浅析vue侦测数据的变化之基本实现

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一、Object的变化侦测

下面我们就来模拟侦测数据变化的逻辑。

强调一下我们要做的事情：数据变化，通知到外界（外界再做一些自己的逻辑处理，比如重新渲染视图）。

开始编码之前，我们首先得回答以下几个问题：

1.如何侦测对象的变化？

使用 Object.defineProperty()。读数据的时候会触发 getter，修改数据会触发 setter。
只有能侦测对象的变化，才能在数据发生变化的时候发出通知

2.当数据发生变化的时候，我们通知谁？

通知用到数据的地方。而数据可以用在模板中，也可以用在 vm.$watch() 中，地方不同，行为也不相同，比如这里要渲染模板，那里要进行其他逻辑。所以干脆抽象出一个类。当数据变化的时候通知它，再由它去通知其他地方。
这个类起名叫 Watcher。就是一个中介。

3.依赖谁？

通知谁，就依赖谁，依赖 Watcher。

4.何时通知？

修改数据的时候。也就是 setter 中通知

5.何时收集依赖？

因为要通知用数据的地方。用数据就得读数据，我们就可以在读数据的时候收集，也就是在 getter 中收集

6.收集到哪里？

可以在每个属性里面定义一个数组，与该属性有关的依赖都放里面

编码如下（可直接运行）：

// 全局变量，用于存储依赖
let globalData = undefined;

// 将数据转为响应式
function defineReactive (obj,key,val) {
    // 依赖列表
    let dependList = []
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true,
      configurable: true,
      get: function () {
        // 收集依赖（Watcher）
        globalData && dependList.push(globalData)
        return val
      },
      set: function reactiveSetter (newVal) {
        if(val === newVal){
            return
        }
        // 通知依赖项（Watcher）
        dependList.forEach(w => {
            w.update(newVal, val)
        })
        val = newVal
      }
    });
}

// 依赖
class Watcher{
    constructor(data, key, callback){
        this.data = data;
        this.key = key;
        this.callback = callback;
        this.val = this.get();
    }
    // 这段代码可以将自己添加到依赖列表中
    get(){
        // 将依赖保存在 globalData
        globalData = this;
        // 读数据的时候收集依赖
        let value = this.data[this.key]
        globalData = undefined
        return value;
    }
    // 数据改变时收到通知，然后再通知到外界
    update(newVal, oldVal){
        this.callback(newVal, oldVal)
    }
}

/* 以下是测试代码 */
let data = {};
// 将 name 属性转为响应式
defineReactive(data, 'age', '88')
// 当数据 age 改变时，会通知到 Watcher，再由 Watcher 通知到外界
new Watcher(data, 'age', (newVal, oldVal) => {
    console.log(`外界：newVal = ${newVal} ; oldVal = ${oldVal}`)
})

data.age -= 1 // 控制台输出： 外界：newVal = 87 ; oldVal = 88

在控制台下继续执行 data.age -= 1，则会输出 外界：newVal = 86 ; oldVal = 87。

附上一张 Data、defineReactive、dependList、Watcher和外界的关系图。

首先通过 defineReactive() 方法将 data 转为响应式（defineReactive(data, 'age', '88')）。

外界通过 Watcher 读取数据（let value = this.data[this.key]），数据的 getter 则会被触发，于是通过 globalData 收集Watcher。

当数据被修改（data.age -= 1）, 会触发 setter，会通知依赖（dependList），依赖则会通知 Watcher（w.update(newVal, val)），最后 Watcher 再通知给外界。

二、关于 Object 的问题

思考一下：上面的例子，继续执行 delete data.age 会通知到外界吗？

不会。因为不会触发 setter。请接着看：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/vue/dist/vue.js"></script>
</head>
<body>
    <div id='app'>
        <section>
            {{ p1.name }}
            {{ p1.age }}
        </section>
    </div>
<script>
const app = new Vue({
    el: '#app',
    data: {
        p1: {
            name: 'ph',
            age: 18
        }
    }
})
</script>
</body>
</html>

运行后，页面会显示 ph 18。我们知道更改数据，视图会重新渲染，于是在控制台执行 delete app.p1.name，发现页面没有变化。这与上面示例中执行 delete data.age 一样，都不会触发setter，也就不会通知到外界。

为了解决这个问题，Vue提供了两个 API（稍后将介绍它们）：vm.$set 和 vm.$delete。

如果你继续执行 app.$delete(app.p1, 'age')，你会发现页面没有任何信息了（name 属性已经用 delete 删除了，只是当时没有重新渲染而已）。

注：如果这里执行 app.p1.sex = 'man'，用到数据 p1 的地方也不会被通知到，这个问题可以通过 vm.$set 解决。

三、Array 的变化侦测

3.1、背景

假如数据是 let data = {a:1, b:[11, 22]}，通过 Object.defineProperty 将其转为响应式之后，我们修改数据 data.a = 2，会通知到外界，这个好理解；同理 data.b = [11, 22, 33] 也会通知到外界，但如果换一种方式修改数据 b，就像这样 data.b.push(33)，是不会通知到外界的，因为没走 setter。请看示例：

function defineReactive(obj, key, val) {
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true,
      configurable: true,
      get: function () {
        console.log(`get val = ${val}`)
        return val
      },
      set: function reactiveSetter (newVal) {
        if(val === newVal){
            return
        }
        console.log(`set val = ${newVal}; oldVal = ${val}`)
        val = newVal
      }
    });
}

