vue 这些原理你都知道吗？(面试版)

作者：bb_xiaxia1998

2022-10-12
浙江
本文字数：7500 字
阅读完需：约 25 分钟

前言

在之前面试的时候我自己也经常会遇到一些 vue 原理的问题, 我也总结了下自己的经常的用到的,方便自己学习,今天也给大家分享出来, 欢迎大家一起学习交流, 有更好的方法欢迎评论区指出, 后序我也将持续整理总结~

描述 Vue 与 React 区别

说明概念:vue:是一套用于构建用户界面的渐进式框架,Vue 的核心库只关注视图层 react:用于构建用户界面的 JavaScript 库声明式, 组件化

定位

vue 渐进式响应式
React 单向数据流

写法 vue:template,jsxreact: jsx
Hooks:vue3 和 react16 支持 hook
UI 更新
文化 vue 官方提供 React 第三方提供,自己选择

整个 new Vue 阶段做了什么？

vue.prototype._init(option)
initState(vm)
Observer(vm.data)
new Observer(data)
调用 walk 方法,遍历 data 中的每个属性,监听数据的变化
执行 defineProperty 监听数据读取和设置

数据描述符绑定完成后,我们就能得到以下的流程图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Dq3kKRrB-1665551088442)(https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/6d5e108b008f4d8fb989c3b17a0b4421~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-in-crop-mark:4536:0:0:0.image)]

图中我们可以看出,vue 初始化的时候,进行了数据的 get\set 绑定,并创建了一个
dep 对象就是用来依赖收集, 他实现了一个发布订阅模式,完后了数据 data 的渲染视图 watcher 的订阅

class Dep {  // 根据 ts 类型提示，我们可以得出 Dep.target 是一个 Watcher 类型。  static target: ?Watcher;  // subs 存放搜集到的 Watcher 对象集合  subs: Array<Watcher>;  constructor() {    this.subs = [];  }  addSub(sub: Watcher) {    // 搜集所有使用到这个 data 的 Watcher 对象。    this.subs.push(sub);  }  depend() {    if (Dep.target) {      // 搜集依赖，最终会调用上面的 addSub 方法      Dep.target.addDep(this);    }  }  notify() {    const subs = this.subs.slice();    for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {      // 调用对应的 Watcher，更新视图      subs[i].update();    }  }}

复制代码

描述 vue 的响应式原理

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-D2L76LQa-1665551088445)(https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/3fdfa92e3d31452fac5fdc10e92067c6~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-in-crop-mark:4536:0:0:0.image?)]

Vue 的三个核心类

Observer :给对象的属性添加 getter 和 setter ,用于依赖收集和派发更新
Dep :用于收集当前响应式对象的依赖关系,每个响应式对象都有 dep 实例,dep.subs = watcher[],当数据发生变更的时候,会通过dep.notify()通知各个 watcher
watcher:是一个中介,数据发生变化时通过 watcher 中转,通知组件观察者对象,render watcher,computed watcher, user watcher

依赖收集
需要用到数据的地方,称为依赖
在getter中收集依赖,在setter中触发依赖

initState, 对 computed 属性初始化时,会触发computed watcher 依赖收集
initState, 对监听属性初始化的时候,触发user watcher 依赖收集
render,触发render watcher 依赖收集

派发更新 Object.defindeProperty

组件中对响应式的数据进行了修改,会触发 setter 逻辑
dep.notify()
遍历所有 subs,调用每一个 watcher 的 update 方法总结:当创建一个 vue 实例时, vue 会遍历 data 里的属性, Objeect.defineProperty 为属性添加 getter 和 setter 对数据的读取进行劫持 getter:依赖收集 setter:派发更新每个组件的实例都有对应的 watcher 实例

计算属性的原理

computed watcher 计算属性的监听器,格式化转换,求值等操作

computed watcher 持有一个 dep 实例,通过 dirty 属性标记计算属性是否需要重新求值当 computed 依赖值改变后,就会通知订阅的 watcher 进行更新,对于 computed watcher 会将 dirty 属性设置为 true,并且进行计算属性方法的调用，参考：前端vue面试题详细解答

注意

计算属性是基于他的响应式依赖进行缓存的,只有依赖发生改变的时候才会重新求值
意义:比如计算属性方法内部操作非常频繁时,遍历一个极大的数组,计算一次可能要耗时 1s,如果依赖值没有变化的时候就不会重新计算

nextTick 原理

概念

nextTick 的作用是在下一次 DOM 更新循环结束后,执行延迟回调,nextTick 就是创建一个异步任务,要他等到同步任务执行完后才执行

使用

在数据变化后要执行某个操作,而这个操作依赖因数据的改变而改变 dom,这个操作应该放到 nextTick 中

vue2 中的实现

<template>  <div>{{ name }}</div></template><script>export default {  data() {    return {      name: ""    }  },  mounted() {    console.log(this.$el.clientHeight) // 0    this.name = "better"    console.log(this.$el.clientHeight) // 0    this.$nextTick(() => {      console.log(this.$el.clientHeight) // 18    });  }};</script>

