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Vue监听数据对象变化源码

时间：2020-12-31 14:28:40 | 栏目：vue | 点击：次

监听数据对象变化，最容易想到的是建立一个需要监视对象的表，定时扫描其值，有变化，则执行相应操作，不过这种实现方式，性能是个问题，如果需要监视的数据量大的话，每扫描一次全部的对象，需要的时间很长。当然，有些框架是采用的这种方式，不过他们用非常巧妙的算法提升性能，这不在我们的讨论范围之类。

Vue 中数据对象的监视，是通过设置 ES5 的新特性（ES7 都快出来了，ES5 的东西倒也真称不得新）Object.defineProperty() 中的 set、get 来实现的。

目标

与官方文档第一个例子相似，不过也有简化，因为这篇只是介绍下数据对象的监听，不涉及文本解析，所以文本解析相关的直接舍弃了：

<div id="app"></div>
var app = new Vue({
 el: 'app',
 data: {
 message: 'Hello Vue!'
 }
});

浏览器显示：

Hello Vue!

在控制台输入诸如：

app.message = 'Changed!'

之类的命令，浏览器显示内容会跟着修改。

Object.defineProperty

引用 MDN 上的定义：

Object.defineProperty()方法会直接在一个对象上定义一个新属性，或者修改一个已经存在的属性， 并返回这个对象。
与此相生相伴的还有一个 Object.getOwnPropertyDescriptor()：

Object.getOwnPropertyDescriptor() 返回指定对象上一个自有属性对应的属性描述符。（自有属性指的是直接赋予该对象的属性，不需要从原型链上进行查找的属性）

下面的例子用一种比较简单、直观的方式来设置 setter、getter：

var dep = [];

function defineReactive(obj, key, val) {
 // 有自定义的 property，则用自定义的 property
 var property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key);
 if(property && property.configurable === false) {
 return;
 }

 var getter = property && property.get;
 var setter = property && property.set;

 Object.defineProperty(obj, key, {
 enumerable: true,
 configurable: true,
 get: function() {
  var value = getter ? getter.call(obj) : val;
  dep.push(value);
  return value;
 },
 set: function(newVal) {
  var value = getter ? getter.call(obj) : val;
  // set 值与原值相同，则不更新
  if(newVal === value) {
  return;
  }
  if(setter) {
  setter.call(obj, newVal);
  } else {
  val = newVal;
  }
  console.log(dep);
 }
 });
}

var a = {};
defineReactive(a, 'a', 12);
// 调用 getter，12 被压入 dep，此时 dep 值为 [12]
a.a;
// 调用 setter，输出 dep ([12])
a.a = 24;
// 调用 getter，24 被压入 dep，此时 dep 值为 [12, 24]
a.a;

Observer

简单说过 Object.defineProperty 之后，就要开始扯 Observer 了。observer，中文解释为“观察者”，观察什么东西呢？观察对象属性值的变化。故此，所谓 observer，就是给对象的所有属性加上 getter、setter，如果对象的属性还有属性，比如说 {a: {a: {a: 'a'}}}，则通过递归给其属性的属性也加上 getter、setter：

function Observer(value) {
 this.value = value;
 this.walk(value);
}
Observer.prototype.walk = function(obj) {
 var keys = Object.keys(obj);
 for(var i = 0; i < keys.length; i++) {
 // 给所有属性添加 getter、setter
 defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]]);
 }
};

var dep = [];

function defineReactive(obj, key, val) {
 // 有自定义的 property，则用自定义的 property
 var property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key);
 if(property && property.configurable === false) {
 return;
 }

 var getter = property && property.get;
 var setter = property && property.set;

 // 递归的方式实现给属性的属性添加 getter、setter
 var childOb = observe(val);
 Object.defineProperty(obj, key, {
 enumerable: true,
 configurable: true,
 get: function() {
  var value = getter ? getter.call(obj) : val;
  dep.push(value);
  return value;
 },
 set: function(newVal) {
  var value = getter ? getter.call(obj) : val;
  // set 值与原值相同，则不更新
  if(newVal === value) {
  return;
  }
  if(setter) {
  setter.call(obj, newVal);
  } else {
  val = newVal;
  }
  // 给新赋值的属性值的属性添加 getter、setter
  childOb = observe(newVal);
  console.log(dep);
 }
 });
}

function observe(value) {
 if(!value || typeof value !== 'object') {
 return;
 }
 return new Observer(value);
}

