手写一个Vue.js响应式框架

电玩女神 2023-03-01 10:05 22阅读 0赞

### 准备工作 ###

*  数据驱动
 *  响应式的核心原理
 *  发布订阅和观察者模式
 *  github源码：[https://github.com/HZhen/Vue-framework][https_github.com_HZhen_Vue-framework]

### 数据驱动 ###

*  数据响应式、双向绑定、数据驱动
 *  数据响应式
    
     *  数据模型仅仅是普通的JavaScript对象，而当我们修改数据时，视图会进行更新，避免了繁琐的DOM操作，提高开发效率
 *  双向绑定
    
     *  数据改变，视图改变；视图改变，数据也随之改变
     *  我们可以通过v-model在表单元素上创建双向数据绑定
 *  数据驱动是Vue最独特的特性之一
    
     *  开发工程中仅需要关注数据本身，不需要关心数据是如何渲染到视图

### 数据响应式的核心原理 ###

vue2.x

*  Vue2.x深入响应式原理（[https://cn.vuejs.org/v2/guide/reactivity.html\#ad][https_cn.vuejs.org_v2_guide_reactivity.html_ad]）
 *  MDN object.defineProperty
 *  浏览器兼容IE8以上（不兼容IE8）

let data = {
        msg: "hello"
    }
    
    // 模拟Vue的实例
    let vm = {}
    
    //数据劫持：当访问或者设置vm中的成员的时候，做一些干预操作
    Object.defineProperty(vm, "msg", {
        // 可枚举（可遍历）
        enumerable: true,
        // 可配置（可以使用delete删除，可以通过defineProperty重新定义）
        configurable: true,
        // 当获取值的时候执行
        get () {
            return data.msg
        }
        // 当设置值的时候执行
        set (newValue) {
            if (newValue === data.msg) {
                return
            }
            data.msg = newValue
            // 数据更新，更新DOM的值
            document.querySelector('#app').textContent = data.msg
        }
    })

*  如果一个对象中多个属性需要转换getter/setter如何处理？

function proxyData (data) {
        // 遍历data中的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            // 把data的属性，转换成vm中的 setter/getter
            Object.defineProperty(vm, key, {
                // 可枚举（可遍历）
                enumerable: true,
                // 可配置（可以使用delete删除，可以通过defineProperty重新定义）
                configurable: true,
                // 当获取值的时候执行
                get () {
                    return data[key]
                }
                // 当设置值的时候执行
                set (newValue) {
                    if (newValue ===  data[key]) {
                        return
                    }
                     data[key] = newValue
                    // 数据更新，更新DOM的值
                    document.querySelector('#app').textContent = data.msg
                }
            })
        })
    }

vue3.x

*  MDN- Proxy([https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global\_Objects/Proxy][https_developer.mozilla.org_zh-CN_docs_Web_JavaScript_Reference_Global_Objects_Proxy])
 *  直接监听对象，而非属性
 *  ES6中新增，IE不支持，性能由浏览器优化

// 模拟Vue中的 data选项
    let data = {
        msg: 'hello',
        count: 0
    }
    
    // 模拟Vue实例
    let vm = new Proxy(data, {
         // 执行代理行为的函数
        // 当访问vm的成员会执行
        get (target, key) {
            return target[key]
        }
        // 当设置vm的成员时会执行
        set (target, key, newValue) {
            if (target[key] === newValue) {
                return
            }
            target[key] = newValue
            document.querySelector('#app').textContent = target[key]
        }
    })

### 发布订阅模式和观察者模式 ###

发布/订阅模式

*  发布/订阅模式
    
     *  订阅者
     *  发布者
     *  信号中心

我们假定，存在一个"信号中心"，某个任务执行完成，就向信号中心"发布"(publish)一个信号,其他任务可以向信号中心"订阅"(subscrible)这个信号,从而知道什么时候自己可以开始执行。"这就叫做发布/订阅模式 (publish-subscrible pattern)"

*  vue的自定义事件

let vm = new Vue()
    
    vm.$on('dataChange', ()=> {
        console.log("dataChange")
    })
    
    vm.$on('dataChange', () => {
        console.log("dataChange1")
    })
    
    vm.$emit("dataChange")

兄弟组件通信过程

// eventBus.js
    // 事件中心
    let eventHub = new Vue()
    
    // componentA.vue
    // 发布者
    addTodo: function () {
        // 发布消息（事件）
        eventHub.$emit('add-todo',{ text: this.newTodoText})
        this.newTodoText = ''
    }
    // componentB.vue
    // 订阅者
    created: function () {
        // 订阅消息（事件）
        eventHub.$on('add-todo',this.addTodo)
    }

