摘要：總結(jié)最后我們依照下圖參考深入淺出，再來回顧下整個(gè)過程在后，會(huì)調(diào)用函數(shù)進(jìn)行初始化，也就是過程，在這個(gè)過程通過轉(zhuǎn)換成了的形式，來對(duì)數(shù)據(jù)追蹤變化，當(dāng)被設(shè)置的對(duì)象被讀取的時(shí)候會(huì)執(zhí)行函數(shù)，而在當(dāng)被賦值的時(shí)候會(huì)執(zhí)行函數(shù)。

Vue 最獨(dú)特的特性之一，是其非侵入性的響應(yīng)式系統(tǒng)。數(shù)據(jù)模型僅僅是普通的 JavaScript 對(duì)象。而當(dāng)你修改它們時(shí)，視圖會(huì)進(jìn)行更新。這使得狀態(tài)管理非常簡(jiǎn)單直接，不過理解其工作原理同樣重要，這樣你可以避開一些常見的問題。----官方文檔
本文將針對(duì)響應(yīng)式原理做一個(gè)詳細(xì)介紹，并且?guī)銓?shí)現(xiàn)一個(gè)基礎(chǔ)版的響應(yīng)式系統(tǒng)。本文的代碼請(qǐng)猛戳Github博客

我們先來看個(gè)例子：

    
Price :￥{{ price }}
    
Total:￥{{ price * quantity }}
    
Taxes: ￥{{ totalPriceWithTax }}
    改變價(jià)格

var app = new Vue({
  el: "#app",
  data() {
    return {
      price: 5.0,
      quantity: 2
    };
  },
  computed: {
    totalPriceWithTax() {
      return this.price * this.quantity * 1.03;
    }
  },
  methods: {
    changePrice() {
      this.price = 10;
    }
  }
})

上例中當(dāng)price 發(fā)生變化的時(shí)候，Vue就知道自己需要做三件事情：

更新頁面上price的值

計(jì)算表達(dá)式 price*quantity 的值，更新頁面

調(diào)用totalPriceWithTax 函數(shù)，更新頁面

數(shù)據(jù)發(fā)生變化后，會(huì)重新對(duì)頁面渲染，這就是Vue響應(yīng)式，那么這一切是怎么做到的呢？

想完成這個(gè)過程，我們需要：

偵測(cè)數(shù)據(jù)的變化

收集視圖依賴了哪些數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)變化時(shí)，自動(dòng)“通知”需要更新的視圖部分，并進(jìn)行更新

對(duì)應(yīng)專業(yè)俗語分別是：

數(shù)據(jù)劫持 / 數(shù)據(jù)代理

依賴收集

發(fā)布訂閱模式

首先有個(gè)問題，在Javascript中，如何偵測(cè)一個(gè)對(duì)象的變化？
其實(shí)有兩種辦法可以偵測(cè)到變化：使用Object.defineProperty和ES6的Proxy，這就是進(jìn)行數(shù)據(jù)劫持或數(shù)據(jù)代理。這部分代碼主要參考珠峰架構(gòu)課。

Vue通過設(shè)定對(duì)象屬性的 setter/getter 方法來監(jiān)聽數(shù)據(jù)的變化，通過getter進(jìn)行依賴收集，而每個(gè)setter方法就是一個(gè)觀察者，在數(shù)據(jù)變更的時(shí)候通知訂閱者更新視圖。

function render () {
  console.log("模擬視圖渲染")
}
let data = {
  name: "浪里行舟",
  location: { x: 100, y: 100 }
}
observe(data)
function observe (obj) { // 我們來用它使對(duì)象變成可觀察的
  // 判斷類型
  if (!obj || typeof obj !== "object") {
    return
  }
  Object.keys(obj).forEach(key => {
    defineReactive(obj, key, obj[key])
  })
  function defineReactive (obj, key, value) {
    // 遞歸子屬性
    observe(value)
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true, //可枚舉（可以遍歷）
      configurable: true, //可配置（比如可以刪除）
      get: function reactiveGetter () {
        console.log("get", value) // 監(jiān)聽
        return value
      },
      set: function reactiveSetter (newVal) {
        observe(newVal) //如果賦值是一個(gè)對(duì)象，也要遞歸子屬性
        if (newVal !== value) {
          console.log("set", newVal) // 監(jiān)聽
          render()
          value = newVal
        }
      }
    })
  }
}
data.location = {
  x: 1000,
  y: 1000
} //set {x: 1000,y: 1000} 模擬視圖渲染
data.name // get 浪里行舟