Watcher

Observer 通过设置数据对象的 getter、setter 来达到监听数据变化的目的。数据被获取，被设置、被修改，都能监听到，且能做出相应的动作。

现在还有一个问题就是，谁让你监听的？

这个发出指令的就是 Watcher，只有 Watcher 获取数据才触发相应的操作；同样，修改数据时，也只执行 Watcher 相关操作。

那如何讲 Observer、Watcher 两者关联起来呢？全局变量！这个全局变量，只有 Watcher 才做修改，Observer 只是读取判断，根据这个全局变量的值不同而判断是否 Watcher 对数据进行读取，这个全局变量可以附加在 dep 上：

dep.target = null;

根据以上所述，简单整理下，代码如下：

function Watcher(data, exp, cb) {
 this.data = data;
 this.exp = exp;
 this.cb = cb;
 this.value = this.get();
}
Watcher.prototype.get = function() {
 // 给 dep.target 置值，告诉 Observer 这是 Watcher 调用的 getter
 dep.target = this;
 // 调用 getter，触发相应响应
 var value = this.data[this.exp];
 // dep.target 还原
 dep.target = null;
 return value;
};
Watcher.prototype.update = function() {
 this.cb();
};
function Observer(value) {
 this.value = value;
 this.walk(value);
}
Observer.prototype.walk = function(obj) {
 var keys = Object.keys(obj);
 for(var i = 0; i < keys.length; i++) {
 // 给所有属性添加 getter、setter
 defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]]);
 }
};

var dep = [];
dep.target = null;

function defineReactive(obj, key, val) {
 // 有自定义的 property，则用自定义的 property
 var property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key);
 if(property && property.configurable === false) {
 return;
 }

 var getter = property && property.get;
 var setter = property && property.set;

 // 递归的方式实现给属性的属性添加 getter、setter
 var childOb = observe(val);
 Object.defineProperty(obj, key, {
 enumerable: true,
 configurable: true,
 get: function() {
  var value = getter ? getter.call(obj) : val;
  // 如果是 Watcher 监听的，就把 Watcher 对象压入 dep
  if(dep.target) {
  dep.push(dep.target);
  }
  return value;
 },
 set: function(newVal) {
  var value = getter ? getter.call(obj) : val;
  // set 值与原值相同，则不更新
  if(newVal === value) {
  return;
  }
  if(setter) {
  setter.call(obj, newVal);
  } else {
  val = newVal;
  }
  // 给新赋值的属性值的属性添加 getter、setter
  childOb = observe(newVal);
  // 按序执行 dep 中元素的 update 方法
  for(var i = 0; i < dep.length; i++) {
  dep[i].update(); 
  }
 }
 });
}

function observe(value) {
 if(!value || typeof value !== 'object') {
 return;
 }
 return new Observer(value);
}


var data = {a: 1};
new Observer(data);
new Watcher(data, 'a', function(){console.log('it works')});
data.a =12;
data.a =14;

上面基本实现了数据的监听，bug 肯定有不少，不过只是一个粗糙的 demo，只是想展示一个大概的流程，没有扣到非常细致。

Dep

上面几个例子，dep 是个全局的数组，但凡 new 一个 Watcher，dep 中就要多一个 Watcher 实例，这时候不管哪个 data 更新，所有的 Watcher 实例的 update 都会执行，这是不可接受的。

Dep 抽象出来，单独搞一个构造函数，不放在全局，就能解决了：

function Dep() {
 this.subs = [];
}
Dep.prototype.addSub = function(sub) {
 this.subs.push(sub);
};
Dep.prototype.notify = function() {
 var subs = this.subs.slice();
 for(var i = 0; i < subs.length; i++) {
 subs[i].update();
 }
}