// 以下是测试代码 {1}
let data = {}
defineReactive(data, 'a', [11,22])
data.a.push(33)     // get val = 11,22               （没有触发 setter）    {2}     
data.a              // get val = 11,22,33 
data.a = 1          // set val = 1; oldVal = 11,22,33（触发 setter）

通过 push() 方法改变数组的值，确实没有触发 setter（行{2}），也就不能通知外界。这里好像说明了一个问题：通过 Object.definePropery() 方法，只能将对象转为响应式，不能将数组转为响应式。

其实 Object.definePropery() 可以将数组转为响应式。请看示例：

// 继续上面的例子，将测试代码（行{1}）改为：
let data = []
defineReactive(data, '0', 11)
data[0] = 22    // set val = 22; oldVal = 11
data.push(33)   // 不会触发                     {10}

虽然 Object.definePropery() 可以将数组转为响应式，但通过 data.push(33)（行{10}）这种方式修改数组，仍然不会通知到外界。

所以在 Vue 中，将数据转为响应式，用了两套方式：对象使用 Object.defineProperty()；数组则使用另一套。

3.2、实现

es6 中可以用 Proxy 侦测数组的变化。请看示例：

let data = [11,22]
let p = new Proxy(data, {
    set: function(target, prop, value, receiver) {
        target[prop] = value;
        console.log('property set: ' + prop + ' = ' + value);
        return true;
    }
    })
console.log(p)
p.push(33)
/*
输出：
[ 11, 22 ]
property set: 2 = 33
property set: length = 3
*/

es6 以前就稍微麻烦点，可以使用拦截器。原理是：当我们执行 [].push() 时会调用数组原型（Array.prototype）中的方法。我们在 [].push() 和 Array.prototype 之间增加一个拦截器，以后调用 [].push() 时先执行拦截器中的 push() 方法，拦截器中的 push() 在调用 Array.prototype 中的 push() 方法。请看示例：

// 数组原型
let arrayPrototype = Array.prototype

// 创建拦截器
let interceptor = Object.create(arrayPrototype)

// 将拦截器与原始数组的方法关联起来
;('push,pop,unshift,shift,splice,sort,reverse').split(',')
.forEach(method => {
    let origin = arrayPrototype[method];
    Object.defineProperty(interceptor, method, {
        value: function(...args){
            console.log(`拦截器: args = ${args}`)
            return origin.apply(this, args);
        },
        enumerable: false,
        writable: true,
        configurable: true
    })
});

// 测试
let arr1 = ['a']
let arr2 = [10]
arr1.push('b')
// 侦测数组 arr2 的变化
Object.setPrototypeOf(arr2, interceptor)    // {20}
arr2.push(11)       // 拦截器: args = 11
arr2.unshift(22)    // 拦截器: args = 22

这个例子将能改变数组自身内容的 7 个方法都加入到了拦截器。如果需要侦测哪个数组的变化，就将该数组的原型指向拦截器（行{20}）。当我们通过 push 等 7 个方法修改该数组时，则会在拦截器中触发，从而可以通知外界。

到这里，我们只完成了侦测数组变化的任务。

数据变化，通知到外界。上文编码的实现只是针对 Object 数据，而这里需要针对 Array 数据。

我们也来思考一下同样的问题：

1.如何侦测数组的变化？

拦截器

2.当数据发生变化的时候，我们通知谁？

Watcher

3.依赖谁？

Watcher

4.何时通知？

修改数据的时候。拦截器中通知。

5.何时收集依赖？

因为要通知用数据的地方。用数据就得读数据。在读数据的时候收集。这和对象收集依赖是一样的。
{a: [11,22]} 比如我们要使用 a 数组，肯定得访问对象的属性 a。

6.收集到哪里？

对象是在每个属性中收集依赖，但这里得考虑数组在拦截器中能触发依赖，位置可能得调整

就到这里，不在继续展开了。接下来的文章中，我会将 vue 中与数据侦测相关的源码摘出来，配合本文，简单分析一下。

四、关于 Array 的问题

// 需要自己引入 vue.js。后续也尽可能只罗列核心代码
<div id='app'>
        <section>
            {{ p1[0] }}
            {{ p1[1] }}
        </section>
</div>
<script>
const app = new Vue({
    el: '#app',
    data: {
        p1: ['ph', '18']
    }
})
</script>

运行后在页面显示 ph 18，控制台执行 app.p1[0] = 'lj' 页面没反应，因为数组只有调用指定的 7 个方法才能通过拦截器通知外界。如果执行 app.$set(app.p1, 0, 'pm') 页面内容会变成 pm 18。

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