上面這段代碼的主要作用在于：observe這個(gè)函數(shù)傳入一個(gè) obj（需要被追蹤變化的對(duì)象），通過遍歷所有屬性的方式對(duì)該對(duì)象的每一個(gè)屬性都通過 defineReactive 處理,以此來達(dá)到實(shí)現(xiàn)偵測(cè)對(duì)象變化。值得注意的是，observe 會(huì)進(jìn)行遞歸調(diào)用。
那我們?nèi)绾蝹蓽y(cè)Vue中data 中的數(shù)據(jù)，其實(shí)也很簡(jiǎn)單：

class Vue {
    /* Vue構(gòu)造類 */
    constructor(options) {
        this._data = options.data;
        observer(this._data);
    }
}

這樣我們只要 new 一個(gè) Vue 對(duì)象，就會(huì)將 data 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行追蹤變化。
不過這種方式有幾個(gè)注意點(diǎn)需補(bǔ)充說明：

無法檢測(cè)到對(duì)象屬性的添加或刪除(如data.location.a=1)。

這是因?yàn)?Vue 通過Object.defineProperty來將對(duì)象的key轉(zhuǎn)換成getter/setter的形式來追蹤變化，但getter/setter只能追蹤一個(gè)數(shù)據(jù)是否被修改，無法追蹤新增屬性和刪除屬性。如果是刪除屬性，我們可以用vm.$delete實(shí)現(xiàn)，那如果是新增屬性，該怎么辦呢？
1）可以使用 Vue.set(location, a, 1) 方法向嵌套對(duì)象添加響應(yīng)式屬性;
2）也可以給這個(gè)對(duì)象重新賦值，比如data.location = {...data.location,a:1}

Object.defineProperty 不能監(jiān)聽數(shù)組的變化，需要進(jìn)行數(shù)組方法的重寫，具體代碼如下：

function render() {
  console.log("模擬視圖渲染")
}
let obj = [1, 2, 3]
let methods = ["pop", "shift", "unshift", "sort", "reverse", "splice", "push"]
// 先獲取到原來的原型上的方法
let arrayProto = Array.prototype
// 創(chuàng)建一個(gè)自己的原型 并且重寫methods這些方法
let proto = Object.create(arrayProto)
methods.forEach(method => {
  proto[method] = function() {
    // AOP
    arrayProto[method].call(this, ...arguments)
    render()
  }
})
function observer(obj) {
  // 把所有的屬性定義成set/get的方式
  if (Array.isArray(obj)) {
    obj.__proto__ = proto
    return
  }
  if (typeof obj == "object") {
    for (let key in obj) {
      defineReactive(obj, key, obj[key])
    }
  }
}
function defineReactive(data, key, value) {
  observer(value)
  Object.defineProperty(data, key, {
    get() {
      return value
    },
    set(newValue) {
      observer(newValue)
      if (newValue !== value) {
        render()
        value = newValue
      }
    }
  })
}
observer(obj)
function $set(data, key, value) {
  defineReactive(data, key, value)
}
obj.push(123, 55)
console.log(obj) //[1, 2, 3, 123,  55]

這種方法將數(shù)組的常用方法進(jìn)行重寫，進(jìn)而覆蓋掉原生的數(shù)組方法，重寫之后的數(shù)組方法需要能夠被攔截。但有些數(shù)組操作Vue時(shí)攔截不到的，當(dāng)然也就沒辦法響應(yīng)，比如：

obj.length-- // 不支持?jǐn)?shù)組的長(zhǎng)度變化
obj[0]=1  // 修改數(shù)組中第一個(gè)元素，也無法偵測(cè)數(shù)組的變化

ES6提供了元編程的能力，所以有能力攔截，Vue3.0可能會(huì)用ES6中Proxy 作為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)代理的主要方式。

Proxy 是 JavaScript 2015 的一個(gè)新特性。Proxy 的代理是針對(duì)整個(gè)對(duì)象的，而不是對(duì)象的某個(gè)屬性，因此不同于 Object.defineProperty 的必須遍歷對(duì)象每個(gè)屬性，Proxy 只需要做一層代理就可以監(jiān)聽同級(jí)結(jié)構(gòu)下的所有屬性變化，當(dāng)然對(duì)于深層結(jié)構(gòu)，遞歸還是需要進(jìn)行的。此外Proxy支持代理數(shù)組的變化。

function render() {
  console.log("模擬視圖的更新")
}
let obj = {
  name: "前端工匠",
  age: { age: 100 },
  arr: [1, 2, 3]
}
let handler = {
  get(target, key) {
    // 如果取的值是對(duì)象就在對(duì)這個(gè)對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)劫持
    if (typeof target[key] == "object" && target[key] !== null) {
      return new Proxy(target[key], handler)
    }
    return Reflect.get(target, key)
  },
  set(target, key, value) {
    if (key === "length") return true
    render()
    return Reflect.set(target, key, value)
  }
}

let proxy = new Proxy(obj, handler)
proxy.age.name = "浪里行舟" // 支持新增屬性
console.log(proxy.age.name) // 模擬視圖的更新 浪里行舟
proxy.arr[0] = "浪里行舟" //支持?jǐn)?shù)組的內(nèi)容發(fā)生變化
console.log(proxy.arr) // 模擬視圖的更新 ["浪里行舟", 2, 3 ]
proxy.arr.length-- // 無效