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我们发现直接获取最新的 DOM 相关的信息是拿不到的,只有在 nextTick 中才能获取罪行的 DOM 信息

原理分析

在执行 this.name = 'better' 会触发 Watcher 更新, Watcher 会把自己放到一个队列,然后调用 nextTick()函数

使用队列的原因:比如多个数据变更更新视图多次的话,性能上就不好了, 所以对视图更新做一个异步更新的队列,避免重复计算和不必要的 DOM 操作,在下一轮时间循环的时候刷新队列,并执行已去重的任务(nextTick 的回调函数),更新视图

export function queueWatcher (watcher: Watcher) {  ...  // 因为每次派发更新都会引起渲染，所以把所有 watcher 都放到 nextTick 里调用  nextTick(flushSchedulerQueue)}

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这里的参数flushSchedulerQueue方法就会被放入事件循环中,主线程任务执行完后就会执行这个函数,对 watcher 队列排序,遍历,执行 watcher 对应的 run 方法,然后 render,更新视图也就是在执行 this.name = 'better'的时候,任务队列可以理解为[flushSchedulerQueue],然后在下一行的 console.log,由于会更新视图任务flushSchedulerQueue在任务队列中没有执行,所以无法拿到更后的视图然后在执行 this.$nextTick(fn)的时候,添加一个异步任务,这时的任务队列可以理解为[flushSchedulerQueue, fn], 然后同步任务执行完了,接着按顺序执行任务队列里的任务, 第一个任务执行就会更新视图,后面自然能得到更新后的视图了

nextTick 源码

源码分为两个部分:一个是判断当前环境能使用的最合适的 API 并保存异步函数,二是调用异步函数执行回调队列 1 环境判断 主要是判断用哪个宏任务或者微任务,因为宏任务的消耗时间是大于微任务的,所以先使用微任务, 用以下的判断顺序

promise
MutationObserver
setImmediate
setTimeout

export let isUsingMicroTask = false; // 是否启用微任务开关const callbacks = []; // 回调队列let pending = false; // 异步控制开关，标记是否正在执行回调函数
// 该方法负责执行队列中的全部回调function flushCallbacks() {  // 重置异步开关  pending = false;  // 防止nextTick里有nextTick出现的问题  // 所以执行之前先备份并清空回调队列  const copies = callbacks.slice(0);  callbacks.length = 0;  // 执行任务队列  for (let i = 0; i < copies.length; i++) {    copies[i]();  }}let timerFunc; // 用来保存调用异步任务方法// 判断当前环境是否支持原生 Promiseif (typeof Promise !== 'undefined' && isNative(Promise)) {  // 保存一个异步任务  const p = Promise.resolve();  timerFunc = () => {    // 执行回调函数    p.then(flushCallbacks);    // ios 中可能会出现一个回调被推入微任务队列，但是队列没有刷新的情况    // 所以用一个空的计时器来强制刷新任务队列    if (isIOS) setTimeout(noop);  };  isUsingMicroTask = true;} else if (  !isIE &&  typeof MutationObserver !== 'undefined' &&  (isNative(MutationObserver) ||    MutationObserver.toString() === '[object MutationObserverConstructor]')) {  // 不支持 Promise 的话，在支持MutationObserver的非 IE 环境下  // 如 PhantomJS, iOS7, Android 4.4  let counter = 1;  const observer = new MutationObserver(flushCallbacks);  const textNode = document.createTextNode(String(counter));  observer.observe(textNode, {    characterData: true,  });  timerFunc = () => {    counter = (counter + 1) % 2;    textNode.data = String(counter);  };  isUsingMicroTask = true;} else if (typeof setImmediate !== 'undefined' && isNative(setImmediate)) {  // 使用setImmediate，虽然也是宏任务，但是比setTimeout更好  timerFunc = () => {    setImmediate(flushCallbacks);  };} else {  // 以上都不支持的情况下，使用 setTimeout  timerFunc = () => {    setTimeout(flushCallbacks, 0);  };}

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环境判断结束就会得到一个延迟回调函数timerFunc 然后进入核心的 nextTick

