27b84c70f6b849ffee5a6973291dc78b
从 Vue.js 源码角度再看数据绑定

数据绑定原理

前面已经讲过 Vue 数据绑定的原理了,现在从源码来看一下数据绑定在Vue中是如何实现的。

首先看一下Vue.js官网介绍响应式原理的这张图。

这张图比较清晰地展示了整个流程,首先通过一次渲染操作触发Data的getter(这里保证只有视图中需要被用到的data才会触发getter)进行依赖收集,这时候其实Watcher与data可以看成一种被绑定的状态(实际上是data的闭包中有一个Deps订阅着,在修改的时候会通知所有的Watcher观察者),在data发生变化的时候会触发它的setter,setter通知Watcher,Watcher进行回调通知组件重新渲染的函数,之后根据diff算法来决定是否发生视图的更新。

Vue在初始化组件数据时,在生命周期的beforeCreatecreated钩子函数之间实现了对data、props、computed、methods、events以及watch的处理。

initData

这里来讲一下initData,可以参考源码instance下的state.js文件,下面所有的中文注释都是我加的,英文注释是尤大加的,请不要忽略英文注释,英文注释都讲到了比较关键或者晦涩难懂的点。

加注释版的vue源码也可以直接通过传送门查看,这些是我在阅读Vue源码过程中加的注释,持续更新中。

initData主要是初始化data中的数据,将数据进行Oberver,监听数据的变化,其他的监视原理一致,这里以data为例。

function initData (vm: Component) {

  /*得到data数据*/
  let data = vm.$options.data
  data = vm._data = typeof data === 'function'
    ? getData(data, vm)
    : data || {}

  /*判断是否是对象*/
  if (!isPlainObject(data)) {
    data = {}
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      'data functions should return an object:\n' +
      'https://vuejs.org/v2/guide/components.html#data-Must-Be-a-Function',
      vm
    )
  }

  // proxy data on instance
  /*遍历data对象*/
  const keys = Object.keys(data)
  const props = vm.$options.props
  let i = keys.length

  //遍历data中的数据
  while (i--) {
    /*保证data中的key不与props中的key重复,props优先,如果有冲突会产生warning*/
    if (props && hasOwn(props, keys[i])) {
      process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
        `The data property "${keys[i]}" is already declared as a prop. ` +
        `Use prop default value instead.`,
        vm
      )
    } else if (!isReserved(keys[i])) {
      /*判断是否是保留字段*/

      /*这里是我们前面讲过的代理,将data上面的属性代理到了vm实例上*/
      proxy(vm, `_data`, keys[i])
    }
  }

  // observe data
  /*从这里开始我们要observe了,开始对数据进行绑定,这里有尤大大的注释asRootData,这步作为根数据,下面会进行递归observe进行对深层对象的绑定。*/
  observe(data, true /* asRootData */)
}

其实这段代码主要做了两件事,一是将_data上面的数据代理到vm上,另一件事通过observe将所有数据变成observable。

proxy

接下来看一下proxy代理。

/*添加代理*/
export function proxy (target: Object, sourceKey: string, key: string) {
  sharedPropertyDefinition.get = function proxyGetter () {
    return this[sourceKey][key]
  }
  sharedPropertyDefinition.set = function proxySetter (val) {
    this[sourceKey][key] = val
  }
  Object.defineProperty(target, key, sharedPropertyDefinition)
}

这里比较好理解,通过proxy函数将data上面的数据代理到vm上,这样就可以用app.text代替app._data.text了。

observe

接下来是observe,这个函数定义在core文件下oberver的index.js文件中。

/**
 * Attempt to create an observer instance for a value,
 * returns the new observer if successfully observed,
 * or the existing observer if the value already has one.
 */
 /*
 尝试创建一个Observer实例(__ob__),如果成功创建Observer实例则返回新的Observer实例,如果已有Observer实例则返回现有的Observer实例。
 */
export function observe (value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void {
  /*判断是否是一个对象*/
  if (!isObject(value)) {
    return
  }
  let ob: Observer | void

  /*这里用__ob__这个属性来判断是否已经有Observer实例,如果没有Observer实例则会新建一个Observer实例并赋值给__ob__这个属性,如果已有Observer实例则直接返回该Observer实例*/
  if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) {
    ob = value.__ob__
  } else if (

    /*这里的判断是为了确保value是单纯的对象,而不是函数或者是Regexp等情况。*/
    observerState.shouldConvert &&
    !isServerRendering() &&
    (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) &&
    Object.isExtensible(value) &&
    !value._isVue
  ) {
    ob = new Observer(value)
  }
  if (asRootData && ob) {

    /*如果是根数据则计数,后面Observer中的observe的asRootData非true*/
    ob.vmCount++
  }
  return ob
}

Vue的响应式数据都会有一个__ob__的属性作为标记,里面存放了该属性的观察器,也就是Observer的实例,防止重复绑定。

Observer

接下来看一下新建的Observer。Observer的作用就是遍历对象的所有属性将其进行双向绑定。

/**
 * Observer class that are attached to each observed
 * object. Once attached, the observer converts target
 * object's property keys into getter/setters that
 * collect dependencies and dispatches updates.
 */
export class  {
  value: any;
  dep: Dep;
  vmCount: number; // number of vms that has this object as root $data

  constructor (value: any) {
    this.value = value
    this.dep = new Dep()
    this.vmCount = 0

    /* 
    将Observer实例绑定到data的__ob__属性上面去,之前说过observe的时候会先检测是否已经有__ob__对象存放Observer实例了,def方法定义可以参考https://github.com/vuejs/vue/blob/dev/src/core/util/lang.js#L16 
    */
    def(value, '__ob__', this)
    if (Array.isArray(value)) {