以上代碼不僅精簡(jiǎn)，而且還是實(shí)現(xiàn)一套代碼對(duì)對(duì)象和數(shù)組的偵測(cè)都適用。不過Proxy兼容性不太好！

我們之所以要觀察數(shù)據(jù)，其目的在于當(dāng)數(shù)據(jù)的屬性發(fā)生變化時(shí)，可以通知那些曾經(jīng)使用了該數(shù)據(jù)的地方。比如第一例子中，模板中使用了price 數(shù)據(jù)，當(dāng)它發(fā)生變化時(shí)，要向使用了它的地方發(fā)送通知。那如果多個(gè)Vue實(shí)例中共用一個(gè)變量，如下面這個(gè)例子：

let globalData = {
    text: "浪里行舟"
};
let test1 = new Vue({
    template:
        `

            {{text}} 
        
`,
    data: globalData
});
let test2 = new Vue({
    template:
        `

            {{text}} 
        
`,
    data: globalData
});

如果我們執(zhí)行下面這條語句：

globalData.text = "前端工匠";

此時(shí)我們需要通知 test1 以及 test2 這兩個(gè)Vue實(shí)例進(jìn)行視圖的更新,我們只有通過收集依賴才能知道哪些地方依賴我的數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)更新時(shí)派發(fā)更新。那依賴收集是如何實(shí)現(xiàn)的？其中的核心思想就是“事件發(fā)布訂閱模式”。接下來我們先介紹兩個(gè)重要角色-- 訂閱者 Dep和觀察者 Watcher ，然后闡述收集依賴的如何實(shí)現(xiàn)的。

收集依賴需要為依賴找一個(gè)存儲(chǔ)依賴的地方，為此我們創(chuàng)建了Dep,它用來收集依賴、刪除依賴和向依賴發(fā)送消息等。

于是我們先來實(shí)現(xiàn)一個(gè)訂閱者 Dep 類，用于解耦屬性的依賴收集和派發(fā)更新操作，說得具體點(diǎn)，它的主要作用是用來存放 Watcher 觀察者對(duì)象。我們可以把Watcher理解成一個(gè)中介的角色，數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)通知它，然后它再通知其他地方。

class Dep {
    constructor () {
        /* 用來存放Watcher對(duì)象的數(shù)組 */
        this.subs = [];
    }
    /* 在subs中添加一個(gè)Watcher對(duì)象 */
    addSub (sub) {
        this.subs.push(sub);
    }
    /* 通知所有Watcher對(duì)象更新視圖 */
    notify () {
        this.subs.forEach((sub) => {
            sub.update();
        })
    }
}

以上代碼主要做兩件事情：

用 addSub 方法可以在目前的 Dep 對(duì)象中增加一個(gè) Watcher 的訂閱操作；

用 notify 方法通知目前 Dep 對(duì)象的 subs 中的所有 Watcher 對(duì)象觸發(fā)更新操作。

所以當(dāng)需要依賴收集的時(shí)候調(diào)用 addSub，當(dāng)需要派發(fā)更新的時(shí)候調(diào)用 notify。調(diào)用也很簡(jiǎn)單：

let dp = new Dep()
dp.addSub(() => {
    console.log("emit here")
})
dp.notify()

Vue 中定義一個(gè) Watcher 類來表示觀察訂閱依賴。至于為啥引入Watcher，《深入淺出vue.js》給出了很好的解釋:

當(dāng)屬性發(fā)生變化后，我們要通知用到數(shù)據(jù)的地方，而使用這個(gè)數(shù)據(jù)的地方有很多，而且類型還不一樣，既有可能是模板，也有可能是用戶寫的一個(gè)watch,這時(shí)需要抽象出一個(gè)能集中處理這些情況的類。然后，我們?cè)谝蕾囀占A段只收集這個(gè)封裝好的類的實(shí)例進(jìn)來，通知也只通知它一個(gè)，再由它負(fù)責(zé)通知其他地方。

依賴收集的目的是將觀察者 Watcher 對(duì)象存放到當(dāng)前閉包中的訂閱者 Dep 的 subs 中。形成如下所示的這樣一個(gè)關(guān)系（圖參考《剖析 Vue.js 內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制》）。

class Watcher {
  constructor(obj, key, cb) {
    // 將 Dep.target 指向自己
    // 然后觸發(fā)屬性的 getter 添加監(jiān)聽
    // 最后將 Dep.target 置空
    Dep.target = this
    this.cb = cb
    this.obj = obj
    this.key = key
    this.value = obj[key]
    Dep.target = null
  }
  update() {
    // 獲得新值
    this.value = this.obj[this.key]
   // 我們定義一個(gè) cb 函數(shù)，這個(gè)函數(shù)用來模擬視圖更新，調(diào)用它即代表更新視圖
    this.cb(this.value)
  }
}

