vue2.0源码分析之理解响应式架构

分享前啰嗦

我之前介绍过vue1.0如何实现observer和watcher。本想继续写下去，可是vue2.0横空出世..所以
直接看vue2.0吧。这篇文章在公司分享过，终于写出来了。我们采用用最精简的代码，还原vue2.0响应式架构实现
以前写的那篇 vue 源码分析之如何实现 observer 和 watcher可以作为本次分享的参考。
不过不看也没关系，但是最好了解下Object.defineProperty

本文分享什么

理解vue2.0的响应式架构，就是下面这张图

顺带介绍他比react快的其中一个原因

本分实现什么

const demo = new Vue({
  data: {
    text: "before",
  },
  //对应的template 为 <div><span>{{text}}</span></div>
  render(h){
    return h('div', {}, [
      h('span', {}, [this.__toString__(this.text)])
    ])
  }
})
 setTimeout(function(){
   demo.text = "after"
 }, 3000)

对应的虚拟dom会从
<div><span>before</span></div> 变为 <div><span>after</span></div>
好，开始吧！！！

第一步， 讲data 下面所有属性变为observable

来来来先看代码吧

    class Vue {
      constructor(options) {
        this.$options = options
        this._data = options.data
        observer(options.data, this._update)
        this._update()
      }
      _update(){
        this.$options.render()
      }
    }


    function observer(value, cb){
      Object.keys(value).forEach((key) => defineReactive(value, key, value[key] , cb))
    }

    function defineReactive(obj, key, val, cb) {
      Object.defineProperty(obj, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: ()=>{},
        set:newVal=> {
          cb()
        }
      })
    }

    var demo = new Vue({
      el: '#demo',
      data: {
        text: 123,
      },
      render(){
        console.log("我要render了")
      }
    })

     setTimeout(function(){
       demo._data.text = 444
     }, 3000)

为了好演示我们只考虑最简单的情况，如果看了vue 源码分析之如何实现 observer 和 watcher可能就会很好理解，不过没关系，我们三言两语再说说，这段代码要实现的功能就是将

    var demo = new Vue({
      el: '#demo',
      data: {
        text: 123,
      },
      render(){
        console.log("我要render了")
      }
    })

中data 里面所有的属性置于 observer，然后data里面的属性，比如 text 以改变，就引起_update()函数调用进而重新渲染，是怎样做到的呢，我们知道其实就是赋值的时候就要改变对吧，当我给data下面的text 赋值的时候 set 函数就会触发，这个时候 调用 _update 就ok了，但是

     setTimeout(function(){
       demo._data.text = 444
     }, 3000)

demo._data.text没有demo.text用着爽，没关系，我们加一个代理

      _proxy(key) {
        const self = this
        Object.defineProperty(self, key, {
          configurable: true,
          enumerable: true,
          get: function proxyGetter () {
            return self._data[key]
          },
          set: function proxySetter (val) {
            self._data[key] = val
          }
        })
      }

然后在Vue的constructor加上下面这句

    Object.keys(options.data).forEach(key => this._proxy(key))

第一步先说到这里，我们会发现一个问题，data中任何一个属性的值改变，都会引起
_update的触发进而重新渲染，属性这显然不够精准啊

第二步，详细阐述第一步为什么不够精准

比如考虑下面代码

    new Vue({
      template: `
        <div>
          <section>
            <span>name:</span> {{name}}
          </section>
          <section>
            <span>age:</span> {{age}}
          </section>
        <div>`,
      data: {
        name: 'js',
        age: 24,
        height: 180
      }
    })

    setTimeout(function(){
      demo.height = 181
    }, 3000)

template里面只用到了data上的两个属性name和age，但是当我改变height的时候，用第一步的代码，会不会触发重新渲染？会！，但其实不需要触发重新渲染，这就是问题所在！！

