大前端学习 -- 手写Vue响应式实现

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楚楚冻人玥玥仙女 发表于 2021/11/19 02:34:53 2021/11/19
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【摘要】 手写Vue响应式实现 Vue响应式 代码仓库地址：https://gitee.com/jiailing/lagou-fed/tree/master/fed-e-task-03-01/co...

手写Vue响应式实现

Vue响应式

代码仓库地址：https://gitee.com/jiailing/lagou-fed/tree/master/fed-e-task-03-01/code/Vue/jalVue

一、数据驱动

1.数据响应式

  • 数据模型仅仅是普通的JavaScript对象，而当我们修改数据时，视图会进行更新，避免了繁琐的DOM操作，提高开发效率

2. 双向绑定

  • 数据改变，视图改变；视图改变，数据也随之改变

  • 我们可以使用v-modle在表单元素上创建双向数据数据

3. 数据驱动是Vue最独特的特性之一

  • 开发过程中仅需要关注数据本身，不需要关心数据是如何渲染到视图

二、数据响应式的核心原理

1. Vue 2.x

  • Vue 2.x深入响应式原理
  • Object.defineProperty
  • 浏览器兼容IE8以上（不兼容IE8）
<!DOCTYPE html>
<html lang="cn">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>defineProperty</title>
</head>
<body>
  <div id="app">
    hello
  </div>
  <script>
    // 模拟 Vue 中的 data 选项
    let data = {
      msg: 'hello'
    }

    // 模拟 Vue 的实例
    let vm = {}

    // 数据劫持：当访问或者设置 vm 中的成员的时候，做一些干预操作
    Object.defineProperty(vm, 'msg', {
      // 可枚举（可遍历）
      enumerable: true,
      // 可配置（可以使用 delete 删除，可以通过 defineProperty 重新定义）
      configurable: true,
      // 当获取值的时候执行
      get () {
        console.log('get: ', data.msg)
        return data.msg
      },
      // 当设置值的时候执行
      set (newValue) {
        console.log('set: ', newValue)
        if (newValue === data.msg) {
          return
        }
        data.msg = newValue
        // 数据更改，更新 DOM 的值
        document.querySelector('#app').textContent = data.msg
      }
    })

    // 测试
    vm.msg = 'Hello World'
    console.log(vm.msg)
  </script>
</body>
</html>

  • 如果有一个对象中多个属性需要被转换getter、setter 如何处理？

    • 遍历这个对象的所有属性

      <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>defineProperty 多个成员</title>
</head>
<body>
  <div id="app">
    hello
  </div>
  <script>
    // 模拟 Vue 中的 data 选项
    let data = {
      msg: 'hello',
      count: 10
    }

    // 模拟 Vue 的实例
    let vm = {}

    proxyData(data)

    function proxyData(data) {
      // 遍历 data 对象的所有属性
      Object.keys(data).forEach(key => {
        // 把 data 中的属性，转换成 vm 的 setter/setter
        Object.defineProperty(vm, key, {
          enumerable: true,
          configurable: true,
          get () {
            console.log('get: ', key, data[key])
            return data[key]
          },
          set (newValue) {
            console.log('set: ', key, newValue)
            if (newValue === data[key]) {
              return
            }
            data[key] = newValue
            // 数据更改，更新 DOM 的值
            document.querySelector('#app').textContent = data[key]
          }
        })
      })
    }

    // 测试
    vm.msg = 'Hello World'
    console.log(vm.msg)
  </script>
</body>
</html>

2. Vue 3.x

  • Proxy
  • 直接监听对象，而非属性
  • ES6中新增，IE不支持，性能由浏览器优化
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>Proxy</title>
</head>
<body>
  <div id="app">
    hello
  </div>
  <script>
    // 模拟 Vue 中的 data 选项
    let data = {
      msg: 'hello',
      count: 0
    }

