dojo类机制实现原理分析

- 日理万妓 2022-04-16 03:08 184阅读 0赞

前段时间曾经在InfoQ中文站上发表文章，介绍了[dojo类机制的基本用法][dojo]。有些朋友在读后希望能够更深入了解这部分的内容，本文将会介绍dojo类机制幕后的知识，其中会涉及到dojo类机制的实现原理并对一些关键方法进行源码分析，当然在此之前希望您能够对JavaScript和dojo的使用有些基本的了解。

dojo的类机制支持类声明、继承、调用父类方法等功能。dojo在底层实现上是通过操作原型链来实现其类机制的，而在实现继承时采用[类式继承][Link 1]的方式。值得一提的是，dojo的类机制允许进行多继承（注意，只有父类列表中的第一个作为真正的父类，其它的都是将其属性以mixin的方法加入到子类的原型链中），为解决多重继承时类方法的顺序问题，dojo用JavaScript实现了Python和其它多继承语言所支持的C3父类线性化算法，以实现线性的继承关系，想了解更多该算法的知识，可参考[这里][Link 2]，我们在后面的分析中将会简单讲解dojo对此算法的实现。

1． dojo类声明概览

dojo类声明相关的代码位于“/dojo/\_base/declare.js”文件中，定义类是通过dojo.declare方法来实现的。关于这个方法的基本用法，已经在[dojo类机制简介][dojo]这篇文章中进行了阐述，现在我们看一下它的实现原理（在这部分的代码分析中，会在整体上介绍dojo如何声明类，后文会对里面的重要细节内容进行介绍）：

//此即为dojo.declare方法的定义 d.declare = function(className, superclass, props)\{ //前面有格式化参数相关的操作，一般情况下定义类会把三个参数全传进来，分别为 //类名、父类（可以为null、某个类或多个类组成的数组）和要声明类的属性及方法 //定义一系列的变量供后面使用 var proto, i, t, ctor, name, bases, chains, mixins = 1, parents = superclass; // 处理要声明类的父类 if(opts.call(superclass) == "\[object Array\]")\{ //如果父类参数传过来的是数组，那么这里就是多继承，要用C3算法处理父类的关系 //得到的bases为数组，第一个元素能标识真正父类（即superclass参数中的第一个）//在数组中的索引，其余的数组元素是按顺序排好的继承链，后面还会介绍到C3算法 bases = c3mro(superclass, className); t = bases\[0\]; mixins = bases.length - t; superclass = bases\[mixins\]; \}else\{ //此分支内是对没有父类或单个父类情况的处理，不再详述 \} //以下为构建类的原型属性和方法 if(superclass)\{ for(i = mixins - 1;; --i)\{ //此处遍历所有需要mixin的类 //注意此处，为什么说多个父类的情况下，只有第一个父类是真正的父类呢，因//为在第一次循环的实例化了该父类，并记在了原型链中，而其它需要mixin的//父类在后面处理时会把superclass设为一个空的构造方法，合并父类原型链//后进行实例化 proto = forceNew(superclass); if(!i)\{ //此处在完成最后一个父类后跳出循环 break; \} // mix in properties t = bases\[i\];//得到要mixin的一个父类 (t.\_meta ? mixOwn : mix)(proto, t.prototype);//合并原型链 // chain in new constructor ctor = new Function;//声明一个新的Function ctor.superclass = superclass; ctor.prototype = proto;//设置原型链 //此时将superclass指向了这个新的Function，再次进入这个循环的时候，实例//化的是ctor，而不是mixin的父类 superclass = proto.constructor = ctor; \} \}else\{ proto = \{\}; \} //此处将上面得到的方法（及属性）与要声明类本身所拥有的方法（及属性）进行合并 safeMixin(proto, props); ………… //此处收集链式调用相关的信息，后面会详述 for(i = mixins - 1; i; --i)\{ // intentional assignment t = bases\[i\].\_meta; if(t && t.chains)\{ chains = mix(chains || \{\}, t.chains); \} \} if(proto\["-chains-"\])\{ chains = mix(chains || \{\}, proto\["-chains-"\]); \} //此处根据上面收集的链式调用信息和父类信息构建最终的构造方法，后文详述 t = !chains || !chains.hasOwnProperty(cname); bases\[0\] = ctor = (chains && chains.constructor === "manual") ? simpleConstructor(bases) : (bases.length == 1 ? singleConstructor(props.constructor, t) : chainedConstructor(bases, t)); //在这个构造方法中添加了许多的属性，在进行链式调用以及调用父类方法等处会用到 ctor.\_meta = \{bases: bases, hidden: props, chains: chains, parents: parents, ctor: props.constructor\}; ctor.superclass = superclass && superclass.prototype; ctor.extend = extend; ctor.prototype = proto; proto.constructor = ctor; // 对于dojo.declare方法声明类的实例均有以下的工具方法 proto.getInherited = getInherited; proto.inherited = inherited; proto.isInstanceOf = isInstanceOf; // 此处要进行全局注册 if(className)\{ proto.declaredClass = className; d.setObject(className, ctor); \} //对于链式调用父类的那些方法进行处理，实际上进行了重写，后文详述 if(chains)\{ for(name in chains)\{ if(proto\[name\] && typeof chains\[name\] == "string" && name != cname)\{ t = proto\[name\] = chain(name, bases, chains\[name\] === "after"); t.nom = name; \} \} \} return ctor;//Function \};