第三步，上述问题怎么解决

简单说说虚拟 DOM

首先，template最后都是编译成render函数的(具体怎么做，就不展开说了，以后我会说的)，然后render 函数执行完就会得到一个虚拟DOM，为了好理解我们写写最简单的虚拟DOM

    function VNode(tag, data, children, text) {
      return {
        tag: tag,
        data: data,
        children: children,
        text: text
      }
    }

    class Vue {
      constructor(options) {
        this.$options = options
        const vdom = this._update()
        console.log(vdom)
      }
      _update() {
        return this._render.call(this)
      }
      _render() {
        const vnode = this.$options.render.call(this)
        return vnode
      }
      __h__(tag, attr, children) {
        return VNode(tag, attr, children.map((child)=>{
          if(typeof child === 'string'){
            return VNode(undefined, undefined, undefined, child)
          }else{
            return child
          }
        }))
      }
      __toString__(val) {
        return val == null ? '' : typeof val === 'object' ? JSON.stringify(val, null, 2) : String(val);
      }
    }


    var demo = new Vue({
      el: '#demo',
      data: {
        text: "before",
      },
      render(){
        return this.__h__('div', {}, [
          this.__h__('span', {}, [this.__toString__(this.text)])
        ])
      }
    })

我们运行一下，他会输出

     {
       tag: 'div',
       data: {},
       children:[
         {
           tag: 'span',
           data: {},
           children: [
             {
               children: undefined,
               data: undefined,
               tag: undefined,
               text: '' // 正常情况为 字符串 before，因为我们为了演示就不写代理的代码，所以这里为空
             }
           ]
         }
       ]
     }

这就是 虚拟最简单虚拟DOM,tag是html 标签名，data 是包含诸如 class 和 style 这些标签上的属性，childen就是子节点，关于虚拟DOM就不展开说了。
回到开始的问题，也就是说，我得知道，render 函数里面依赖了vue实例里面哪些变量（只考虑render 就可以，因为template 也会是帮你编译成render）。叙述有点拗口，还是看代码吧

    var demo = new Vue({
      el: '#demo',
      data: {
        text: "before",
        name: "123",
        age: 23
      },
      render(){
        return this.__h__('div', {}, [
          this.__h__('span', {}, [this.__toString__(this.text)])
        ])
      }
    })

就像这段代码，render 函数里其实只依赖text，并没有依赖 name和 age,所以，我们只要text改变的时候
我们自动触发 render 函数 让它生成一个虚拟DOM就ok了（剩下的就是这个虚拟DOM和上个虚拟DOM做比对，然后操作真实DOM，只能以后再说了），那么我们正式考虑一下怎么做

第三步，'touch' 拿到依赖

回到最上面那张图，我们知道data上的属性设置defineReactive后，修改data 上的值会触发 set。
那么我们取data上值是会触发 get了。
对，我们可以在上面做做手脚，我们先执行一下render，我们看看data上哪些属性触发了get，我们岂不是就可以知道 render 会依赖data 上哪些变量了。
然后我么把这些变量做些手脚，每次这些变量变的时候，我们就触发render。
上面这些步骤简单用四个子概括就是 计算依赖。
（其实不仅是render，任何一个变量的改别，是因为别的变量改变引起，都可以用上述方法，也就是computed 和 watch 的原理，也是mobx的核心）

第一步，

我们写一个依赖收集的类，每一个data 上的对象都有可能被render函数依赖，所以每个属性在defineReactive
时候就初始化它，简单来说就是这个样子的

    class Dep {
      constructor() {
        this.subs = []
      }
      add(cb) {
        this.subs.push(cb)
      }
      notify() {
        console.log(this.subs);
        this.subs.forEach((cb) => cb())
      }
    }
    function defineReactive(obj, key, val, cb) {
      const dep = new Dep()
      Object.defineProperty(obj, key, {
        // 省略
      })
    }