      /*
          如果是数组,将修改后可以截获响应的数组方法替换掉该数组的原型中的原生方法,达到监听数组数据变化响应的效果。
          这里如果当前浏览器支持__proto__属性,则直接覆盖当前数组对象原型上的原生数组方法,如果不支持该属性,则直接覆盖数组对象的原型。
      */
      const augment = hasProto
        ? protoAugment  /*直接覆盖原型的方法来修改目标对象*/
        : copyAugment   /*定义(覆盖)目标对象或数组的某一个方法*/
      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)

      /*如果是数组则需要遍历数组的每一个成员进行observe*/
      this.observeArray(value)
    } else {

      /*如果是对象则直接walk进行绑定*/
      this.walk(value)
    }
  }

  /**
   * Walk through each property and convert them into
   * getter/setters. This method should only be called when
   * value type is Object.
   */
  walk (obj: Object) {
    const keys = Object.keys(obj)

    /*walk方法会遍历对象的每一个属性进行defineReactive绑定*/
    for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
      defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]])
    }
  }

  /**
   * Observe a list of Array items.
   */
  observeArray (items: Array<any>) {

    /*数组需要便利每一个成员进行observe*/
    for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
      observe(items[i])
    }
  }
}

Observer为数据加上响应式属性进行双向绑定。如果是对象则进行深度遍历,为每一个子对象都绑定上方法,如果是数组则为每一个成员都绑定上方法。

如果是修改一个数组的成员,该成员是一个对象,那只需要递归对数组的成员进行双向绑定即可。但这时候出现了一个问题,?如果我们进行pop、push等操作的时候,push进去的对象根本没有进行过双向绑定,更别说pop了,那么我们如何监听数组的这些变化呢?
Vue.js提供的方法是重写push、pop、shift、unshift、splice、sort、reverse这七个数组方法。修改数组原型方法的代码可以参考observer/array.js

/*
 * not type checking this file because flow doesn't play well with
 * dynamically accessing methods on Array prototype
 */

import { def } from '../util/index'

/*取得原生数组的原型*/
const arrayProto = Array.prototype
/*创建一个新的数组对象,修改该对象上的数组的七个方法,防止污染原生数组方法*/
export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)

/**
 * Intercept mutating methods and emit events
 */
 /*这里重写了数组的这些方法,在保证不污染原生数组原型的情况下重写数组的这些方法,截获数组的成员发生的变化,执行原生数组操作的同时dep通知关联的所有观察者进行响应式处理*/
;[
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]
.forEach(function (method) {
  // cache original method
  /*将数组的原生方法缓存起来,后面要调用*/
  const original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator () {
    // avoid leaking arguments:
    // http://jsperf.com/closure-with-arguments
    let i = arguments.length
    const args = new Array(i)
    while (i--) {
      args[i] = arguments[i]
    }
    /*调用原生的数组方法*/
    const result = original.apply(this, args)

    /*数组新插入的元素需要重新进行observe才能响应式*/
    const ob = this.__ob__
    let inserted
    switch (method) {
      case 'push':
        inserted = args
        break
      case 'unshift':
        inserted = args
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2)
        break
    }
    if (inserted) ob.observeArray(inserted)

    // notify change
    /*dep通知所有注册的观察者进行响应式处理*/
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

从数组的原型新建一个Object.create(arrayProto)对象,通过修改此原型可以保证原生数组方法不被污染。如果当前浏览器支持__proto__这个属性的话就可以直接覆盖该属性则使数组对象具有了重写后的数组方法。如果没有该属性的浏览器,则必须通过遍历def所有需要重写的数组方法,这种方法效率较低,所以优先使用第一种。
在保证不污染不覆盖数组原生方法添加监听,主要做了两个操作,第一是通知所有注册的观察者进行响应式处理,第二是如果是添加成员的操作,需要对新成员进行observe。
但是修改了数组的原生方法以后我们还是没法像原生数组一样直接通过数组的下标或者设置length来修改数组,Vue.js提供了$set()及$remove()方法

Watcher

Watcher是一个观察者对象。依赖收集以后Watcher对象会被保存在Deps中,数据变动的时候会由于Deps通知Watcher实例,然后由Watcher实例回调cb进行实图的更新。

```javascript
export default class Watcher {
vm: Component;
expression: string;
cb: Function;
id: number;
deep: boolean;
user: boolean;
lazy: boolean;
sync: boolean;
dirty: boolean;
active: boolean;
deps: Array;
newDeps: Array;
depIds: ISet;
newDepIds: ISet;
getter: Function;
value: any;

constructor (
vm: Component,
expOrFn: string | Function,
cb: Function,
options?: Object
) {
this.vm = vm
/_watchers存放订阅者实例/
vm._watchers.push(this)
// options
if (options) {
this.deep = !!options.deep
this.user = !!options.user
this.lazy = !!options.lazy
this.sync = !!options.sync
} else {
this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false
}
this.cb = cb
this.id = ++uid // uid for batching
this.active = true
this.dirty = this.lazy // for lazy watchers
this.deps = []
this.newDeps = []
this.depIds = new Set()
this.newDepIds = new Set()
this.expression = process.env.NODE_ENV !== 'production'
? expOrFn.toString()
: ''
// parse expression for getter
/把表达式expOrFn解析成getter/
if (typeof expOrFn === 'function') {
this.getter = expOrFn
} else {

top Created with Sketch.