从零到一手写迷你版 Vue

作者：helloworld1024fd

2022-11-04
浙江
本文字数：6232 字
阅读完需：约 20 分钟

Vue 响应式设计思路

Vue 响应式主要包含：

数据响应式
监听数据变化，并在视图中更新
Vue2 使用Object.defineProperty实现数据劫持
Vu3 使用Proxy实现数据劫持
模板引擎
提供描述视图的模板语法
插值表达式{{}}
指令 v-bind, v-on, v-model, v-for,v-if
渲染
将模板转换为 html
解析模板，生成vdom，把vdom渲染为普通 dom

数据响应式原理

数据变化时能自动更新视图，就是数据响应式 Vue2 使用Object.defineProperty实现数据变化的检测

原理解析

new Vue()⾸先执⾏初始化，对data执⾏响应化处理，这个过程发⽣在Observer中
同时对模板执⾏编译，找到其中动态绑定的数据，从data中获取并初始化视图，这个过程发⽣在 Compile中
同时定义⼀个更新函数和Watcher实例，将来对应数据变化时，Watcher 会调⽤更新函数
由于data的某个key在⼀个视图中可能出现多次，所以每个key都需要⼀个管家 Dep 来管理多个 Watcher
将来data中数据⼀旦发⽣变化，会⾸先找到对应的Dep，通知所有Watcher执⾏更新函数

一些关键类说明

CVue：自定义 Vue 类 Observer：执⾏数据响应化（分辨数据是对象还是数组） Compile：编译模板，初始化视图，收集依赖（更新函数、 watcher 创建） Watcher：执⾏更新函数（更新 dom） Dep：管理多个 Watcher 实例，批量更新

涉及关键方法说明

observe: 遍历vm.data的所有属性，对其所有属性做响应式，会做简易判断，创建Observer实例进行真正响应式处理

html 页面

<!DOCTYPE html><html lang="en"><head>  <meta charset="UTF-8">  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">  <title>cvue</title>  <script src="./cvue.js"></script></head><body>  <div id="app">    <p>{{ count }}</p>  </div>
  <script>    const app = new CVue({      el: '#app',      data: {        count: 0      }    })    setInterval(() => {      app.count +=1    }, 1000);  </script></body></html>

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CVue

创建基本 CVue 构造函数：
执⾏初始化，对data执⾏响应化处理

参考前端手写面试题详细解答

// 自定义Vue类class CVue {  constructor(options) {    this.$options = options    this.$data = options.data
    // 响应化处理    observe(this.$data)  }}
// 数据响应式, 修改对象的getter,setterfunction defineReactive(obj, key, val) {  // 递归处理，处理val是嵌套对象情况  observe(val)  Object.defineProperty(obj, key, {    get() {      return val    },    set(newVal) {      if(val !== newVal) {        console.log(`set ${key}:${newVal}, old is ${val}`)
        val = newVal        // 继续进行响应式处理，处理newVal是对象情况        observe(val)      }    }  })}
// 遍历obj，对其所有属性做响应式function observe(obj) {  // 只处理对象类型的  if(typeof obj !== 'object' || obj == null) {    return  }  // 实例化Observe实例  new Observe(obj)}
// 根据传入value的类型做相应的响应式处理class Observe {  constructor(obj) {    if(Array.isArray(obj)) {      // TODO    } else {      // 对象      this.walk(obj)    }  }  walk(obj) {    // 遍历obj所有属性，调用defineReactive进行响应化    Object.keys(obj).forEach(key => defineReactive(obj, key, obj[key]))  }}

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为 vm.$data 做代理

方便实例上设置和获取数据

例如

原本应该是

vm.$data.countvm.$data.count = 233

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代理之后后，可以使用如下方式

vm.countvm.count = 233

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给 vm.$data 做代理

class CVue {  constructor(options) {    // 省略    // 响应化处理    observe(this.$data)
    // 代理data上属性到实例上    proxy(this)  }}
// 把CVue实例上data对象的属性到代理到实例上function proxy(vm) {  Object.keys(vm.$data).forEach(key => {    Object.defineProperty(vm, key, {      get() {        // 实现 vm.count 取值        return vm.$data[key]      },      set(newVal) {        // 实现 vm.count = 123赋值        vm.$data[key] = newVal      }    })  })}

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编译

初始化视图

根据节点类型进行编译

class CVue {  constructor(options) {    // 省略。。    // 2 代理data上属性到实例上    proxy(this)
    // 3 编译    new Compile(this, this.$options.el)  }}
// 编译模板中vue语法，初始化视图，更新视图class Compile {  constructor(vm, el) {    this.$vm = vm    this.$el = document.querySelector(el)
    if(this.$el) {      this.complie(this.$el)    }  }  // 编译  complie(el) {    // 取出所有子节点    const childNodes = el.childNodes    // 遍历节点，进行初始化视图    Array.from(childNodes).forEach(node => {      if(this.isElement(node)) {        // TODO        console.log(`编译元素 ${node.nodeName}`)      } else if(this.isInterpolation(node)) {        console.log(`编译插值文本 ${node.nodeName}`)      }      // 递归编译，处理嵌套情况      if(node.childNodes) {        this.complie(node)      }    })  }  // 是元素节点  isElement(node) {    return node.nodeType === 1  }  // 是插值表达式  isInterpolation(node) {    return node.nodeType === 3      && /\{\{(.*)\}\}/.test(node.textContent)  }}