2 nextTick()函数源码 在使用的时候就是调用 nextTick()这个方法

把传入的回调函数放进回调队列 callbacks
执行保存的异步任务 timerFunc,就会遍历 callbacks 执行相应的回调函数了

export function nextTick(cb?: Function, ctx?: Object) {  let _resolve;  // 把回调函数放入回调队列  callbacks.push(() => {    if (cb) {      try {        cb.call(ctx);      } catch (e) {        handleError(e, ctx, 'nextTick');      }    } else if (_resolve) {      _resolve(ctx);    }  });  if (!pending) {    // 如果异步开关是开的，就关上，表示正在执行回调函数，然后执行回调函数    pending = true;    timerFunc();  }  // 如果没有提供回调，并且支持 Promise，就返回一个 Promise  if (!cb && typeof Promise !== 'undefined') {    return new Promise((resolve) => {      _resolve = resolve;    });  }}

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可以看到最后有返回一个 Promise,是可以让我们在不传参的时候用

this.$nextTick().then(()=>{ ... })

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vue3 中分析

点击按钮更新 DOM 内容, 并获取最新的 DOM 内容

 <template>     <div ref="test">{{name}}</div>     <el-button @click="handleClick">按钮</el-button> </template> <script setup>     import { ref, nextTick } from 'vue'     const name = ref("better")     const test = ref(null)     async function handleClick(){         name.value = '掘金'         console.log(test.value.innerText) // better         await nextTick()         console.log(test.value.innerText) // 掘金     }     return { name, test, handleClick } </script>

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在使用方式上面有了一些变化,事件循环的原理还是一样的,只是加了几个专门维护队列的方法,以及关联到 effect

vue3 nextTick 源码剖析

const resolvedPromise: Promise<any> = Promise.resolve();let currentFlushPromise: Promise<void> | null = null;
export function nextTick<T = void>(  this: T,  fn?: (this: T) => void,): Promise<void> {  const p = currentFlushPromise || resolvedPromise;  return fn ? p.then(this ? fn.bind(this) : fn) : p;}

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简单来看就是一个 PromisenextTick 接受一个函数为参数,同时会创建一个微任务,在我们页面调用 nextTick 的时候,会执行该函数,把我们的参数 fn 赋值给 p.then(fn) ,在队列的任务完成后, fn 就执行了由于加了几个维护队列的方法,所以执行顺序是 queueJob -> queueFlush -> flushJobs -> nextTick 参数的 fn

flushJobs 该方法主要负责处理队列任务,主要逻辑如下

先处理前置任务队列
根据 Id 排列队列
遍历执行队列任务
执行完毕后清空并重置队列
执行后置队列任务
如果还有就递归继续执行

vue Router

路由就是一组 key-value 的对应关系,在前端项目中说的路由可以理解为 url-视图之间的映射关系,这种映射是单向的,url 变化不会走 http 请求,但是会更新切换前端 UI 视图,像 vue 这种单页面应用就是这样的规则.

路由守卫

全局路由守卫

前置路由守卫: beforeEach 路由切换之前被调用
全局解析守卫:beforeResolve 在每次导航时就会触发,但是确保在导航被确认之前,同时在所有组件内守卫和异步路由组件被解析之后 2,解析守卫就被正确调用,如确保用户可以访问自定义 meta 属性requiresCamera 的路由：

router.beforeResolve(async (to) => {  if (to.meta.requiresCamera) {    try {      await askForCameraPermission();    } catch (error) {      if (error instanceof NotAllowedError) {        // ... 处理错误，然后取消导航        return false;      } else {        // 意料之外的错误，取消导航并把错误传给全局处理器        throw error;      }    }  }});

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router.beforeResolve 是获取数据或执行任何其他操作（如果用户无法进入页面时你希望避免执行的操作）的理想位置。

后置路由守卫 :afterEach 路由切换之后被调用requiresCamera 的路由：

独享路由守卫

const router = new VueRouter({  routes: [    {      path: '/foo',      component: Foo,      beforeEnter: (to, from, next) => {        // ...      },    },  ],});

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组件內路由守卫可以在组件内使用者两个钩子

通过路由规则,进入该组件时被调用

beforeRouteEnter (to, from, next) {
}

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通过路由规则,离开该组件时调用

beforeRouteLeave (to, from, next) {
}

复制代码

完整的导航解析过程

导航被触发。
在失活的组件里调用 beforeRouteLeave 守卫。
调用全局的 beforeEach 守卫。
在重用的组件里调用 beforeRouteUpdate 守卫(2.2+)。
在路由配置里调用 beforeEnter。
解析异步路由组件。
在被激活的组件里调用 beforeRouteEnter。
调用全局的 beforeResolve 守卫(2.5+)。
导航被确认。
调用全局的 afterEach 钩子。
触发 DOM 更新。
调用 beforeRouteEnter 守卫中传给 next 的回调函数，创建好的组件实例会作为回调函数的参数传入。

