摘要：三依賴收集我們知道，當(dāng)一個可觀測對象的屬性被讀寫時，會觸發(fā)它的方法。依賴收集器的就是用來存放監(jiān)聽器里面的方法的。

每當(dāng)問到VueJS響應(yīng)式原理，大家可能都會脫口而出“Vue通過Object.defineProperty方法把data對象的全部屬性轉(zhuǎn)化成getter/setter，當(dāng)屬性被訪問或修改時通知變化”。然而，其內(nèi)部深層的響應(yīng)式原理可能很多人都沒有完全理解，網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于其響應(yīng)式原理的文章質(zhì)量也是參差不齊，大多是貼個代碼加段注釋了事。本文將會從一個非常簡單的例子出發(fā)，一步一步分析響應(yīng)式原理的具體實現(xiàn)思路。

首先，我們定義一個數(shù)據(jù)對象，就以王者榮耀里面的其中一個英雄為例子：

const hero = {
  health: 3000,
  IQ: 150
}

我們定義了這個英雄的生命值為3000，IQ為150。但是現(xiàn)在還不知道他是誰，不過這不重要，只需要知道這個英雄將會貫穿我們整篇文章，而我們的目的就是通過這個英雄的屬性，知道這個英雄是誰。

現(xiàn)在我們可以通過hero.health和hero.IQ直接讀寫這個英雄對應(yīng)的屬性值。但是，當(dāng)這個英雄的屬性被讀取或修改時，我們并不知情。那么應(yīng)該如何做才能夠讓英雄主動告訴我們，他的屬性被修改了呢？這時候就需要借助Object.defineProperty的力量了。

關(guān)于Object.defineProperty的介紹，MDN上是這么說的：

Object.defineProperty() 方法會直接在一個對象上定義一個新屬性，或者修改一個對象的現(xiàn)有屬性， 并返回這個對象。

在本文中，我們只使用這個方法使對象變得“可觀測”，更多關(guān)于這個方法的具體內(nèi)容，請參考https://developer.mozilla.org...，就不再贅述了。

那么如何讓這個英雄主動通知我們其屬性的讀寫情況呢？首先改寫一下上面的例子：

let hero = {}
let val = 3000
Object.defineProperty(hero, "health", {
  get () {
    console.log("我的health屬性被讀取了！")
    return val
  },
  set (newVal) {
    console.log("我的health屬性被修改了！")
    val = newVal
  }
})

我們通過Object.defineProperty方法，給hero定義了一個health屬性，這個屬性在被讀寫的時候都會觸發(fā)一段console.log?，F(xiàn)在來嘗試一下：

console.log(hero.health)

// -> 3000
// -> 我的health屬性被讀取了！

hero.health = 5000
// -> 我的health屬性被修改了

可以看到，英雄已經(jīng)可以主動告訴我們其屬性的讀寫情況了，這也意味著，這個英雄的數(shù)據(jù)對象已經(jīng)是“可觀測”的了。為了把英雄的所有屬性都變得可觀測，我們可以想一個辦法：

/**
 * 使一個對象轉(zhuǎn)化成可觀測對象
 * @param { Object } obj 對象
 * @param { String } key 對象的key
 * @param { Any } val 對象的某個key的值
 */
function defineReactive (obj, key, val) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get () {
      // 觸發(fā)getter
      console.log(`我的${key}屬性被讀取了！`)
      return val
    },
    set (newVal) {
      // 觸發(fā)setter
      console.log(`我的${key}屬性被修改了！`)
      val = newVal
    }
  })
}

/**
 * 把一個對象的每一項都轉(zhuǎn)化成可觀測對象
 * @param { Object } obj 對象
 */
function observable (obj) {
  const keys = Object.keys(obj)
  keys.forEach((key) => {
    defineReactive(obj, key, obj[key])
  })
  return obj
}

現(xiàn)在我們可以把英雄這么定義：

const hero = observable({
  health: 3000,
  IQ: 150
})