    // 模拟 Vue 实例
    let vm = new Proxy(data, {
      // 执行代理行为的函数
      // 当访问 vm 的成员会执行
      get (target, key) {
        console.log('get, key: ', key, target[key])
        return target[key]
      },
      // 当设置 vm 的成员会执行
      set (target, key, newValue) {
        console.log('set, key: ', key, newValue)
        if (target[key] === newValue) {
          return
        }
        target[key] = newValue
        document.querySelector('#app').textContent = target[key]
      }
    })

    // 测试
    vm.msg = 'Hello World'
    console.log(vm.msg)
  </script>
</body>
</html>

三、发布订阅模式和观察者模式

1. 发布订阅模式

  • 发布/订阅模式

    • 订阅者
    • 发布者
    • 信号中心

    我们假定，存在一个”信号中心“，某个任务执行完成，就向信号中心”发布“（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心”订阅“（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己开始执行，这就叫做”发布/订阅模式“（publish-subscribe pattern）

  • Vue的自定义事件

    		// Vue 自定义事件
    let vm = new Vue()
    // { 'click': [fn1, fn2], 'change': [fn] }

    // 注册事件(订阅消息)
    vm.$on('dataChange', () => {
      console.log('dataChange')
    })

    vm.$on('dataChange', () => {
      console.log('dataChange1')
    })
    // 触发事件(发布消息)
    vm.$emit('dataChange')

  • 兄弟组件通信过程

    
// eventBus.js
// 事件中心
let eventHub = new Vue()

// ComponentA.vue
// 发布者
addTodo: function () {
  // 发布消息（事件）
  eventHub.$emit('add-todo', { text: this.newTodoText })
  this.newTodoText = ''
}

// ComponentB.vue
// 订阅者
created: function () {
  // 订阅消息（事件）
  eventHub.$on('add-todo', this.addTodo)
}

  • 模拟Vue中的自定义事件

    • Vue中的自定义事件

      <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Vue 自定义事件</title>
</head>
<body>
  <script src="./js/vue.js"></script>
  <script>
    // Vue 自定义事件
    let vm = new Vue()
    // { 'click': [fn1, fn2], 'change': [fn] }

    // 注册事件(订阅消息)
    vm.$on('dataChange', () => {
      console.log('dataChange')
    })

    vm.$on('dataChange', () => {
      console.log('dataChange1')
    })
    // 触发事件(发布消息)
    vm.$emit('dataChange')
  </script>
</body>
</html>

    • 模拟实现Vue中的自定义事件

      <!DOCTYPE html>
<html lang="cn">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>发布订阅模式</title>
</head>
<body>
  <script>
    // 事件触发器
    class EventEmitter {
      constructor () {
        // { 'click': [fn1, fn2], 'change': [fn] }
        this.subs = Object.create(null) // 创建的对象原型属性为null
      }

      // 注册事件
      $on (eventType, handler) {
        this.subs[eventType] = this.subs[eventType] || []
        this.subs[eventType].push(handler)
      }

      // 触发事件
      $emit (eventType) {
        if (this.subs[eventType]) {
          this.subs[eventType].forEach(handler => {
            handler()
          })
        }
      }
    }

    // 测试
    let em = new EventEmitter()
    em.$on('click', () => {
      console.log('click1')
    })
    em.$on('click', () => {
      console.log('click2')
    })

    em.$emit('click')
  </script>
</body>
</html>

2. 观察者模式

  • 观察者（订阅者）- Watcher
    • update(): 当事件发生时，具体要做的事情
  • 目标（发布者） - Dep
    • subs数组：存储所有的观察者
    • addSub(): 添加观察者
    • notify(): 当事件发生，调用所有观察者的update()方法
  • 没有事件中心
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>观察者模式</title>
</head>
<body>
  <script>
    // 发布者-目标
    class Dep {
      constructor () {
        // 记录所有的订阅者
        this.subs = []
      }
      // 添加订阅者
      addSub (sub) {
        if (sub && sub.update) {
          this.subs.push(sub)
        }
      }
      // 发布通知
      notify () {
        this.subs.forEach(sub => {
          sub.update()
        })
      }
    }
    // 订阅者-观察者
    class Watcher {
      update () {
        console.log('update')
      }
    }