### 观察者模式 ###

*  观察者(订阅者) -- Watcher
    
     *  update(): 当事件发生时，具体要做的事情
 *  目标(发布者) -- Dep
    
     *  subs数组：存储所有的观察者
     *  addSub(): 添加观察者
     *  notify(): 当事件发生，调用所有观察者的 update() 方法
 *  没有事件中心

// 发布者-目标
    class Dep {
        constructor () {
            // 记录所有的订阅者
            this.subs = []
        }
        // 添加订阅者
        addSub (sub) {
            if (sub && sub.update) {
                this.subs.push(sub)
            }
        }
        // 发布通知
        notify () {
            this.subs.forEach( sub => {
                sub.update()
            })
        }
    }
    // 订阅者-观察者
    class Watcher {
        update () {
            console.log("update")
        }
    }

总结：

*  观察者模式是由具体目标调度，比如当事件触发，Dep就会去调用观察者的方法，所有观察者模式的订阅者于发布者之间是存在依赖的
 *  发布/订阅模式由统一调度中心调用，因此发布者和订阅者不需要知道对方的存在

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 模拟Vue响应式原理-分析 ###

**整体分析**

*  Vue基本结构
 *  打印Vue实例观察
 *  整体结构

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

*  Vue
    
     *  把data中额成员注入到Vue实例，并且把data中的成员转成getter/setter
 *  Observer
    
     *  能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知Dep
     *

### Vue ###

*  功能
    
     *  负责接收初始化的参数（选项）
     *  负责把data中的属性注入到Vue实例，转换成getter/setter
     *  负责调用observer监听data中所有属性的变化
     *  负责调用compliler解析指令/差值表达式
 *  结构

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

*  代码

class Vue {
      constructor (options) {
        // 1.通过属性保存选项的数据
        this.$options = options || {}
        this.$data = options.data || {}
        this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
        // 2.把data中的成员转换成getter/setter，注入到vue实例中
        this._proxyData(this.$data)
        // 3.调用observer对象，监听数据的变化
        // 4.调用compiler对象，解析指令和差值表达式
      }
      _proxyData (data) {
        // 遍历data中的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
          // 把data的属性注入到Vue实例
          Object.defineProperty(this, key, {
            enumerable: true,
            configurable: true,
            get () {
              return data[key]
            },
            set (newValue) {
              if (newValue === data[key]) {
                return 
              }
              data[key] = newValue
            }
          })
        })
      }
    }

### Observer ###

*  功能
    
     *  负责把data选项中的属性转换成响应式数据
     *  data中的某个属性也是对象，把该属性转换成响应式数据
     *  数据变化发生通知
 *  结构

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

*  代码

class Observer {
      constructor (data) {
        this.walk(data)
      }
      walk (data) {
        // 1. 判断data是否是对象
        if(!data || typeof data !== 'object') {
          return
        }
        // 2.遍历data对象的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
          this.defineReactive(data, key, data[key])
        })
      }
      defineReactive (obj, key, val) {
        Object.defineProperty(obj, key, {
          enumerable: true,
          configurable: true,
          get () {
            return val
          },
          set (newValue) {
            if (newValue === val) {
              return
            }
            data[key] = newValue
          }
        })
      }
    }

改编defineReactive方法，实现data中对象的属性也添加setter/getter方法

defineReactive (obj, key, val) {
        // 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
        this.walk(val)
        Object.defineProperty(obj, key, {
          enumerable: true,
          configurable: true,
          get () {
            return val // 使用闭包来扩展了val的作用域
            // return obj[key] ---每次调用都会传递obj[key],会出现堆栈溢出的错误
          },
          set (newValue) {
            if (newValue === val) {
              return
            }
            data[key] = newValue
          }
        })
      }

改变defineReactive方法，实现当data的属性重新赋值新对象时，该对象的属性也会被转换为响应式的

defineReactive (obj, key, val) {
        let that = this
        // 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
        this.walk(val)
        Object.defineProperty(obj, key, {
          enumerable: true,
          configurable: true,
          get () {
            return val // 使用闭包来扩展了val的作用域
            // return obj[key] ---每次调用都会传递obj[key],会出现堆栈溢出的错误
          },
          set (newValue) {
            if (newValue === val) {
              return
            }
            val = newValue
            that.walk(newValue)
            // 发送通知
          }
        })
      }