讀者們可以在控制臺自行嘗試讀寫英雄的屬性，看看它是不是已經(jīng)變得可觀測的。

現(xiàn)在，英雄已經(jīng)變得可觀測，任何的讀寫操作他都會主動告訴我們，但也僅此而已，我們?nèi)匀徊恢浪钦l。如果我們希望在修改英雄的生命值和IQ之后，他能夠主動告訴他的其他信息，這應(yīng)該怎樣才能辦到呢？假設(shè)可以這樣：

watcher(hero, "type", () => {
  return hero.health > 4000 ? "坦克" : "脆皮"
})

我們定義了一個watcher作為“監(jiān)聽器”，它監(jiān)聽了hero的type屬性。這個type屬性的值取決于hero.health，換句話來說，當(dāng)hero.health發(fā)生變化時，hero.type也應(yīng)該發(fā)生變化，前者是后者的依賴。我們可以把這個hero.type稱為“計算屬性”。

那么，我們應(yīng)該怎樣才能正確構(gòu)造這個監(jiān)聽器呢？可以看到，在設(shè)想當(dāng)中，監(jiān)聽器接收三個參數(shù)，分別是被監(jiān)聽的對象、被監(jiān)聽的屬性以及回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)返回一個該被監(jiān)聽屬性的值。順著這個思路，我們嘗試著編寫一段代碼：

/**
 * 當(dāng)計算屬性的值被更新時調(diào)用
 * @param { Any } val 計算屬性的值
 */
function onComputedUpdate (val) {
  console.log(`我的類型是：${val}`);
}

/**
 * 觀測者
 * @param { Object } obj 被觀測對象
 * @param { String } key 被觀測對象的key
 * @param { Function } cb 回調(diào)函數(shù)，返回“計算屬性”的值
 */
function watcher (obj, key, cb) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get () {
      const val = cb()
      onComputedUpdate(val)
      return val
    },
    set () {
      console.error("計算屬性無法被賦值！")
    }
  })
}

現(xiàn)在我們可以把英雄放在監(jiān)聽器里面，嘗試跑一下上面的代碼：

watcher(hero, "type", () => {
  return hero.health > 4000 ? "坦克" : "脆皮"
})

hero.type

hero.health = 5000

hero.type

// -> 我的health屬性被讀取了！
// -> 我的類型是：脆皮
// -> 我的health屬性被修改了！
// -> 我的health屬性被讀取了！
// -> 我的類型是：坦克

現(xiàn)在看起來沒毛病，一切都運行良好，是不是就這樣結(jié)束了呢？別忘了，我們現(xiàn)在是通過手動讀取hero.type來獲取這個英雄的類型，并不是他主動告訴我們的。如果我們希望讓英雄能夠在health屬性被修改后，第一時間主動發(fā)起通知，又該怎么做呢？這就涉及到本文的核心知識點——依賴收集。

我們知道，當(dāng)一個可觀測對象的屬性被讀寫時，會觸發(fā)它的getter/setter方法。換個思路，如果我們可以在可觀測對象的getter/setter里面，去執(zhí)行監(jiān)聽器里面的onComputedUpdate()方法，是不是就能夠?qū)崿F(xiàn)讓對象主動發(fā)出通知的功能呢？

由于監(jiān)聽器內(nèi)的onComputedUpdate()方法需要接收回調(diào)函數(shù)的值作為參數(shù)，而可觀測對象內(nèi)并沒有這個回調(diào)函數(shù)，所以我們需要借助一個第三方來幫助我們把監(jiān)聽器和可觀測對象連接起來。

這個第三方就做一件事情——收集監(jiān)聽器內(nèi)的回調(diào)函數(shù)的值以及onComputedUpdate()方法。

現(xiàn)在我們把這個第三方命名為“依賴收集器”，一起來看看應(yīng)該怎么寫：

const Dep = {
  target: null
}

就是這么簡單。依賴收集器的target就是用來存放監(jiān)聽器里面的onComputedUpdate()方法的。

定義完依賴收集器，我們回到監(jiān)聽器里，看看應(yīng)該在什么地方把onComputedUpdate()方法賦值給Dep.target：

function watcher (obj, key, cb) {
  // 定義一個被動觸發(fā)函數(shù)，當(dāng)這個“被觀測對象”的依賴更新時調(diào)用
  const onDepUpdated = () => {
    const val = cb()
    onComputedUpdate(val)
  }