利用 Dep 将上面的代码改写下就好了（当然，此处的 Dep 代码也不完全，只是一个大概的意思罢了）。

Vue 实例代理 data 对象

官方文档中有这么一句话：

每个 Vue 实例都会代理其 data 对象里所有的属性。

var data = { a: 1 };
var vm = new Vue({data: data});

vm.a === data.a // -> true

// 设置属性也会影响到原始数据
vm.a = 2
data.a // -> 2

// ... 反之亦然
data.a = 3
vm.a // -> 3

这种代理看起来很麻烦，其实也是可以通过 Object.defineProperty 来实现的：

function Vue(options) {
 var data = this.data = options.data;

 var keys = Object.keys(data);
 var i = keys.length;
 while(i--) {
 proxy(this, keys[i];
 }
}
function proxy(vm, key) {
 Object.defineProperty(vm, key, {
 configurable: true,
 enumerable: true,
 // 直接获取 vm.data[key] 的值
 get: function() {
  return vm.data[key];
 },
 // 设置值的时候直接设置 vm.data[key] 的值
 set: function(val) {
  vm.data[key] = val;
 }
 };
}

捏出一个 Vue，实现最初目标

var Vue = (function() {
 var Watcher = function Watcher(vm, exp, cb) {
  this.vm = vm;
  this.exp = exp;
  this.cb = cb;
  this.value = this.get();
 };
 Watcher.prototype.get = function get() {
  Dep.target = this;
  var value = this.vm._data[this.exp];
  Dep.target = null;
  return value;
 };
 Watcher.prototype.addDep = function addDep(dep) {
  dep.addSub(this);
 };
 Watcher.prototype.update = function update() {
  this.run();
 };
 Watcher.prototype.run = function run() {
  this.cb.call(this.vm);
 }

 var Dep = function Dep() {
  this.subs = [];
 };
 Dep.prototype.addSub = function addSub(sub) {
  this.subs.push(sub);
 };
 Dep.prototype.depend = function depend() {
  if(Dep.target) {
   Dep.target.addDep(this);
  }
 };
 Dep.prototype.notify = function notify() {
  var subs = this.subs.slice();
  for(var i = 0; i < subs.length; i++) {
   subs[i].update();
  }
 };

 Dep.target = null;

 var Observer = function Observer(value) {
  this.value = value;
  this.dep = new Dep();

  this.walk(value);
 };
 Observer.prototype.walk = function walk(obj) {
  var keys = Object.keys(obj);

  for(var i = 0; i < keys.length; i++) {
   defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]]);
  }
 };

 function defineReactive(obj, key, val) {
  var dep = new Dep();

  var property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key);
  if(property && property.configurable === false) {
   return;
  }

  var getter = property && property.get;
  var setter = property && property.set;

  var childOb = observe(val);
  Object.defineProperty(obj, key, {
   enumerable: true,
   configurable: true,
   get: function reactiveGetter() {
    var value = getter ? getter.call(obj) : val;

    if(Dep.target) {
     dep.depend();
     if(childOb) {
      childOb.dep.depend();
     }
    }
    return value;
   },
   set: function reactiveSetter(newVal) {
    var value = getter ? getter.call(obj) : val;
    if(newVal === value) {
     return;
    }
    if(setter) {
     setter.call(obj, newVal);
    } else {
     val = newVal;
    }
    childOb = observe(newVal);
    dep.notify();
   }
  });
 }
 function observe(value) {
  if(!value || typeof value !== 'object') {
   return;
  }
  return new Observer(value);
 }

 function Vue(options) {
  var vm = this;
  this._el = options.el;
  var data = this._data = options.data;

  var keys = Object.keys(data);
  var i = keys.length;
  while(i--) {
   proxy(this, keys[i]);
  }
  observe(data);

  var elem = document.getElementById(this._el);
  elem.innerHTML = vm.message;

  new Watcher(this, 'message', function() {
   elem.innerHTML = vm.message;
  });

 }
 function proxy(vm, key) {
  Object.defineProperty(vm, key, {
   configurable: true,
   enumerable: true,
   get: function proxyGetter() {
    return vm._data[key];
   },
   set: function proxySetter(val) {
    vm._data[key] = val;
   }
  });
 }
 return Vue;
})();


<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>Document</title>
 <script type="text/javascript" src="vue.js"></script>
</head>
<body>
 <div id="app"></div>
 <script type="text/javascript">
  var app = new Vue({
   el: 'app',
   data: {
    message: 'aaaaaaaaaaaaa'
   }
  });
 </script>
</body>
</html>

参考资料：

vue 源码分析之如何实现 observer 和 watcher
vue早期源码学习系列之一：如何监听一个对象的变化

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