以上简单介绍了dojo声明类的整体流程，但是一些关键的细节如C3算法、链式调用在后面会继续进行介绍。

2． C3算法的实现

通过以前的文章和上面的分析，我们知道dojo的类声明支持多继承。在处理多继承时，不得不面对的就是继承链如何构造，比较现实的问题是如果多个父类都拥有同名的方法，那么在调用父类方法时，要按照什么规则确定调用哪个父类的呢？在解决这个问题上dojo实现了C3父类线性化的方法，对多个父类进行合理的排序，从而完美解决了这个问题。

为了了解继承链的相关知识，我们看一个简单的例子：

dojo.declare("A",null); dojo.declare("B",null); dojo.declare("C",null); dojo.declare("D",\[A, B\]); dojo.declare("E",\[B, C\]); dojo.declare("F",\[A, C\]); dojo.declare("G",\[D, E\]);

以上的代码中，声明了几个类，通过C3算法得到G的继承顺序应该是这样G->E->C->D->B->A的，只有按照这样的顺序才能保证类定义和依赖是正确的。那我们看一下这个C3算法是如何实现的呢：

通过以上的分析，我们可以看到，这个算法实现起来相当复杂，如果朋友们对其感兴趣，建议按照上文的例子，自己加断点进行调试分析。dojo的作者使用了不到100行的代码实现了这样强大的功能，里面有很多值得借鉴的设计思想。

3． 链式构造器的实现

在第一部分代码分析中我们曾经看到过定义构造函数的代码，如下：

bases\[0\] = ctor = (chains && chains.constructor === "manual") ? simpleConstructor(bases) : (bases.length == 1 ? singleConstructor(props.constructor, t) : chainedConstructor(bases, t));

这个方法对于理解dojo类机制很重要。从前一篇文章的介绍中，我们了解到默认情况下，如果dojo声明的类存在继承关系，那么就会自动调用父类的构造方法，且是按照继承链的顺序先调用父类的构造方法，但是从1.4版本开始，dojo提供了手动设置构造方法调用的选项。在以上的代码中涉及到dojo声明类的三个方法，如果该类没有父类，那么调用的就是singleConstructor，如果有父类的话，那么默认调用的是chainedConstructor，如果手动设置了构造方法，那么调用的就是simpleConstructor，要启动这个选项只需在声明该类的时候添加chains的constructor声明即可。

比方说，我们在定义继承自com.levinzhang.Person的com.levinzhang.Employee类时，可以这样做：

dojo.declare("com.levinzhang.Employee", com.levinzhang.Person,\{ "-chains-": \{ constructor:"manual" \}, ………… \}

添加以上代码后，在构造com.levinzhang.Employee实例时，就不会再调用所有父类的构造方法了，但是此时我们可以使用inherited方法显式的调用父类方法。

限于篇幅，以上的三个方法不全部介绍，只介绍chainedConstructor的核心实现：

4． 调用父类方法的实现

在声明dojo类的时候，如果想调用父类的方法一般都是通过使用inherited方法来实现，但从1.4版本开始，dojo支持链式调用所有父类的方法，并引入了一些AOP的概念。我们将会分别介绍这两种方式。

1） 通过inherited方式调用父类方法

在上一篇文章中，我们曾经介绍过，通过在类中使用inherited就可以调用到。这里我们要深入inherited的内部，看一下其实现原理。因为inherited支持调用父类的一般方法和构造方法，两者略有不同，我们关注调用一般方法的过程。

2） 链式调用父类方法

这是从dojo 1.4版本新加入的功能。如果在执行某个方法时，也想按照一定的顺序执行父类的方法，只需在定义类时，在-chains-属性中加以声明即可。

dojo.declare("com.levinzhang.Employee", com.levinzhang.Person,\{ "-chains-": \{ sayMyself: "before" \}, …… \}

