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Vue 进阶系列(一)之响应式原理及实现

Vue 进阶系列(一)之响应式原理及实现

作者: 程序员依扬 | 来源:发表于2018-11-01 14:26 被阅读2次

    Vue进阶系列汇总如下,欢迎阅读,欢迎加高级前端进阶群一起学习(文末)。

    Vue 进阶系列(一)之响应式原理及实现

    Vue 进阶系列(二)之插件原理及实现

    什么是响应式Reactivity

    Reactivity表示一个状态改变之后,如何动态改变整个系统,在实际项目应用场景中即数据如何动态改变Dom。

    需求

    现在有一个需求,有a和b两个变量,要求b一直是a的10倍,怎么做?

    简单尝试1:

    let a = 3;
    let b = a * 10;
    console.log(b); // 30
    

    乍一看好像满足要求,但此时b的值是固定的,不管怎么修改a,b并不会跟着一起改变。也就是说b并没有和a保持数据上的同步。只有在a变化之后重新定义b的值,b才会变化。

    a = 4;
    console.log(a); // 4
    console.log(b); // 30
    b = a * 10;
    console.log(b); // 40
    

    简单尝试2:

    将a和b的关系定义在函数内,那么在改变a之后执行这个函数,b的值就会改变。伪代码如下。

    onAChanged(() => {
        b = a * 10;
    })
    

    所以现在的问题就变成了如何实现onAChanged函数,当a改变之后自动执行onAChanged,请看后续。

    结合view层

    现在把a、b和view页面相结合,此时a对应于数据,b对应于页面。业务场景很简单,改变数据a之后就改变页面b。

    <span class="cell b"></span>
    
    document
        .querySelector('.cell.b')
        .textContent = state.a * 10
    

    现在建立数据a和页面b的关系,用函数包裹之后建立以下关系。

    <span class="cell b"></span>
    
    onStateChanged(() => {
        document
            .querySelector(‘.cell.b’)
            .textContent = state.a * 10
    })
    

    再次抽象之后如下所示。

    <span class="cell b">
        {{ state.a * 10 }}
    </span>
    
    onStateChanged(() => {
        view = render(state)
    })
    

    view = render(state)是所有的页面渲染的高级抽象。这里暂不考虑view = render(state)的实现,因为需要涉及到DOM结构及其实现等一系列技术细节。这边需要的是onStateChanged的实现。

    实现

    实现方式是通过Object.defineProperty中的gettersetter方法。具体使用方法参考如下链接。

    MDN之Object.defineProperty

    需要注意的是getset函数是存取描述符,valuewritable函数是数据描述符。描述符必须是这两种形式之一,但二者不能共存,不然会出现异常。

    实例1:实现convert()函数

    要求如下:

    • 1、传入对象obj作为参数
    • 2、使用Object.defineProperty转换对象的所有属性
    • 3、转换后的对象保留原始行为,但在get或者set操作中输出日志

    示例:

    const obj = { foo: 123 }
    convert(obj)
    
    
    obj.foo // 输出 getting key "foo": 123
    obj.foo = 234 // 输出 setting key "foo" to 234
    obj.foo // 输出 getting key "foo": 234
    

    在了解Object.definePropertygettersetter的使用方法之后,通过修改getset函数就可以实现onAChangedonStateChanged

    实现:

    function convert (obj) {
    
      // 迭代对象的所有属性
      // 并使用Object.defineProperty()转换成getter/setters
      Object.keys(obj).forEach(key => {
      
        // 保存原始值
        let internalValue = obj[key]
        
        Object.defineProperty(obj, key, {
          get () {
            console.log(`getting key "${key}": ${internalValue}`)
            return internalValue
          },
          set (newValue) {
            console.log(`setting key "${key}" to: ${newValue}`)
            internalValue = newValue
          }
        })
      })
    }
    

    实例2:实现Dep

    要求如下:

    • 1、创建一个Dep类,包含两个方法:dependnotify
    • 2、创建一个autorun函数,传入一个update函数作为参数
    • 3、在update函数中调用dep.depend(),显式依赖于Dep实例
    • 4、调用dep.notify()触发update函数重新运行

    示例:

    const dep = new Dep()
    
    autorun(() => {
      dep.depend()
      console.log('updated')
    })
    // 注册订阅者,输出 updated
    
    dep.notify()
    // 通知改变,输出 updated
    

    首先需要定义autorun函数,接收update函数作为参数。因为调用autorun时要在Dep中注册订阅者,同时调用dep.notify()时要重新执行update函数,所以Dep中必须持有update引用,这里使用变量activeUpdate表示包裹update的函数。

    实现代码如下。

    let activeUpdate = null 
    
    function autorun (update) {
      const wrappedUpdate = () => {
        activeUpdate = wrappedUpdate    // 引用赋值给activeUpdate
        update()                        // 调用update,即调用内部的dep.depend
        activeUpdate = null             // 绑定成功之后清除引用
      }
      wrappedUpdate()                   // 调用
    }
    

    wrappedUpdate本质是一个闭包,update函数内部可以获取到activeUpdate变量,同理dep.depend()内部也可以获取到activeUpdate变量,所以Dep的实现就很简单了。

    实现代码如下。

    class Dep {
    
      // 初始化
      constructor () {          
        this.subscribers = new Set()
      }
    
      // 订阅update函数列表
      depend () {
        if (activeUpdate) {     
          this.subscribers.add(activeUpdate)
        }
      }
    
      // 所有update函数重新运行
      notify () {              
        this.subscribers.forEach(sub => sub())
      }
    }
    

    结合上面两部分就是完整实现。

    实例3:实现响应式系统

    要求如下:

    • 1、结合上述两个实例,convert()重命名为观察者observe()
    • 2、observe()转换对象的属性使之响应式,对于每个转换后的属性,它会被分配一个Dep实例,该实例跟踪订阅update函数列表,并在调用setter时触发它们重新运行
    • 3、autorun()接收update函数作为参数,并在update函数订阅的属性发生变化时重新运行。

    示例:

    const state = {
      count: 0
    }
    
    observe(state)
    
    autorun(() => {
      console.log(state.count)
    })
    // 输出 count is: 0
    
    state.count++
    // 输出 count is: 1
    

    结合实例1和实例2之后就可以实现上述要求,observe中修改obj属性的同时分配Dep的实例,并在get中注册订阅者,在set中通知改变。autorun函数保存不变。
    实现如下:

    class Dep {
    
      // 初始化
      constructor () {          
        this.subscribers = new Set()
      }
    
      // 订阅update函数列表
      depend () {
        if (activeUpdate) {     
          this.subscribers.add(activeUpdate)
        }
      }
    
      // 所有update函数重新运行
      notify () {              
        this.subscribers.forEach(sub => sub())
      }
    }
    
    function observe (obj) {
    
      // 迭代对象的所有属性
      // 并使用Object.defineProperty()转换成getter/setters
      Object.keys(obj).forEach(key => {
        let internalValue = obj[key]
    
        // 每个属性分配一个Dep实例
        const dep = new Dep()
    
        Object.defineProperty(obj, key, {
        
          // getter负责注册订阅者
          get () {
            dep.depend()
            return internalValue
          },
    
          // setter负责通知改变
          set (newVal) {
            const changed = internalValue !== newVal
            internalValue = newVal
            
            // 触发后重新计算
            if (changed) {
              dep.notify()
            }
          }
        })
      })
      return obj
    }
    
    let activeUpdate = null
    
    function autorun (update) {
    
      // 包裹update函数到"wrappedUpdate"函数中,
      // "wrappedUpdate"函数执行时注册和注销自身
      const wrappedUpdate = () => {
        activeUpdate = wrappedUpdate
        update()
        activeUpdate = null
      }
      wrappedUpdate()
    }
    

    结合Vue文档里的流程图就更加清晰了。


    image

    Job Done!!!

    本文内容参考自VUE作者尤大的付费视频

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