以上就是 Watcher 的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，在執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)的時(shí)候?qū)?Dep.target 指向自身，從而使得收集到了對(duì)應(yīng)的 Watcher，在派發(fā)更新的時(shí)候取出對(duì)應(yīng)的 Watcher ,然后執(zhí)行 update 函數(shù)。

所謂的依賴，其實(shí)就是Watcher。至于如何收集依賴，總結(jié)起來就一句話，在getter中收集依賴，在setter中觸發(fā)依賴。先收集依賴，即把用到該數(shù)據(jù)的地方收集起來，然后等屬性發(fā)生變化時(shí)，把之前收集好的依賴循環(huán)觸發(fā)一遍就行了。

具體來說，當(dāng)外界通過Watcher讀取數(shù)據(jù)時(shí)，便會(huì)觸發(fā)getter從而將Watcher添加到依賴中，哪個(gè)Watcher觸發(fā)了getter，就把哪個(gè)Watcher收集到Dep中。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)循環(huán)依賴列表，把所有的Watcher都通知一遍。

最后我們對(duì) defineReactive 函數(shù)進(jìn)行改造，在自定義函數(shù)中添加依賴收集和派發(fā)更新相關(guān)的代碼,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)響應(yīng)式。

function observe (obj) {
  // 判斷類型
  if (!obj || typeof obj !== "object") {
    return
  }
  Object.keys(obj).forEach(key => {
    defineReactive(obj, key, obj[key])
  })
  function defineReactive (obj, key, value) {
    observe(value)  // 遞歸子屬性
    let dp = new Dep() //新增
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true, //可枚舉（可以遍歷）
      configurable: true, //可配置（比如可以刪除）
      get: function reactiveGetter () {
        console.log("get", value) // 監(jiān)聽
     // 將 Watcher 添加到訂閱
       if (Dep.target) {
         dp.addSub(Dep.target) // 新增
       }
        return value
      },
      set: function reactiveSetter (newVal) {
        observe(newVal) //如果賦值是一個(gè)對(duì)象，也要遞歸子屬性
        if (newVal !== value) {
          console.log("set", newVal) // 監(jiān)聽
          render()
          value = newVal
     // 執(zhí)行 watcher 的 update 方法
          dp.notify() //新增
        }
      }
    })
  }
}

class Vue {
    constructor(options) {
        this._data = options.data;
        observer(this._data);
        /* 新建一個(gè)Watcher觀察者對(duì)象，這時(shí)候Dep.target會(huì)指向這個(gè)Watcher對(duì)象 */
        new Watcher();
        console.log("模擬視圖渲染");
    }
}

當(dāng) render function 被渲染的時(shí)候,讀取所需對(duì)象的值，會(huì)觸發(fā) reactiveGetter 函數(shù)把當(dāng)前的 Watcher 對(duì)象（存放在 Dep.target 中）收集到 Dep 類中去。之后如果修改對(duì)象的值，則會(huì)觸發(fā) reactiveSetter 方法，通知 Dep 類調(diào)用 notify 來觸發(fā)所有 Watcher 對(duì)象的 update 方法更新對(duì)應(yīng)視圖。

最后我們依照下圖（參考《深入淺出vue.js》），再來回顧下整個(gè)過程：

在 new Vue() 后， Vue 會(huì)調(diào)用 _init 函數(shù)進(jìn)行初始化，也就是init 過程，在 這個(gè)過程Data通過Observer轉(zhuǎn)換成了getter/setter的形式，來對(duì)數(shù)據(jù)追蹤變化，當(dāng)被設(shè)置的對(duì)象被讀取的時(shí)候會(huì)執(zhí)行getter 函數(shù)，而在當(dāng)被賦值的時(shí)候會(huì)執(zhí)行 setter函數(shù)。

當(dāng)render function 執(zhí)行的時(shí)候，因?yàn)闀?huì)讀取所需對(duì)象的值，所以會(huì)觸發(fā)getter函數(shù)從而將Watcher添加到依賴中進(jìn)行依賴收集。

在修改對(duì)象的值的時(shí)候，會(huì)觸發(fā)對(duì)應(yīng)的setter， setter通知之前依賴收集得到的 Dep 中的每一個(gè) Watcher，告訴它們自己的值改變了，需要重新渲染視圖。這時(shí)候這些 Watcher就會(huì)開始調(diào)用 update 來更新視圖。

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