记录–图解 Vue 响应式原理

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所属分类:Web前端
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最近部门分享,有同学提到了 Vue 响应式原理,大家在讨论时,发现一些同学对这一知识理解还不够深入,不能形成一个闭环,为了帮助大家理解这个问题,我重新过了一下 Vue 源码,并整理了多张流程图,便于大家理解。


这里给大家分享我在网上总结出来的一些知识,希望对大家有所帮助

记录--图解 Vue 响应式原理

记录--图解 Vue 响应式原理

最近部门分享,有同学提到了 Vue 响应式原理,大家在讨论时,发现一些同学对这一知识理解还不够深入,不能形成一个闭环,为了帮助大家理解这个问题,我重新过了一下 Vue 源码,并整理了多张流程图,便于大家理解。

  • Vue 初始化
  • 模板渲染
  • 组件渲染

本文 Vue 源码版本:2.6.11,为了便于理解,均有所删减。

本文将从以下两个方面进行探索:

  • 从 Vue 初始化,到首次渲染生成 DOM 的流程。

  • 从 Vue 数据修改,到页面更新 DOM 的流程。

Vue 初始化

先从最简单的一段 Vue 代码开始:

<template>   <div>     {{ message }}   </div> </template> <script> new Vue({   data() {     return {       message: "hello world",     };   }, }); </script>

这段代码很简单,最终会在页面上打印一个 hello world,它是如何实现的呢?

我们从源头:new Vue 的地方开始分析。

// 执行 new Vue 时会依次执行以下方法 // 1. Vue.prototype._init(option) // 2. initState(vm) // 3. observe(vm._data) // 4. new Observer(data)  // 5. 调用 walk 方法,遍历 data 中的每一个属性,监听数据的变化。 function walk(obj) {   const keys = Object.keys(obj);   for (let i = 0; i < keys.length; i++) {     defineReactive(obj, keys[i]);   } }  // 6. 执行 defineProperty 监听数据读取和设置。 function defineReactive(obj, key, val) {   // 为每个属性创建 Dep(依赖搜集的容器,后文会讲)   const dep = new Dep();   // 绑定 get、set   Object.defineProperty(obj, key, {     get() {       const value = val;       // 如果有 target 标识,则进行依赖搜集       if (Dep.target) {         dep.depend();       }       return value;     },     set(newVal) {       val = newVal;       // 修改数据时,通知页面重新渲染       dep.notify();     },   }); }

数据描述符绑定完成后,我们就能得到以下的流程图:

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 图中我们可以看到,Vue 初始化时,进行了数据的 get、set 绑定,并创建了一个 Dep 对象。

对于数据的 get、set 绑定我们并不陌生,但是 Dep 对象什么呢?

Dep 对象用于依赖收集,它实现了一个发布订阅模式,完成了数据 Data 和渲染视图 Watcher 的订阅,我们一起来剖析一下。

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();     }   } }

根据对 Dep 的源码分析,我们得到了下面这张逻辑图:

记录--图解 Vue 响应式原理

 了解 Data 和 Dep 之后,我们来继续揭开 Watcher 的面纱。

class Watcher {   constructor(vm: Component, expOrFn: string | Function) {     // 将 vm._render 方法赋值给 getter。     // 这里的 expOrFn 其实就是 vm._render,后文会讲到。     this.getter = expOrFn;     this.value = this.get();   }   get() {     // 给 Dep.target 赋值为当前 Watcher 对象     Dep.target = this;     // this.getter 其实就是 vm._render     // vm._render 用来生成虚拟 dom、执行 dom-diff、更新真实 dom。     const value = this.getter.call(this.vm, this.vm);     return value;   }   addDep(dep: Dep) {     // 将当前的 Watcher 添加到 Dep 收集池中     dep.addSub(this);   }   update() {     // 开启异步队列,批量更新 Watcher     queueWatcher(this);   }   run() {     // 和初始化一样,会调用 get 方法,更新视图     const value = this.get();   } }

源码中我们看到,Watcher 实现了渲染方法 _render 和 Dep 的关联, 初始化 Watcher 的时候,打上 Dep.target 标识,然后调用 get 方法进行页面渲染。加上上文的 Data,目前 Data、Dep、Watcher 三者的关系如下:
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我们再拉通串一下整个流程:Vue 通过 defineProperty 完成了 Data 中所有数据的代理,当数据触发 get 查询时,会将当前的 Watcher 对象加入到依赖收集池 Dep 中,当数据 Data 变化时,会触发 set 通知所有使用到这个 Data 的 Watcher 对象去 update 视图。
目前的整体流程如下:
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上图的流程中 Data 和 Dep 都是 Vue 初始化时创建的,但现在我们并不知道 Wacher 是从哪里创建的,带着这个问题,我们接着往下探索。