    // 测试
    let dep = new Dep()
    let watcher = new Watcher()

    dep.addSub(watcher)

    dep.notify()
  </script>
</body>
</html>

  • 总结

    • 观察者模式是有具体目标调度，比如事件触发，Dep就会调用观察者的方法，所以观察者模式的订阅者与发布者之间是存在依赖的。
    • 发布订阅模式是由统一的调度中心调用，因此发布和订阅者不需要知道对方的存在。
      在这里插入图片描述

四、模拟Vue响应式原理

1. 整体分析

  • Vue基本结构

  • 打印Vue实例观察

  • 整体结构

在这里插入图片描述

2. Vue

把data中的成员注入到Vue实例，并且把data中的成员转成gettter、setter

  • 功能
    • 负责结构初始化的参数（选项）
    • 负责把data中的属性注入到Vue实例，转化成getter、setter
    • 负责调用observer监听data中的所有属性的变化
    • 负责调用compiler解析指令、插值表达式
  • 结构
    • $options
    • $el
    • $data
    • _proxyData()

3. Observer

能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知Dep

  • 功能
    • 负责把data选项中的属性转换成响应式数据
    • data中的某个属性也是对象，把该属性转化成响应式数据
    • 数据变化发送通知
  • 结构
    • walk(data)
    • defineReactive(data, key, value)

4. Compiler

  • 功能
    • 负责编译模板，解析指令、差值表达式
    • 负责页面的首次渲染
    • 当数据变化后重新渲染视图
  • 结构
    • el
    • vm
    • compile(el)
    • compileElement(node)
    • compileText(node)
    • isDirective(attrName)
    • isTextNode(node)
    • isElementNode(node)

5. Dep(Dependency)

在这里插入图片描述

  • 功能
    • 收集依赖，添加观察者（watcher）
    • 通知所有观察者
  • 结构
    • subs
    • addSub(sub)
    • notify()

6. Watcher

在这里插入图片描述

  • 功能
    • 当数据变化触发依赖，dep通知所有的Watcher实例更新视图
    • 自身实例化的时候往dep对象中添加自己
  • 结构
    • vm
    • key
    • cb
    • oldValue
    • update()

7. 总结

  • 问题

    • 给属性重新赋值成对象，是否是响应式的？是

    • 给Vue实例新增一个成员是否是响应式的？不是

      对于已经创建的实例，Vue 不允许动态添加根级别的响应式 property。但是，可以使用 Vue.set(object, propertyName, value) 方法向嵌套对象添加响应式 property

  • 通过下图回顾整体流程
    在这里插入图片描述

Virtual DOM的实现原理

一、Virtual DOM介绍

1. 什么是Virtual DOM

  • Virtual DOM（虚拟DOM），是由普通的JS对象描述DOM对象，因为不是真实的DOM对象，所以叫做Virtual DOM

  • 真实的DOM成员 非常非常多，所以创建一个DOM对象的成本非常高

  • 可以通过Virtual DOM来描述真实DDOM，示例：

    {
  sel: 'div',
  data: {},
  text: 'Hello Virtual DOM',
  elm: undefined,
  key: undefined
}

    Virtual DOM对象是非常小的，我们创建一个Virtual DOM的成本比创建一个真实DOM的成本小很多

2. 为什么使用Virtual DOM

  • 手动操作DOM比较麻烦，还需要考虑浏览器兼容性问题，虽然有jQuery等库简化DOM操作，但是随着项目的复杂
    DOM操作复杂提升
  • 为了简化DOM的复杂操作于是出现了各种MVVM框架，MVVM 框架解决了视图和状态的同步问题
  • 为了简化视图的操作我们可以使用模板引擎，但是模板引擎没有解决跟踪状态变化的问题，于是Virtual DOM出现了
    Virtual DOM的好处是当状态改变时不需要立即更新DOM，只需要创建一个虚拟树来描述DOM, Virtual DOM内部
    将弄清楚如何有效(diff)的更新DOM
  • 参考github上virtual-dom的描述
    • 虚拟DOM可以维护程序的状态，跟踪上一次的状态
    • 通过比较前后两次状态的差异更新真实DOM

