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vue2 数据响应式原理——依赖收集和发布订阅

  • 2022 年 9 月 13 日
    河南
  • 本文字数:4165 字

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vue2数据响应式原理——依赖收集和发布订阅

前言

本系列查阅顺序:


  1. vue2 数据响应式原理——数据劫持(初始篇)

  2. vue2 数据响应式原理——数据劫持(对象篇)

  3. vue2 数据响应式原理——数据劫持(数组篇)

  4. vue2 数据响应式原理——依赖收集和发布订阅


前几篇我们已经研究过了数据劫持,并多次提到依赖这个词,这一篇我们就将针对依赖来进行深入探讨:什么是依赖,以及收集依赖和发布订阅。

收集依赖,发布订阅

依赖是谁?

需要用到数据的地方成为依赖!


前面说了在 getter 中收集依赖,在 setter 中触发依赖。


那依赖是谁呢?我们需要在访问数据时收集谁,更新数据时触发谁呢?


这个依赖其实就是我们定义的一个类:Watcher

什么是 Watcher?

Watcher 就是需要用到数据的地方!


Watcher是个中介角色,数据发生变化时通知它,它再通知其他地方。


关于Wather,可以先看vue2watch侦听的使用方式:


vm.$watch('a.b.c',function (newVal,oldVal) {    //....})
复制代码


关于vm.$watch的vue2官方文档


看上面的描述可能会开始懵了,别急,我们根据代码来看,新建一个Watcher.js

Watcher.js

export default class Watcher {    //vm:监听对象;expOrFn监听的表达式或函数,如a.m;cb:回调函数;    constructor(vm, expOrFn, cb) {        this.vm = vm;        //执行this.getter(),就可以读取a.m的内容        this.getter = parsePath(expOrFn);        this.cb = cb;        this.value = this.get();    }    get() {        //进入依赖收集阶段        window.target = this;        // call(上下文,参数1,参数2,..),这里值将this.getter方法放到this.vm里执行,后面的this.vm是传入this.getter方法的参数
//这里执行this.getter()函数的时候获取了响应式数据的值,触发了响应式数据的getter,即defineReactive中defineProperty的get //则defineProperty的get就可以通过window.target收集这个依赖 let value = this.getter.call(this.vm, this.vm); window.target = undefined; return value; } update() { const oldValue = this.value; this.value = this.get(); this.cb.call(this.vm, this.value, oldValue); }}
function parsePath(str) { const segments = str.split("."); return (obj) => { for (let i = 0; i < segments.length; i++) { if (!obj) return; obj = obj[segments[i]]; } return obj; };}
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看一下这个Watcher.js的使用方式:


import Watcher from "./Watcher.js";let obj = {    a: {        m: 99,    },};observe(obj);new Watcher(obj, "a.m", (newVal, oldVal) => {    console.log("新的值--》", newVal);    console.log("老的值--》", oldVal);});
复制代码


结合上面 Watcher 类的用法来看 Watcher.js 的内容:


使用 Watcher 类时需要传入三个参数:


  • 一个我们想要监听的对象 obj

  • 一个监听值在 obj 中的表达式 a.m

  • 一个接收两参数的回调函数


根据用法再看Watcher.js内容就大致能够明白的差不多了,其中parsePath是我们写的一个工具函数,作用是根据传入的第二个参数表达式获取到指定的值,例如下列用法:


let fn = parsePath("a.m");let value = fn({    a: {        m: 6,    },});console.log(value); //打印结果6
复制代码


Watcher.js最重要的部分是:


    get() {        //进入依赖收集阶段        window.target = this;        // call(上下文,参数1,参数2,..),这里值将this.getter方法放到this.vm里执行,后面的this.vm是传入this.getter方法的参数
//这里执行this.getter()函数的时候获取了响应式数据的值,触发了响应式数据的getter,即defineReactive中defineProperty的get //则defineProperty的get就可以通过window.target收集这个依赖 let value = this.getter.call(this.vm, this.vm); window.target = undefined; return value; }
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在调用get()获取数据的时候,Watcher先是将自己绑定到了 window.target上,而window.target是全局的一个唯一的地方


之后调用了 this.getter()函数,根据前面可以知道this.getter()其实就是parsePath返回的一个函数,作用就是获取对应的值


因为在使用Watcher类之前,数据肯定是响应式的(即已经被observe),所以Watcher在获取值的时候肯定会触发响应式数据的getter


所以我们就可以在响应式数据的getter里根据window.target这个全局唯一值来获取到当前正在访问数据的依赖,并对其进行收集


Watcher收集到哪呢?


我们可以把依赖收集的代码封装成一个Dep类,它专门用来管理依赖,每个Observer的实例成员中都有一个Dep的实例。


说到这你会问,为什么每个Observer的实例都要有一个Dep的实例呢?