添加了以上声明后，意味着Employee及其所有的子类，在调用sayMyself方法时，都会先调用本身的同名方法，然后再按照继承链依次调用所有父类的同名方法，我们还可以将值“before”替换为“after”，其执行顺序将会相反。在-chains-属性中声明的方法，在类定义时，会进行特殊处理，正如我们在第一章中看到的那样：

if(chains)\{ for(name in chains)\{ if(proto\[name\] && typeof chains\[name\] == "string" && name != cname)\{ t = proto\[name\] = chain(name, bases, chains\[name\] === "after"); t.nom = name; \} \} \}

我们可以看到在-chains-中声明的方法都进行了替换，换成了chain方法的返回值，而这个方法也比较简单，源码如下：

5． 工具方法和属性如isInstanceOf、declaredClass的实现

除了上面提到的inherited方法以外，dojo在实现类功能的时候，还实现了一些工具方法和属性，这里介绍一个方法isInstanceOf和一个属性declaredClass。从功能上来说isInstanceOf方法用来判断一个对象是否为某个类的实例，而declaredClass属性得到的是某个对象所对应声明类的名字。

而declaredClass属性的实现比较简单，只是在声明类的原型上添加了一个属性而已，类的实例对象就可以访问这个属性得到其声明类的名字了。这段代码在dojo.declare方法中：

if(className)\{ proto.declaredClass = className; d.setObject(className, ctor); \}

在dojo实现类机制的过程中，有一些内部的方法，是很值得借鉴的如forceNew、safeMixin等，这些方法在实现功能的同时，保证了代码的高效执行，感兴趣的朋友可以进一步的研究。

6． 总结与思考

1） dojo在实现类机制方面支持多继承方式，其它JavaScript类库中很少能做到，而利用JavaScript原生语法实现多继承也较为困难。在这一点上dojo的类机制的功能确实足够强大。但是多继承会增加编码的难度，对开发人员如何组织类也有更高的要求；

2） 链式调用父类方法时，我们可以看到dojo引入了许多AOP的理念，在1.7的版本中，将会有单独的模块提供AOP相关的支持，我们将会持续关注类似的功能；

3） 在dojo的代码中，多处都会出现方法替换，如链式方法调用、[事件绑定][Link 3]等，这种设计思想值得我们关注和学习；

4） 使用了许多的内部属性，如\_meta、bases等，这些元数据在实现复杂的类机制中起到了至关重要的作用，在进行源码分析的时候，我们可以给予关注，如果要实现类似功能也可以进行借鉴。

探究类库的实现原理是提高自己编码水平的好办法，类似于dojo这样类库的核心代码基本上每一行都有其设计思想在里面（当然也不可以盲目崇拜），每次阅读和探索都会有所发现和心得，当然里面肯定也会有自以为是或谬误之处，在此很乐意和读到这篇文章的朋友们一起研究，欢迎批评指正。

参考资料：

[http://docs.dojocampus.org/][http_docs.dojocampus.org]

[http://blog.csdn.net/dojotoolkit/][http_blog.csdn.net_dojotoolkit]

[http://dojotoolkit.org/][http_dojotoolkit.org]

作者信息：张卫滨，关注企业级Java开发和RIA技术，个人博客：[http://lengyun3566.iteye.com][http_lengyun3566.iteye.com]，微博：[http://weibo.com/zhangweibin1981][http_weibo.com_zhangweibin1981]

**声明：**  
　　本文已经首发于[InfoQ中文站][InfoQ]，版权所有，原文为[《dojo类机制实现原理分析》][dojo 1]，如需转载，请务必附带本声明，谢谢。  
　　[InfoQ中文站][InfoQ]是一个面向中高端技术人员的在线独立社区，为Java、.NET、Ruby、SOA、敏捷、架构等领域提供及时而有深度的资讯、高端技术大会如QCon 、线下技术交流活动QClub、免费迷你书下载如《架构师》等。

[dojo]: http://www.infoq.com/cn/articles/zwb-dojo-class-mechanism-introduce
[Link 1]: http://javascript.crockford.com/inheritance.html
[Link 2]: http://www.python.org/download/releases/2.3/mro/
[Link 3]: http://lengyun3566.iteye.com/blog/1124787
[http_docs.dojocampus.org]: http://docs.dojocampus.org/
[http_blog.csdn.net_dojotoolkit]: http://blog.csdn.net/dojotoolkit/
[http_dojotoolkit.org]: http://dojotoolkit.org/
[http_lengyun3566.iteye.com]: http://lengyun3566.iteye.com/
[http_weibo.com_zhangweibin1981]: http://weibo.com/zhangweibin1981
[InfoQ]: http://www.infoq.com/cn
[dojo 1]: http://www.infoq.com/cn/articles/zwb-dojo-class-mechanism-analysis