路由模式

history 模式 /:使用pushState和replaceState,通过这两个 API 可以改变 url 地址不发生请求,popState事件
hash 模式# :
hash 是 URL 中 hash(#)及后面的那部分,常用作锚点在页面内进行导航,改变 hash 值不会随着 http 请求发送给服务器,通过hashChange事件监听 URL 的变化,可以用他来实现更新页面部分内容的操作

vueRouter 的实现

剖析 VueRouter 本质

通过使用 vueRouter 可以知道

通过 new Router() 获得一个 router 实例,我门引入的 VueRouter 其实就是一个类

class VueRouter {}

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使用 Vue.use(),而 Vue.use 的一个原则就是执行对象的 install 这个方法,所有,我们可以再一步假设 VueRouter 有 install 这个方法所以得出

//myVueRouter.jsclass VueRouter {}VueRouter.install = function () {};
export default VueRouter;

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分析 Vue.use

Vue.use(plugin)用法:用于安装 vue.js 插件,如果插件是一个对象,必须提供 install 方法,如果插件是一个函数,它会被作为 install 方法,调用 install 方法的时候,会将 vue 作为参数传入,install 方法被同一个插件多次调用时,插件也只会被安装一次

作用:注册插件,此时只需要调用 install 方法并将 Vue 作为参数传入 1. 插件的类型,可以是 install 方法,也可以是一个包含 install 方法的对象 2. 插件只能被安装一次,保证插件列表中不能有重复的插件

需要将 Vue 作为 install 方法第一个参数传入,先将 Vue 保存起来,将传进来的 Vue 创建两个组件 router-link 和 router-view

//myVueRouter.jslet Vue = null;class VueRouter {}VueRouter.install = function (v) {  Vue = v;  console.log(v);
  //新增代码  Vue.component('router-link', {    render(h) {      return h('a', {}, '首页');    },  });  Vue.component('router-view', {    render(h) {      return h('h1', {}, '首页视图');    },  });};
export default VueRouter;

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install 一般是给每个 vue 实例添加东西的,路由中就是添加$router和$route,注意:每个组件添加的$router是同一个和$route 是同一个,避免只是根组件有这个 router 值,使用代理的思想

//myVueRouter.jslet Vue = null;class VueRouter {}VueRouter.install = function (v) {  Vue = v;  // 新增代码  Vue.mixin({    beforeCreate() {      if (this.$options && this.$options.router) {        // 如果是根组件        this._root = this; //把当前实例挂载到_root上        this._router = this.$options.router;      } else {        //如果是子组件        this._root = this.$parent && this.$parent._root;      }      Object.defineProperty(this, '$router', {        get() {          return this._root._router;        },      });    },  });
  Vue.component('router-link', {    render(h) {      return h('a', {}, '首页');    },  });  Vue.component('router-view', {    render(h) {      return h('h1', {}, '首页视图');    },  });};
export default VueRouter;

复制代码

完善 VueRouter 类首先明确下是实例化的时候传了 v 的参数为 mode(路由模式), routes(路由表),在类的构造器中传参

class VueRouter {  constructor(options) {    this.mode = options.mode || 'hash';    this.routes = options.routes || []; //你传递的这个路由是一个数组表  }}

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但是我们直接处理 routes 的十分不方便的，所以我们先要转换成 key：value 的格式

createMap(routes) {    return routes.reduce((pre,current) => {        pre[current.path] = current.component        return pre    },{})}

复制代码

vue 模板编译的原理

vue 中模板 template 无法被浏览器解析并渲染,因为这不属于浏览器的标准,不是正确的 html 语法,所有需要将 template 转换成一个 JavaScript 函数,这样浏览器就可以执行这一个函数并渲染出对应的 html 元素,就可以让视图跑起来了,这个过程就叫做模板编译。模板编译又分为三个阶段，解析parse, 优化optimize, 生成generate,最终生成可执行函数render

解析阶段 : 使用大量的正则表达式对 template 字符串进行解析,将标签,指令,属性等转化为抽象语法树 AST
优化阶段: 遍历 AST,找打其中的一些静态节点进行标记, 方便在页面重渲染的时候进行 diff 比较时,直接跳过这些静态节点,优化 runtime 的性能
生成阶段: 将最终的 AST 转化为 render 函数字符串

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bb_xiaxia1998

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整个 new Vue 阶段做了什么？

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计算属性的原理

注意

nextTick 原理

vue2 中的实现

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nextTick 源码

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vue3 nextTick 源码剖析

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路由守卫

完整的导航解析过程

路由模式

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