因为每一个响应式数据都有一个Observer的实例,而每一个响应式数据都需要一个Dep实例来存放哪些地方用到了自己(即Watcher),并且当数据变化发生set后,需要通过Dep实例去遍历通知储存在Dep实例中的所有依赖,所以可以知道:每个响应式数据和ObserverDep都是是一对一的关系,而它们对Watcher是一对多的关系。

Dep.js

export default class Dep {    constructor() {            //存储自己的订阅者,即Watcher实例            this.subs = [];        }        //添加订阅    addSub(sub) {            this.subs.push(sub);        }        //添加依赖    depend() {            //window.target是我们指定的全局唯一的位置,当有依赖产生时Watcher会将依赖绑定到该位置            if (window.target) {                this.addSub(window.target);            }        }        //通知更新    notify() {        //浅克隆:防止循环引用        const subs = this.subs.slice();        for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {            subs[i].update();        }    }}
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只看WatcherDep还不能理解收集依赖以及发布订阅的完整过程,还需要继续看:

Observer.js

Observer内创建Dep实例。


//...import Dep from "./Dep.js"; //增加export default class Observer {    constructor(value) {            //每个Observer的实例上都有一个Dep            this.dep = new Dep(); //增加            //.......        }  //.......}
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defineReactive.js

defineReactive中也需要new一个Dep实例,目的是调用Dep中的dependnotify方法:


import observe from "./observe.js";import Dep from "./Dep.js"; //新增export default function defineReactive(data, key, val) {    const dep = new Dep();  //新增    if (arguments.length == 2) {        val = data[key];    }    //子元素要进行observe,至此形成了递归调用。(多个函数循环调用)    let childOb = observe(val);    Object.defineProperty(data, key, {        //可枚举        enumerable: true,        //可以被配置,比如delete        configurable: true,        // 读取key时触发 getter        get: function() {            console.log(`你试图访问${data}的${key}属性,它的值为:${val}`);            //如果现在处于依赖收集阶段  //新增            dep.depend();  //新增            if (childOb) {  //新增                childOb.dep.depend();  //新增            }  //新增            return val;        },        //更改key时触发 setter        set: function(newVal) {            console.log(`你试图改变${data}的${key}属性,它的新值为:${newVal}`);            if (val === newVal) {                return;            }            val = newVal;            childOb = observe(newVal);
dep.notify(); //新增 }, });}
复制代码


到这里就能完全明白,文章开头的那句话:


在 getter 中收集依赖,在 setter 中触发依赖。


Watcher监听了数据,Watcher内部会先调用this.get(),将自己赋值到window.target,之后访问了数据


在 getter 中收集依赖:当访问数据时触发getter,执行了 dep.depend(),并且如果该数据的也是响应式数据,即childOb存在,也即 observe(val)有返回值(这就解释了在数据劫持那部分为什么我们要让 observe返回ob,以及为什么要将observe(val)赋值给childOb)就执行childOb.dep.depend()(因为父元素改变了,如果子元素是响应式数据,那父子元素都要收集依赖),dep.depend()会将当前正在使用数据的依赖存放到 subs 中


在 setter 中触发依赖:当数据修改时触发setter,执行了dep.notify(),继而遍历了subs里的Watcher依赖逐个对Watcher执行updateWatcher调用update进行更新数据,并调用cb返回新值和旧值


综合以上,当用Watcher监听某一数据后,只要该数据改变,就会通知到Watcher,之后就可以在Watcher中写一些操作让它去通知其它地方


其实对于数组而言,上述触发依赖的方式有所变化,因为数组的修改并不会触发setter,而是会触发我们对 “ 七个方法 ” 的封装,所以对数组而言是:


在 getter 中收集依赖,在拦截器中触发依赖。


在数组拦截器array.js中新增ob.dep.notify()


methodName.forEach(function(method) {    const original = arrayProto[method];    def(        arrayMethods,        method,        function(...args) {      //...      //触发依赖            ob.dep.notify(); // 新增            console.log("调用了我们改写的7方法");            return result;        },        false    );});
复制代码


之后总结一下:



依赖就是Watcher。只有Watcher触发的getter才会收集依赖,哪个Watcher触发了getter,就把哪个Watcher收集到Dep中。


Dep使用发布订阅模式,当数据发生变化时,会循环依赖列表,把所有Watcher都通知一遍。


Watcher把自己设置到全局的一个指定位置,然后读取数据,因为读取了数据,所以会触发这个数据的getter。在getter中就能得到当前正在读取数据的Watcher,并把这个Watcher收集到Dep中。


每个响应式数据都有一个dep实例,里面的subs存放了用到该数据的Watcher依赖,让数据变化时发生set,触发dep.notify,然后去通知每一个用到该数据的Watcher

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前端之行,任重道远! 2022.08.25 加入

本科大三学生、CSDN前端领域新星创作者、华为云享专家、第十三届蓝桥杯国赛三等奖获得者

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