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编译插值表达式

// 编译模板中vue语法，初始化视图，更新视图class Compile {  complie(el) {    Array.from(childNodes).forEach(node => {      if(this.isElement(node)) {        console.log(`编译元素 ${node.nodeName}`)      } else if(this.isInterpolation(node)) {        // console.log(`编译插值文本 ${node.textContent}`)        this.complieText(node)      }      // 省略    })  }  // 是插值表达式  isInterpolation(node) {    return node.nodeType === 3      && /\{\{(.*)\}\}/.test(node.textContent)  }  // 编译插值  complieText(node) {    // RegExp.$1是isInterpolation()中/\{\{(.*)\}\}/匹配出来的组内容    // 相等于{{ count }}中的count    const exp = String(RegExp.$1).trim()    node.textContent = this.$vm[exp]  }}

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编译元素节点和指令

需要取出指令和指令绑定值使用数据更新视图

// 编译模板中vue语法，初始化视图，更新视图class Compile {  complie(el) {    Array.from(childNodes).forEach(node => {      if(this.isElement(node)) {        console.log(`编译元素 ${node.nodeName}`)        this.complieElement(node)      }      // 省略    })  }  // 是元素节点  isElement(node) {    return node.nodeType === 1  }  // 编译元素  complieElement(node) {    // 取出元素上属性    const attrs = node.attributes    Array.from(attrs).forEach(attr => {      // c-text="count"中c-text是attr.name，count是attr.value      const { name: attrName, value: exp } = attr      if(this.isDirective(attrName)) {        // 取出指令        const dir = attrName.substring(2)        this[dir] && this[dir](node, exp)      }    })  }  // 是指令  isDirective(attrName) {    return attrName.startsWith('c-')  }  // 处理c-text文本指令   text(node, exp) {    node.textContent = this.$vm[exp]  }  // 处理c-html指令  html(node, exp) {    node.innerHTML = this.$vm[exp]  }}

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以上完成初次渲染，但是数据变化后，不会触发页面更新

依赖收集

视图中会⽤到 data 中某 key，这称为依赖。同⼀个 key 可能出现多次，每次出现都需要收集(⽤⼀个 Watcher 来维护维护他们的关系)，此过程称为依赖收集。多个Watcher需要⼀个Dep来管理，需要更新时由Dep统⼀通知。

data 中的 key 和 dep 是一对一关系
视图中 key 出现和 Watcher 关系，key 出现一次就对应一个 Watcher
dep 和 Watcher 是一对多关系

实现思路

在defineReactive中为每个key定义一个Dep实例
编译阶段，初始化视图时读取 key, 会创建Watcher实例
由于读取过程中会触发 key 的getter方法，便可以把Watcher实例存储到 key 对应的Dep实例中
当 key 更新时，触发 setter 方法，取出对应的Dep实例，Dep实例调用notiy方法通知所有 Watcher 更新

定义 Watcher 类

监听器，数据变化更新对应节点视图

// 创建Watcher监听器，负责更新视图class Watcher {  // vm vue实例，依赖key，updateFn更新函数(编译阶段传递进来)  constructor(vm, key, updateFn) {    this.$vm = vm    this.$key = key    this.$updateFn = updateFn  }  update() {    // 调用更新函数，获取最新值传递进去    this.$updateFn.call(this.$vm, this.$vm[this.$key])  }}

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修改 Compile 类中的更新函数，创建 Watcher 实例

class Complie {  // 省略。。。  // 编译插值  complieText(node) {    // RegExp.$1是isInterpolation()中/\{\{(.*)\}\}/匹配出来的组内容    // 相等于{{ count }}中的count    const exp = String(RegExp.$1).trim()    // node.textContent = this.$vm[exp]    this.update(node, exp, 'text')  }  // 处理c-text文本指令   text(node, exp) {    // node.textContent = this.$vm[exp]    this.update(node, exp, 'text')  }  // 处理c-html指令  html(node, exp) {    // node.innerHTML = this.$vm[exp]    this.update(node, exp, 'html')  }  // 更新函数  update(node, exp, dir) {    const fn = this[`${dir}Updater`]    fn && fn(node, this.$vm[exp])
    // 创建监听器    new Watcher(this.$vm, exp, function(newVal) {      fn && fn(node, newVal)    })  }  // 文本更新器  textUpdater(node, value) {    node.textContent = value  }  // html更新器  htmlUpdater(node, value) {    node.innerHTML = value  }}