  Object.defineProperty(obj, key, {
    get () {
      Dep.target = onDepUpdated
      // 執(zhí)行cb()的過程中會用到Dep.target，
      // 當(dāng)cb()執(zhí)行完了就重置Dep.target為null
      const val = cb()
      Dep.target = null
      return val
    },
    set () {
      console.error("計算屬性無法被賦值！")
    }
  })
}

我們在監(jiān)聽器內(nèi)部定義了一個新的onDepUpdated()方法，這個方法很簡單，就是把監(jiān)聽器回調(diào)函數(shù)的值以及onComputedUpdate()給打包到一塊，然后賦值給Dep.target。這一步非常關(guān)鍵，通過這樣的操作，依賴收集器就獲得了監(jiān)聽器的回調(diào)值以及onComputedUpdate()方法。作為全局變量，Dep.target理所當(dāng)然的能夠被可觀測對象的getter/setter所使用。

重新看一下我們的watcher實例：

watcher(hero, "type", () => {
  return hero.health > 4000 ? "坦克" : "脆皮"
})

在它的回調(diào)函數(shù)中，調(diào)用了英雄的health屬性，也就是觸發(fā)了對應(yīng)的getter函數(shù)。理清楚這一點很重要，因為接下來我們需要回到定義可觀測對象的defineReactive()方法當(dāng)中，對它進(jìn)行改寫：

function defineReactive (obj, key, val) {
  const deps = []
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get () {
      if (Dep.target && deps.indexOf(Dep.target) === -1) {
        deps.push(Dep.target)
      }
      return val
    },
    set (newVal) {
      val = newVal
      deps.forEach((dep) => {
        dep()
      })
    }
  })
}

可以看到，在這個方法里面我們定義了一個空數(shù)組deps，當(dāng)getter被觸發(fā)的時候，就會往里面添加一個Dep.target。回到關(guān)鍵知識點Dep.target等于監(jiān)聽器的onComputedUpdate()方法，這個時候可觀測對象已經(jīng)和監(jiān)聽器捆綁到一塊。任何時候當(dāng)可觀測對象的setter被觸發(fā)時，就會調(diào)用數(shù)組中所保存的Dep.target方法，也就是自動觸發(fā)監(jiān)聽器內(nèi)部的onComputedUpdate()方法。

至于為什么這里的deps是一個數(shù)組而不是一個變量，是因為可能同一個屬性會被多個計算屬性所依賴，也就是存在多個Dep.target。定義deps為數(shù)組，若當(dāng)前屬性的setter被觸發(fā)，就可以批量調(diào)用多個計算屬性的onComputedUpdate()方法了。

完成了這些步驟，基本上我們整個響應(yīng)式系統(tǒng)就已經(jīng)搭建完成，下面貼上完整的代碼：

/**
 * 定義一個“依賴收集器”
 */
const Dep = {
  target: null
}

/**
 * 使一個對象轉(zhuǎn)化成可觀測對象
 * @param { Object } obj 對象
 * @param { String } key 對象的key
 * @param { Any } val 對象的某個key的值
 */
function defineReactive (obj, key, val) {
  const deps = []
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get () {
      console.log(`我的${key}屬性被讀取了！`)
      if (Dep.target && deps.indexOf(Dep.target) === -1) {
        deps.push(Dep.target)
      }
      return val
    },
    set (newVal) {
      console.log(`我的${key}屬性被修改了！`)
      val = newVal
      deps.forEach((dep) => {
        dep()
      })
    }
  })
}

/**
 * 把一個對象的每一項都轉(zhuǎn)化成可觀測對象
 * @param { Object } obj 對象
 */
function observable (obj) {
  const keys = Object.keys(obj)
  for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
    defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]])
  }
  return obj
}

/**
 * 當(dāng)計算屬性的值被更新時調(diào)用
 * @param { Any } val 計算屬性的值
 */
function onComputedUpdate (val) {
  console.log(`我的類型是：${val}`)
}

/**
 * 觀測者
 * @param { Object } obj 被觀測對象
 * @param { String } key 被觀測對象的key
 * @param { Function } cb 回調(diào)函數(shù)，返回“計算屬性”的值
 */
function watcher (obj, key, cb) {
  // 定義一個被動觸發(fā)函數(shù)，當(dāng)這個“被觀測對象”的依賴更新時調(diào)用
  const onDepUpdated = () => {
    const val = cb()
    onComputedUpdate(val)
  }