然后，当执行render 函数去'touch'依赖的时候，依赖到的变量get就会被执行，然后我们就可以把这个 render 函数加到 subs 里面去了。
当我们，set 的时候 我们就执行 notify 将所有的subs数组里的函数执行，其中就包含render 的执行。
至此就完成了整个图，好我们将所有的代码展示出来

    function VNode(tag, data, children, text) {
      return {
        tag: tag,
        data: data,
        children: children,
        text: text
      }
    }

    class Vue {
      constructor(options) {
        this.$options = options
        this._data = options.data
        Object.keys(options.data).forEach(key => this._proxy(key))
        observer(options.data)
        const vdom = watch(this, this._render.bind(this), this._update.bind(this))
        console.log(vdom)
      }
      _proxy(key) {
        const self = this
        Object.defineProperty(self, key, {
          configurable: true,
          enumerable: true,
          get: function proxyGetter () {
            return self._data[key]
          },
          set: function proxySetter (val) {
            self._data.text = val
          }
        })
      }
      _update() {
        console.log("我需要更新");
        const vdom = this._render.call(this)
        console.log(vdom);
      }
      _render() {
        return this.$options.render.call(this)
      }
      __h__(tag, attr, children) {
        return VNode(tag, attr, children.map((child)=>{
          if(typeof child === 'string'){
            return VNode(undefined, undefined, undefined, child)
          }else{
            return child
          }
        }))
      }
      __toString__(val) {
        return val == null ? '' : typeof val === 'object' ? JSON.stringify(val, null, 2) : String(val);
      }
    }

    function observer(value, cb){
      Object.keys(value).forEach((key) => defineReactive(value, key, value[key] , cb))
    }

    function defineReactive(obj, key, val, cb) {
      const dep = new Dep()
      Object.defineProperty(obj, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: ()=>{
          if(Dep.target){
            dep.add(Dep.target)
          }
          return val
        },
        set: newVal => {
          if(newVal === val)
            return
          val = newVal
          dep.notify()
        }
      })
    }
    function watch(vm, exp, cb){
      Dep.target = cb
      return exp()
    }

    class Dep {
      constructor() {
        this.subs = []
      }
      add(cb) {
        this.subs.push(cb)
      }
      notify() {
        this.subs.forEach((cb) => cb())
      }
    }
    Dep.target = null


    var demo = new Vue({
      el: '#demo',
      data: {
        text: "before",
      },
      render(){
        return this.__h__('div', {}, [
          this.__h__('span', {}, [this.__toString__(this.text)])
        ])
      }
    })


     setTimeout(function(){
       demo.text = "after"
     }, 3000)

我们看一下运行结果

好我们解释一下 Dep.target 因为我们得区分是，普通的get，还是在查找依赖的时候的get，
所有我们在查找依赖时候，我们将

    function watch(vm, exp, cb){
      Dep.target = cb
      return exp()
    }

Dep.target 赋值，相当于 flag 一下，然后 get 的时候

       get: () => {
          if (Dep.target) {
            dep.add(Dep.target)
          }
          return val
        },

判断一下，就好了。
到现在为止，我们再看那张图是不是就清楚很多了？

总结

我非常喜欢，vue2.0 以上代码为了好展示，都采用最简单的方式呈现。
不过整个代码执行过程，甚至是命名方式都和vue2.0一样
对比react，vue2.0 自动帮你监测依赖，自动帮你重新渲染，而
react 要实现性能最大化，要做大量工作，比如我以前分享的
react如何性能达到最大化(前传)，暨react为啥非得使用immutable.js
react 实现pure render的时候，bind(this)隐患。
而 vue2.0 天然帮你做到了最优,而且对于像万年不变的 如标签上静态的class属性，
vue2.0 在重新渲染后做diff 的时候是不比较的，vue2.0比 达到性能最大化的react 还要快的一个原因
然后源码在此，喜欢的记得给个 star 哦?
后续，我会简单聊聊，vue2.0的diff。
如果有疑问，可以在评论区留言哈