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定义 Dep 类

data 的一个属性对应一个 Dep 实例
管理多个Watcher实例，通知所有Watcher实例更新

// 创建订阅器，每个Dep实例对应data中的一个属性class Dep {  constructor() {    this.deps = []  }  // 添加Watcher实例  addDep(dep) {    this.deps.push(dep)  }  notify() {    // 通知所有Wather更新视图    this.deps.forEach(dep => dep.update())  }}

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创建 Watcher 时触发 getter

class Watcher {  // vm vue实例，依赖key，updateFn更新函数(编译阶段传递进来)  constructor(vm, key, updateFn) {    // 省略    // 把Wather实例临时挂载在Dep.target上    Dep.target = this    // 获取一次属性，触发getter, 从Dep.target上获取Wather实例存放到Dep实例中    this.$vm[key]    // 添加后，重置Dep.target    Dep.target = null  }}

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defineReactive 中作依赖收集，创建 Dep 实例

function defineReactive(obj, key, val) {  // 递归处理，处理val是嵌套对象情况  observe(val)
  const dep = new Dep()  Object.defineProperty(obj, key, {    get() {      Dep.target && dep.addDep(Dep.target)      return val    },    set(newVal) {      if(val !== newVal) {        val = newVal        // 继续进行响应式处理，处理newVal是对象情况        observe(val)        // 更新视图        dep.notify()      }    }  })}

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监听事件指令`@xxx`

在创建 vue 实例时，需要缓存methods到 vue 实例上
编译阶段取出 methods 挂载到 Compile 实例上
编译元素时
识别出v-on指令时，进行事件的绑定
识别出@属性时，进行事件绑定
事件绑定：通过指令或者属性获取对应的函数，给元素新增事件监听，使用bind修改监听函数的 this 指向为组件实例

// 自定义Vue类class CVue {  constructor(options) {    this.$methods = options.methods  }}
// 编译模板中vue语法，初始化视图，更新视图class Compile {  constructor(vm, el) {    this.$vm = vm    this.$el = document.querySelector(el)    this.$methods = vm.$methods  }
  // 编译元素  complieElement(node) {    // 取出元素上属性    const attrs = node.attributes    Array.from(attrs).forEach(attr => {      // c-text="count"中c-text是attr.name，count是attr.value      const { name: attrName, value: exp } = attr      if(this.isDirective(attrName)) {        // 省略。。。        if(this.isEventListener(attrName)) {          // v-on:click, subStr(5)即可截取到click          const eventType = attrName.substring(5)          this.bindEvent(eventType, node, exp)        }      } else if(this.isEventListener(attrName)) {        // @click, subStr(1)即可截取到click        const eventType = attrName.substring(1)        this.bindEvent(eventType, node, exp)      }    })  }  // 是事件监听  isEventListener(attrName) {    return attrName.startsWith('@') || attrName.startsWith('c-on')  }  // 绑定事件  bindEvent(eventType, node, exp) {    // 取出表达式对应函数    const method = this.$methods[exp]    // 增加监听并修改this指向当前组件实例    node.addEventListener(eventType, method.bind(this.$vm))  }}

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v-model 双向绑定

实现v-model绑定input元素时的双向绑定功能

// 编译模板中vue语法，初始化视图，更新视图class Compile {  // 省略...  // 处理c-model指令  model(node, exp) {    // 渲染视图    this.update(node, exp, 'model')    // 监听input变化    node.addEventListener('input', (e) => {      const { value } = e.target      // 更新数据，相当于this.username = 'mio'      this.$vm[exp] = value    })  }  // model更新器  modelUpdater(node, value) {    node.value = value  }}

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数组响应式

获取数组原型
数组原型创建对象作为数组拦截器
重写数组的 7 个方法

// 数组响应式// 获取数组原型, 后面修改7个方法const originProto  = Array.prototype// 创建对象做备份，修改响应式都是在备份的上进行，不影响原始数组方法const arrayProto = Object.create(originProto)// 拦截数组方法，在变更时发出通知;['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice', 'sort', 'reverse'].forEach(method => {  // 在备份的原型上做修改  arrayProto[method] = function() {    // 调用原始操作    originProto[method].apply(this, arguments)    // 发出变更通知    console.log(`method:${method} value:${Array.from(arguments)}`)  }})
class Observe {  constructor(obj) {    if(Array.isArray(obj)) {      // 修改数组原型为自定义的      obj.__proto__ = arrayProto      this.observeArray(obj)    } else {      // 对象      this.walk(obj)    }  }  observeArray(items) {    // 如果数组内部元素时对象，继续做响应化处理    items.forEach(item => observe(item))  }}

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数据响应式原理

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为 vm.$data 做代理

编译

初始化视图

根据节点类型进行编译

编译插值表达式

编译元素节点和指令

依赖收集

定义 Watcher 类

修改 Compile 类中的更新函数，创建 Watcher 实例

定义 Dep 类

创建 Watcher 时触发 getter

defineReactive 中作依赖收集，创建 Dep 实例

监听事件指令@xxx

v-model 双向绑定

数组响应式

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监听事件指令`@xxx`