3. 虚拟DOM的作用

  • 维护视图和状态的关系
  • 复杂视图情况下提升渲染性能
  • 除了渲染DOM以外，还可以实现SSR（Nuxt.js/Next.js）、原生应用（Weex/React Native ）、小程序（mpvue/uni-app）等

4. Virtual DOM库

  • Snabbdom
    • Vue2.x内部使用的Virtual DOM 就是改造的Snabbdom
    • 大约200SLOC（Single Line Of Code）
    • 通过模块可扩展
    • 源码使用TypeScript开发
    • 最快的Virtual DOM之一
  • Virtual DOM

二、Snabbdom基本使用

1. 创建项目

  • 打包工具为了方便使用Parcel

  • 创建项目，并安装Parcel

    # 创建项目目录
mkdir snabbdom-demo
# 进入项目目录
cd snabbdom-demo
# 创建package.json
yarn init -y
# 本地安装Parcel
yarn add parcel-bundler
# 安装snabbdom@0.7.4
yarn add snabbdom@0.7.4

  • 配置package.json的script

    "scripts": {
  "dev": "parcel index.html --open",
  "build": "parcel build index.html"
}

  • 创建目录结构

    |-index.html
|-package.json
|-src
	|-01.basicusage.js

2. 导入Snabbdom

  • Snabbdom的官网demo中导入使用的是CommonJS模块化语法，我们使用的是更流行的ES6模块化的语法import

  • 关于模块化的语法可以参考阮一峰老师的《Module的语法》

  • ES6模块化与CommonJS模块的差异

    import { h, init, thunk } from 'snabbdom'

  • Snabbdom的核心仅提供最基本的功能，只导出了三个函数init()、h()、thunk()

    • init()是一个高阶函数，返回patch()

    • h()返回虚拟节点VNode，这个函数我们在使用Vue.js的时候用过

      new Vue({
  router,
  store,
  render: h => h(App)
}).$mount('#app')

    • thunk()是一种优化策略，可以在处理不可变数据时使用

  • 注意：导入时候不能使用import snabbdom from 'snabbdom'

    • 原因：node_modules/src/snabbdom.ts末尾导出使用的语法是export导出API，没有使用export default导出默认导出

4. Snabbdom的基本用法

  • init函数、h函数、patch函数的使用

    • 01-basicusage.js

      import { h, init } from 'snabbdom'

// 1. hello world
// init方法，参数：数组，模块
// 返回值：patch函数,作用是对比两个vnode的差异更新到真实DOM
let patch = init([])

// h函数： 
// 第一个参数：标签+选择器，
// 第二个参数：如果是字符串的话，就是标签中的内容
// 返回值：vnode
let vnode = h('div#container.cls', 'Hello world')

// 要占位的DOM元素
let app = document.querySelector('#app')

// patch函数
// 第一个参数：可以是DOM元素，内部会把DOM元素转化成VNode
// 第二个参数：VNode
// 返回值：VNode
let oldVNode = patch(app, vnode)

// 假设的时刻
vnode = h('div', 'Hello Snabbdom')
patch(oldVNode, vnode)

    • 02-basicusage.js

      // 2. div中放置子元素 h1, p 

import { h, init } from 'snabbdom'

let patch = init([])

let vnode = h('div#container', [h('h1', 'hello snabbdom'), h('p', '这是一个p标签')])

let app = document.querySelector('#app')

let oldVnode = patch(app, vnode)

setInterval(() => {
  vnode = h('div#container', [h('h1', 'hello world'), h('p', 'hello p')])
  patch(oldVnode, vnode)

