 和 Vue 的一样
  textUpdater(node, key, value) {
    node.textContent = value
    // 创建观察者
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.textContent = newValue
    })
  }
  // v-model
  modelUpdater(node, key, value) {
    node.value = value
    // 创建观察者
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.value = newValue
    })
    // 这里实现双向绑定
    node.addEventListener('input', () => {
      this.vm[key] = node.value
    })
  }

  // 判断元素的属性是否是 vue 指令
  isDirective(attr) {
    return attr.startsWith('v-')
  }
  // 判断是否是元素节点
  isElementNode(node) {
    return node.nodeType === 1
  }
  // 判断是否是 文本 节点
  isTextNode(node) {
    return node.nodeType === 3
  }
}

dep.js

/* dep.js */

class Dep {
  constructor() {
    // 存储观察者
    this.subs = []
  }
  // 添加观察者
  addSub(sub) {
    // 判断观察者是否存在 和 是否拥有update方法
    if (sub && sub.update) {
      this.subs.push(sub)
    }
  }
  // 通知方法
  notify() {
    // 触发每个观察者的更新方法
    this.subs.forEach((sub) => {
      sub.update()
    })
  }
}

watcher.js

/* watcher.js */

class Watcher {
  constructor(vm, key, cb) {
    // vm 是 Vue 实例
    this.vm = vm
    // key 是 data 中的属性
    this.key = key
    // cb 回调函数 更新视图的具体方法
    this.cb = cb
    // 把观察者的存放在 Dep.target
    Dep.target = this
    // 旧数据 更新视图的时候要进行比较
    // 还有一点就是 vm[key] 这个时候就触发了 get 方法
    // 之前在 get 把 观察者 通过dep.addSub(Dep.target) 添加到了 dep.subs中
    this.oldValue = vm[key]
    // Dep.target 就不用存在了 因为上面的操作已经存好了
    Dep.target = null
  }
  // 观察者中的必备方法 用来更新视图
  update() {
    // 获取新值
    let newValue = this.vm[this.key]
    // 比较旧值和新值
    if (newValue === this.oldValue) return
    // 调用具体的更新方法
    this.cb(newValue)
  }
}

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