总结：

*  实现data中对象的属性也添加setter/getter方法
 *  当data的属性重新赋值新对象时，该对象的属性也会被转换为响应式的

### Compiler ###

*  功能
    
     *  负责编译模板，解析指令/差值表达式
     *  负责页面的首次渲染
     *  当数据变化后重新渲染视图
 *  结构

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

**compile的实现**

// 编译模板，处理文本节点和元素节点
      compile (el) {
        let childNodes = el.childNodes
        Array.from(childNodes).forEach(node => {
          // 处理文本节点
          if(this.isTextNode(node)) {
            this.compileText(node)
          } else if (this.isElementNode(node)) {
            // 处理文本节点
            this.compileElement(node)
          }
    
          // 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
          if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
            this.compile(node)
          }
        })
      }

**compileText的实现**

**compileElement的实现**

// 编译元素节点，处理指令
      compileElement (node) {
        // console.log(node.attributes)
        // 遍历所有的属性节点
        Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
          // 判断是否是指令
          let attrName = attr.name
          if (this.isDirective(attrName)) {
            // v-text --> text
            attrName = attrName.substr(2)
            let key = attr.value
            this.update(node, key, attrName)
          }
        })
      }
      update (node, key, attrName) {
        let updateFn = this[attrName + "Updater"]
        updateFn && updateFn(node, this.vm[key])
      }
      // 处理 v-text指令
      textUpdater (node, value) {
        node.textContent = value
      }
      // v-model
      modelUpdater (node, value) {
        node.value = value
      }

### Dep(Dependency) ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

*  功能
    
     *  收集依赖，添加观察者(watcher)
     *  通知所有观察者
 *  结构

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

*  代码

class Dep {
      constructor () {
        // 存储所有的观察者
        this.subs = []
      }
      // 添加观察者
      addSub (sub) {
        if (sub && sub.update) {
          this.subs.push(sub)
        }
      }
      // 发送通知
      notify () {
        this.subs.forEach(sub => {
          sub.update()
        })
      }
    }

使用（observer.js）：

defineReactive (obj, key, val) {
        let that = this
        // 负责收集依赖，并发送通知
        let dep = new Dep()
        // 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
        this.walk(val)
        Object.defineProperty(obj, key, {
          enumerable: true,
          configurable: true,
          get () {
            // 收集依赖
            Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
            return val // 使用闭包来扩展了val的作用域
          },
          set (newValue) {
            if (newValue === val) {
              return
            }
            val = newValue
            that.walk(newValue)
            // 发送通知
            dep.notify()
          }
        })
      }

**Watcher**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

*  功能
    
     *  当数据变化触发依赖，dep通知所有的Watcher实例更新视图
     *  自身实例化的时候往dep对象中添加自己
 *  结构

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

*  代码

class Watcher {
      constructor (vm, key, cb) {
        this.vm = vm
        // data中的属性名称
        this.key = key
        // 回调函数负责更新视图
        this.cb = cb
    
        // 把watcher对象记录到Dep类的静态属性target
        Dep.target = this
        // 触发get方法，在get方法中会调用addSub
        this.oldValue = vm[key]
        Dep.target = null
      }
      // 当数据发送变化的时候更新视图
      update () {
        let newValue = this.vm[this.key]
        if (this.oldValue === newValue) {
          return
        }
        this.cd(newValue)
      }
    }

**compiler修改**

// 编译文本节点，处理差值表达式
      compileText (node) {
        // console.dir(node)
        // {
       { msg }} 
        let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
        let value = node.textContent
        if (reg.test(value)) {
          let key = RegExp.$1.trim()
          node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])
    
          // 创建watcher对象，当数据改变更新视图
          new Watcher (this.vm, key, (newValue) => {
            node.textContent = newValue
          })
        }
      }

update (node, key, attrName) {
        let updateFn = this[attrName + "Updater"]
        updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
      }
      // 处理 v-text指令
      textUpdater (node, value, key) {
        node.textContent = value
        new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
          node.textContent = newValue
        })
      }
      // v-model
      modelUpdater (node, value, key) {
        node.value = value
        new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
          node.value = newValue
        })
      }

**双向绑定**

代码：

// v-model
      modelUpdater (node, value, key) {
        node.value = value
        new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
          node.value = newValue
        })
        // 双向绑定
        node.addEventListener('input', () => {
          this.vm[key] = node.value
        })
      }

[https_github.com_HZhen_Vue-framework]: https://github.com/HZhen/Vue-framework
[https_cn.vuejs.org_v2_guide_reactivity.html_ad]: https://cn.vuejs.org/v2/guide/reactivity.html#ad
[https_developer.mozilla.org_zh-CN_docs_Web_JavaScript_Reference_Global_Objects_Proxy]: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvXzkyMTExMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/2f8f8c0f81a841e18b4a529f6f50310a.png
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