  Object.defineProperty(obj, key, {
    get () {
      Dep.target = onDepUpdated
      // 執(zhí)行cb()的過程中會用到Dep.target，
      // 當(dāng)cb()執(zhí)行完了就重置Dep.target為null
      const val = cb()
      Dep.target = null
      return val
    },
    set () {
      console.error("計算屬性無法被賦值！")
    }
  })
}

const hero = observable({
  health: 3000,
  IQ: 150
})

watcher(hero, "type", () => {
  return hero.health > 4000 ? "坦克" : "脆皮"
})

console.log(`英雄初始類型：${hero.type}`)

hero.health = 5000

// -> 我的health屬性被讀取了！
// -> 英雄初始類型：脆皮
// -> 我的health屬性被修改了！
// -> 我的health屬性被讀取了！
// -> 我的類型是：坦克

上述代碼可以直接在code pen或者瀏覽器控制臺上執(zhí)行。

在上面的例子中，依賴收集器只是一個簡單的對象，其實在defineReactive()內(nèi)部的deps數(shù)組等和依賴收集有關(guān)的功能，都應(yīng)該集成在Dep實例當(dāng)中，所以我們可以把依賴收集器改寫一下：

class Dep {
  constructor () {
    this.deps = []
  }

  depend () {
    if (Dep.target && this.deps.indexOf(Dep.target) === -1) {
      this.deps.push(Dep.target)
    }
  }

  notify () {
    this.deps.forEach((dep) => {
      dep()
    })
  }
}

Dep.target = null

同樣的道理，我們對observable和watcher都進(jìn)行一定的封裝與優(yōu)化，使這個響應(yīng)式系統(tǒng)變得模塊化：

class Observable {
  constructor (obj) {
    return this.walk(obj)
  }

  walk (obj) {
    const keys = Object.keys(obj)
    keys.forEach((key) => {
      this.defineReactive(obj, key, obj[key])
    })
    return obj
  }

  defineReactive (obj, key, val) {
    const dep = new Dep()
    Object.defineProperty(obj, key, {
      get () {
        dep.depend()
        return val
      },
      set (newVal) {
        val = newVal
        dep.notify()
      }
    })
  }
}

class Watcher {
  constructor (obj, key, cb, onComputedUpdate) {
    this.obj = obj
    this.key = key
    this.cb = cb
    this.onComputedUpdate = onComputedUpdate
    return this.defineComputed()
  }

  defineComputed () {
    const self = this
    const onDepUpdated = () => {
      const val = self.cb()
      this.onComputedUpdate(val)
    }

    Object.defineProperty(self.obj, self.key, {
      get () {
        Dep.target = onDepUpdated
        const val = self.cb()
        Dep.target = null
        return val
      },
      set () {
        console.error("計算屬性無法被賦值！")
      }
    })
  }
}

然后我們來跑一下：

const hero = new Observable({
  health: 3000,
  IQ: 150
})

new Watcher(hero, "type", () => {
  return hero.health > 4000 ? "坦克" : "脆皮"
}, (val) => {
  console.log(`我的類型是：${val}`)
})

console.log(`英雄初始類型：${hero.type}`)

hero.health = 5000

// -> 英雄初始類型：脆皮
// -> 我的類型是：坦克

代碼已經(jīng)放在code pen，瀏覽器控制臺也是可以運行的~

看到上述的代碼，是不是發(fā)現(xiàn)和VueJS源碼里面的很像？其實VueJS的思路和原理也是類似的，只不過它做了更多的事情，但核心還是在這里邊。

在學(xué)習(xí)VueJS源碼的時候，曾經(jīng)被響應(yīng)式原理弄得頭昏腦漲，并非一下子就看懂了。后在不斷的思考與嘗試下，同時參考了許多其他人的思路，才總算把這一塊的知識點完全掌握。希望這篇文章對大家有幫助，如果發(fā)現(xiàn)有任何錯漏的地方，也歡迎向我指出，謝謝大家~