解析Vue2.0和3.0的响应式原理和异同(带源码)

前言

2019.10.5日发布了Vue3.0,现在2020年了，估计Vue3.0正式版也快出来了。

2.0跟3.0的变化也挺大的，

• 结构: 2.0用Flex ,3.0用 TypeScript。
• 性能: 3.0优化了Virtual Dom的算法。
• 响应式原理:2.0用 Object.defineProperty,3.0用Proxy
• ...

Vue2.0和Vue3.0实现原理

1. Vue 2.0

   Vue2.0实现MVVM(双向数据绑定)的原理是通过 Object.defineProperty 来劫持各个属性的setter、getter，在数据变动时发布消息给订阅者，触发相应的监听回调。

   Vue官网也给出了解释:

   

2. Vue 3.0 实现响应式基于ES6: Proxy

Vue2.0和Vue3.0的差异如下:

Vue2.0

• 基于Object.defineProperty，不具备监听数组的能力，需要重新定义数组的原型来达到响应式。
• Object.defineProperty 无法检测到对象属性的添加和删除 。
• 由于Vue会在初始化实例时对属性执行getter/setter转化，所有属性必须在data对象上存在才能让Vue将它转换为响应式。
• 深度监听需要一次性递归，对性能影响比较大。

Vue3.0

• 基于Proxy和Reflect，<可以原生监听数组，可以监听对象属性的添加和删除。
• 不需要一次性遍历data的属性，可以显著提高性能。
• 因为Proxy是ES6新增的属性，有些浏览器还不支持,只能兼容到IE11 。

Vue2.x实现响应式

下面是基于Object.defineProperty ,一步步实现简单版Vue2.0。

1. 由于Object.defineProperty 无法监听数组，所以数组类型实现响应式，需要处理。

判断如果是数组类型，就重写数组的原型方法('push','pop','shift',unshift)

    // 重新定义数组原型，Object.defineProperty不具备监听数组的方法
    const oldArrayProperty = Array.prototype;
        const arrProto = Object.create(oldArrayProperty);
        ["push","pop","shift","unshift","splice"].forEach(
            methodName => 
            (arrProto[methodName] = function() {
                updateView();
                oldArrayProperty[methodName].call(this, ...arguments);
            })
        )

1. 将传入的data属性进行深度监听，判断是对象还是数组。

    function observer(target){
        if(typeof target !== 'object' || target === null){
            return target
        }
    
        // 如果是数组类型,重写数组原型的方法("push","pop","shift","unshift","splice")
        if(Array.isArray(target)){
            target.__proto__ == arrProto;
        }
    
        // 如果是对象，遍历对象所有的属性，并使用Object.defineProperty把这些属性全部转为getter/setter
        for(let key in target){
            defineReactive(target,key,target[key])
        }
    }

1. 核心API Object.defineProperty，将传入属性转为 getter/setter

     function defineReactive(target, key, value){
         // 如果对象有更多的层级，再次调用observer监听方法，实现深层次的监听。
         observer(value);
     
         Object.defineProperty(target, key, {
             get(){
                 return value;
             },
             set(newValue){
                 // 设置值的时候也需要深度监听
                 observer(value);
     
                 if(newValue !== value){
                     value = newValue;
     
                     // 数据驱动视图，如果数据改变，就调用视图更新的方法。对应到Vue中是执行VDOM
                     updateView();
                 }
             }
         })
     }
     

2. 数据更新会触发视图更新，这是MVVM的绑定原理，这就会涉及到Vue的 template 编译为 render 函数，在执行 Virtual Dom， Diff算法， Vnode等 这些东西了。

     function updateView(){
         console.log('视图更新')
     }
   

5.使用

const data = {
  name: "zhangsan",
  age: 20,
  info: {
    address: "北京" // 需要深度监听
  },
  nums: [10, 20, 30]
};

observer(data);

Vue3.0实现响应式

Vue3.0基于Proxy来做数据大劫持代理，可以原生支持到数组的响应式，不需要重写数组的原型，还可以直接支持新增和删除属性， 比Vue2.x的Object.defineProperty更加的清晰明了。

1. 核心代码(非常少)

   const proxyData = new Proxy(data, {
     get(target,key,receive){ 
       // 只处理本身(非原型)的属性
       const ownKeys = Reflect.ownKeys(target)
       if(ownKeys.includes(key)){
         console.log('get',key) // 监听
       }
       const result = Reflect.get(target,key,receive)
       return result
     },
     set(target, key, val, reveive){
       // 重复的数据，不处理
       const oldVal = target[key]
       if(val == oldVal){
         return true
       }
       const result = Reflect.set(target, key, val,reveive)
       return result
     },
     // 删除属性
     deleteProperty(target, key){
       const result = Reflect.deleteProperty(target,key)
       return result
     }
   })
   

2. 使用

   const data = {
     name: "zhangsan",
     age: 20,
     info: {
       address: "北京" // 需要深度监听
     },
     nums: [10, 20, 30]
   };
   

   直接这样就可以了，也不需要声明，Proxy直接会代理监听data的内容，非常的简单方便，唯一的不足就是部分浏览器无法兼容Proxy，也不能hack，所以目前只能兼容到IE11。

全部源码

可直接将代码复制到chrome浏览器的控制台，直接调试打印。

1. Vue2.0

   function defineReactive(target, key, value) {
     //深度监听
     observer(value);
   
     Object.defineProperty(target, key, {
       get() {
         return value;
       },
       set(newValue) {
         //深度监听
         observer(value);
         if (newValue !== value) {
           value = newValue;
   
           updateView();
         }
       }
     });
   }
   
   function observer(target) {
     if (typeof target !== "object" || target === null) {
       return target;
     }
   
     if (Array.isArray(target)) {
       target.__proto__ = arrProto;
     }
   
     for (let key in target) {
       defineReactive(target, key, target[key]);
     }
   }
   
   // 重新定义数组原型
   const oldAddrayProperty = Array.prototype;
   const arrProto = Object.create(oldAddrayProperty);
   ["push", "pop", "shift", "unshift", "spluce"].forEach(
     methodName =>
       (arrProto[methodName] = function() {
         updateView();
         oldAddrayProperty[methodName].call(this, ...arguments);
       })
   );
   
   // 视图更新
    function updateView() {
     console.log("视图更新");
   }
   
   // 声明要响应式的对象
   const data = {
     name: "zhangsan",
     age: 20,
     info: {
       address: "北京" // 需要深度监听
     },
     nums: [10, 20, 30]
   };
   
   // 执行响应式
   observer(data);
   

2. Vue3.0

   const proxyData = new Proxy(data, {
     get(target,key,receive){ 
       // 只处理本身(非原型)的属性
       const ownKeys = Reflect.ownKeys(target)
       if(ownKeys.includes(key)){
         console.log('get',key) // 监听
       }
       const result = Reflect.get(target,key,receive)
       return result
     },
     set(target, key, val, reveive){
       // 重复的数据，不处理
       const oldVal = target[key]
       if(val == oldVal){
         return true
       }
       const result = Reflect.set(target, key, val,reveive)
       console.log('set', key, val)
       return result
     },
     deleteProperty(target, key){
       const result = Reflect.deleteProperty(target,key)
       console.log('delete property', key)
       console.log('result',result)
       return result
     }
   })
   
    // 声明要响应式的对象,Proxy会自动代理
   const data = {
     name: "zhangsan",
     age: 20,
     info: {
       address: "北京" // 需要深度监听
     },
     nums: [10, 20, 30]
   };