  // 清空页面内容--官网上的写法是错误的
  // patch(oldVnode, null)
  // 这是正确的写法，第二个参数是一个注释节点
  patch(oldVnode, h('!'))
}, 2000);

5. Snabbdom中的模块

Snabbdom的核心库并不能处理元素的属性/样式/事件等，如果需要处理的话，可以使用模块

常用模块

  • 官方提供了6个模块

    • attributes
      • 设置了DOM元素的属性，使用setAttribute()
      • 处理布尔类型的属性
    • props
      • 和attributes模块相似，设置DOM元素的属性element[attr] = value
      • 不处理布尔类型的属性
    • class
      • 切换类样式
      • 注意：给元素设置类样式是通过set选择器
    • dataset
      • 设置data-*的自定义属性
    • eventlisteners
      • 注册和移除事件
    • style
      • 设置行内样式，支持动画
      • delayed/remove/destroy

  • 模块使用

    • 模块会用步骤：

      • 导入需要的模块
      • init()中注册模块
      • 使用h()函数创建VNode的时候，可以把第二个参数设置为对象，其他参数往后移
      import { init, h } from 'snabbdom'
// 1. 导入需要的模块
import style from 'snabbdom/modules/style'
import eventlisteners from 'snabbdom/modules/eventlisteners'
// 2. init()中注册模块
let patch = init([
  style, eventlisteners
])
// 3. 使用h()函数创建VNode的时候，可以把第二个参数设置为对象，其他参数往后移
let vnode = h('div', {
  style: {
    backgroundColor: 'red'
  },
  on: {
    click: eventHandler
  }
}, [h('h1', 'Hello Snabbdom'), h('p', 'this is a p')])

let app = document.querySelector('#app')

patch(app, vnode)

function eventHandler () {
  console.log('click~~')
}

6. Snabbdom源码解析

  • 如何学习源码
    • 先宏观了解
    • 待着目标看源码
    • 看源码的过程要不求甚解
    • 调试
    • 参考资料
  • Snabbdom的核心
    • 使用h()函数创建JavaScript对象(VNode)描述真实DOM
    • init设置模块，创建patch()
    • patch()比较新旧两个VNode
    • 把变化的内容更新到真实DOM树上
  • Snabbdom源码
    • 源码地址：
      • Https://github.com/snabbdom/snabbdom

7. h函数

  • h函数介绍

    • 在使用Vue的时候见过h函数

      new Vue({
  router,
  store,
  render: h => h(App)
}).$mount('#app')

    • h函数最早见于hyperscript，使用JavaScript创建超文本

    • Snabbdom中的h函数不是用来创建超文本，而是创建VNode

  • 函数重载

    • 概念

      • 参数个数或者类型不同的函数
      • JavaScript中没有重载的概念
      • TypeScript中有从在，不过重载的实现还是通过代码调整参数

    • 重载的示意

      function add (a, b) {
  console.log(a + b)
}

function add (a, b, c) {
  console.log(a + b + c)
}

add(1, 2)
add(1, 2, 3)

  • 源码位置：src/h.ts

8. patch函数

  • patch(oldVnode, newVnode)
  • 打补丁，把新节点中变化的内容渲染到真实DOM,最后返回新节点作为下一次处理的旧节点
  • 对比新旧VNode是否相同节点(节点的key和sel相同)
  • 如果不是相同节点，删除之前的内容，重新渲染
  • 如果是相同节点，再判断新的VNode是否有text, 如果有并且和oldVnode的text不同，直接更新文本内容
  • 如果新的VNode有children,判断子节点是否有变化，判断子节点的过程使用的就是diff算法
  • diff 过程只进行同层级比较

9. init函数

  • 源码位置：src/snabbdom.ts

文章来源: blog.csdn.net，作者：爱玲姐姐，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：blog.csdn.net/jal517486222/article/details/107444571

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