模板渲染

上文中,我们分析了初始化 Vue 过程中处理数据的部分,接下来,我们分析一下数据渲染的部分。

其实 new Vue 执行到最后,会调用 mount 方法,将 Vue 实例渲染成 dom 。

// new Vue 执行流程。 // 1. Vue.prototype._init(option) // 2. vm.$mount(vm.$options.el) // 3. render = compileToFunctions(template) ,编译 Vue 中的 template 模板,生成 render 方法。 // 4. Vue.prototype.$mount 调用上面的 render 方法挂载 dom。 // 5. mountComponent  // 6. 创建 Watcher 实例 const updateComponent = () => {   vm._update(vm._render()); }; // 结合上文,我们就能得出,updateComponent 就是传入 Watcher 内部的 getter 方法。 new Watcher(vm, updateComponent);  // 7. new Watcher 会执行 Watcher.get 方法 // 8. Watcher.get 会执行 this.getter.call(vm, vm) ,也就是执行 updateComponent 方法 // 9. updateComponent 会执行 vm._update(vm._render())  // 10. 调用 vm._render 生成虚拟 dom Vue.prototype._render = function (): VNode {   const vm: Component = this;   const { render } = vm.$options;   let vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement);   return vnode; }; // 11. 调用 vm._update(vnode) 渲染虚拟 dom Vue.prototype._update = function (vnode: VNode) {   const vm: Component = this;   if (!prevVnode) {     // 初次渲染     vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false);   } else {     // 更新     vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode);   } }; // 12. vm.__patch__ 方法就是做的 dom diff 比较,然后更新 dom,这里就不展开了。

看完 Vue 模板渲染的过程,我们可以得到如下的流程图:

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到这里,我们就知道了 Watcher 其实是在 Vue 初始化的阶段创建的,属于生命周期中 beforeMount 的位置创建的,创建 Watcher 时会执行 render 方法,最终将 Vue 代码渲染成真实的 DOM。

我们再将之前的流程整合一下,就能得到以下的流程:

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上图分析了 Vue 初始化到渲染 DOM 的整个过程,最后我们再分析一下,当数据变化时,Vue 又是怎么进行更新的?

其实,在上图也能看出,在 Data 变化时,会调用 Dep.notify 方法,随即调用 Watcher 内部的 update 方法,此方法会将所有使用到这个 Data 的 Watcher 加入一个队列,并开启一个异步队列进行更新,最终执行 _render 方法完成页面更新。

整体的流程如下:

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好了,探索到这里,Vue 的响应式原理,已经被我们分析透彻了,如果你还没有明白,不妨再细品一下上图。

组件渲染

本来探索到上面的流程图就结束了,但好奇的我又想到了一个问题 ?。

Vue 组件又是怎么渲染的呢?

带着这个问题,我继续查阅了源码。

记录--图解 Vue 响应式原理

// 从模板编译开始,当发现一个自定义组件时,会执行以下函数 // 1. compileToFunctions(template) // 2. compile(template, options); // 3. const ast = parse(template.trim(), options) // 4. const code = generate(ast, options) // 5. createElement  // 6. createComponent export function createComponent(   Ctor: Class<Component> | Function | Object | void,   data: ?VNodeData,   context: Component,   children: ?Array<VNode>,   tag?: string ): VNode | Array<VNode> | void {   // $options._base 其实就是全局 Vue 构造函数,在初始化时 initGlobalAPI 中定义的:Vue.options._base = Vue   const baseCtor = context.$options._base;   // Ctor 就是 Vue 组件中 <script> 标签下 export 出的对象   if (isObject(Ctor)) {     // 将组件中 export 出的对象,继承自 Vue,得到一个构造函数     // 相当于 Vue.extend(YourComponent)     Ctor = baseCtor.extend(Ctor);   }   const vnode = new VNode(`vue-component-${Ctor.cid}xxx`);   return vnode; }  // 7. 实现组件继承 Vue,并调用 Vue._init 方法,进行初始化 Vue.extend = function (extendOptions: Object): Function {   const Super = this;   const Sub = function VueComponent(options) {     // 调用 Vue.prototype._init,之后的流程就和首次加载保持一致     this._init(options);   };   // 原型继承,相当于:Component extends Vue   Sub.prototype = Object.create(Super.prototype);   Sub.prototype.constructor = Sub;   return Sub; };

看完组件渲染的源码后,结合上文,重新整理了一张流程图,图中的蓝色部分就是渲染组件的过程。

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好了,现在是真的结束了,最终的流程图就是上面的这一张图。

问个问题,现在你理解 Vue 响应式原理了吗?

如果仍觉得不好理解,我这里还准备了一张带标注的简图 ?

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思考与总结

本文从源码的角度,介绍了 Vue 响应式原理,来简单回顾一下吧。

  1. 从 new Vue 开始,首先通过 get、set 监听 Data 中的数据变化,同时创建 Dep 用来搜集使用该 Data 的 Watcher。
  2. 编译模板,创建 Watcher,并将 Dep.target 标识为当前 Watcher。
  3. 编译模板时,如果使用到了 Data 中的数据,就会触发 Data 的 get 方法,然后调用 Dep.addSub 将 Watcher 搜集起来。
  4. 数据更新时,会触发 Data 的 set 方法,然后调用 Dep.notify 通知所有使用到该 Data 的 Watcher 去更新 DOM。

本文转载于:

https://juejin.cn/post/6857669921166491662

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