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说说 Vue 响应式系统中的 Watcher 和 Dep 的关系 - 面试进阶

作者:bb_xiaxia1998
  • 2023-02-27
    浙江
  • 本文字数:2275 字

    阅读完需:约 7 分钟

引言

在这里我先提出两个问题(文章末尾会进行解答):


  • Vue 的数据响应系统中,Dep Watcher 各自分担什么任务?

  • Vue 的数据响应系统的核心是 Object.defineproperty 一定是最好的吗?有什么弊端和漏洞吗?

一、什么是响应系统中的 Watcher,它的作用是什么?

响应系统中的 Watcher 即这个系统的观察者,它是响应系统中观察者模式的载体,当响应系统中的数据发生改变的时候,它能够知道并且执行相应的函数以达到某种业务逻辑的目的。打个比方,如果你是一个商家,要寄一批货分别给不同的客户,那么 watcher 就是一个个快递员,发出的动作就是数据发生改变。你只需要负责寄出去这个动作就行了,如何找到、送到客户则是 watcher 的事情。



每个 watcher 和数据之间的关系要么是 1 对 1,要么是多对多关系(这与 watcher 的类型有关),要不是没有联系。watcher 和业务逻辑只有 1 对 1 关系。

二、Watcher 的类型

Vue 源码中是没有体现出 Watcher 的类型的,我在这里给 Watcher 添加类型是为了更好地理解 Watcher 这个对象。Watcher 在普通的业务逻辑上可以分为以下三类:


  • 普通的 Watcher:与数据 1 对 1 关系。

  • lazy Watcher:与数据 1 对 1 关系,但是它是一个惰性求值的观察者,怎么体现呢?对它进行赋值是不会改变它的值,只有当获取它的值的时候,才会更新最新版的数据(在 Vue 中体现为 computed 方法,一般求值是通过方法来求值的)。

  • render Watcher:与数据是 1 对多(不考虑传参进子组件)的关系,在一个组件中,渲染函数观察者一定是最后生成的,所以执行观察者队列的时候,渲染函数观察者在一个组件中是最后执行的。


在这里多嘴一下 lazy 型的观察者是怎么回事吧。lazy 型观察者在 Vue 中表现为 computed 属性,一般这个属性是一个函数,以下是一个例子:


computed: {  // getCount最后处理成一个属性,然后这个方法被存储在Watcher的某个属性中  getCount() {    return this.a + this.b;  }}
复制代码


lazy 观察者里面有一个 dirty 属性,也就是一个开关作用,只有它为 true 的时候使用 getCount getter 方法的时候,才会进行调用这个函数。


如果 lazy 观察者所引用的数据(a 或者 b 属性)发生改变后,会将这个放到观察者执行队列中,然后执行这个观察者的时候把 dirty 赋值为 true(代表下次访问 getter 方法的时候会执行一遍 lazy 的求值方法(求值后会将 dirty 赋值为 false))。等到下一次需要获取这个数据的时候才进行求值,所以它叫做惰性求值。这种方式能够节省不必要执行函数的开支。

三、Watcher 和 Dep 的关系

看过 Vue 源码的 defineReactive 这个方法,就会发现一个被观察的对象里面每个属性会有一个 Dep 依赖筐来存放所有观察它的 Watcher。而 defineReactive 方法只有初始化每个属性的 dep 却并没有创建观察者(要分清初始化和创建观察者是分开这个事实)。那么这个 Dep 如何添加观察者呢?Vue 使用了全局变量,这个变量叫做 Dep.target,它是一个 Watcher 类型的变量,来将 Watcher Dep 进行互相绑定。数据的绑定用图来表示的话如下:



我们可以明确以下区别:


  • $watch 方法创建的观察者的时候,如果不设定 immediate 属性,那么是不会进行调用的,而 computed render 是会进行调用方法的。

  • 数据的 Dep subs 数组存放这个数据所绑定的观察者对象,观察者对象的 deps 数组中存放着与这个观察者有关的数据 Dep。所以数据的 Dep Watcher 其实是多对多关系

  • $watch computed 观察者是在 created 生命钩子函数前就创建完毕并且绑定的,而 render 观察者是在 mounted 之前创建并绑定的,所以同一个组件中,render 观察者的 id 会大于其他观察者(id 是在后面执行队列里面升序排序的时候的依据)。 换句话说,在同一个组件的观察者中,当数据发生改变的时候,渲染函数观察者一定是最后执行的。 这个很好理解,其他观察者中难免会对数据进行修改,如果渲染函数观察者先执行了,然后其他观察者对数据进行改变的话,那么没办法将数据准确呈现在页面上,导致数据不一致性。

四、讲一下观察者执行队列机制

Vue 是如何实现性能优化的呢?最显著的两个点:


  • 观察者设定执行队列,批量执行。

  • diff 算法减少渲染开支。


第二个不在这里面讲解,我们看一下第一个是怎么回事?


这个队列的长度是怎么定量的呢?


  • 最大长度是 100,源码摆在那里。



  • 以一个事件循环时间段为搜集时间。(什么是事件循环?可以看一下本博客系统的其他优秀文章)


参考 前端进阶面试题详细解答


它的流程是如下的:


  • 未执行时候:如果有更改过数据,那么就将对应的观察者直接推进队列中(执行的时候会进行根据 id 升序排序后执行)

  • 在执行中的时候,如果有新的观察者进来了(观察者中更改数据,然后这个数据又绑定观察者),按照 id 升序来进行插入(这相当于在有序数组里面进行插入,可以看做插入排序的其中一步,所以某种意义上来说它就是排序)。

五、解答前面的问题

  1. Dep 是负责存放数据所绑定所有的观察者的对象的容器,只要数据发生改变,就会通过这个 Dep 来通知所有观察者进行修改数据。(每个数据都有独一无二的 Dep)。而 Watcher 更偏向于一个动作,也就是规定的业务逻辑或者渲染函数,是一个执行者。

  2. ES5 是很轻便的,很好的。但是在 ES6 出现后,它就一定不是最好的,因为 ES6 有一个 Proxy 代理来统一进行处理。(ES6 使用代理实现 Vue 数据响应系统(TypeScript))

  3. 弊端:如果一个数据有 1000 个属性,那么就要给这 1000 个属性使用 Object.defineProperty,这样在初始化页面的时候会造成卡顿。如果用代理的话,那么只需要执行一次就可以了。

  4. 漏洞:如果我们拿到了 vm 实例,那么用户是可以在运行的时候通过修改对象属性的描述符(descriptor)来进行修改它,会造成系统的不确定性。这是因为响应系统的模式导致必须将数据的描述符的 configuration 设为 true,所以在运行的时候能够对它进行修改。


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