vue2数据响应式原理——依赖收集和发布订阅
前言
前几篇我们已经研究过了数据劫持,并多次提到依赖这个词,这一篇我们就将针对依赖来进行深入探讨:什么是依赖,以及收集依赖和发布订阅。
收集依赖,发布订阅

依赖是谁?
需要用到数据的地方成为依赖!
前面说了在getter中收集依赖,在setter中触发依赖。
那依赖是谁呢?我们需要在访问数据时收集谁,更新数据时触发谁呢?
这个依赖其实就是我们定义的一个类:Watcher
什么是Watcher?
Watcher就是需要用到数据的地方!
Watcher是个中介角色,数据发生变化时通知它,它再通知其他地方。
关于Wather,可以先看vue2中watch侦听的使用方式:
vm.$watch('a.b.c',function (newVal,oldVal) {
//....
})
看上面的描述可能会开始懵了,别急,我们根据代码来看,新建一个Watcher.js:
Watcher.js
export default class Watcher {
//vm:监听对象;expOrFn监听的表达式或函数,如a.m;cb:回调函数;
constructor(vm, expOrFn, cb) {
this.vm = vm;
//执行this.getter(),就可以读取a.m的内容
this.getter = parsePath(expOrFn);
this.cb = cb;
this.value = this.get();
}
get() {
//进入依赖收集阶段
window.target = this;
// call(上下文,参数1,参数2,..),这里值将this.getter方法放到this.vm里执行,后面的this.vm是传入this.getter方法的参数
//这里执行this.getter()函数的时候获取了响应式数据的值,触发了响应式数据的getter,即defineReactive中defineProperty的get
//则defineProperty的get就可以通过window.target收集这个依赖
let value = this.getter.call(this.vm, this.vm);
window.target = undefined;
return value;
}
update() {
const oldValue = this.value;
this.value = this.get();
this.cb.call(this.vm, this.value, oldValue);
}
}
function parsePath(str) {
const segments = str.split(".");
return (obj) => {
for (let i = 0; i < segments.length; i++) {
if (!obj) return;
obj = obj[segments[i]];
}
return obj;
};
}
看一下这个Watcher.js的使用方式:
import Watcher from "./Watcher.js";
let obj = {
a: {
m: 99,
},
};
observe(obj);
new Watcher(obj, "a.m", (newVal, oldVal) => {
console.log("新的值--》", newVal);
console.log("老的值--》", oldVal);
});
结合上面Watcher类的用法来看Watcher.js的内容:
使用Watcher类时需要传入三个参数:
- 一个我们想要监听的对象obj
- 一个监听值在obj中的表达式a.m
- 一个接收两参数的回调函数
根据用法再看Watcher.js内容就大致能够明白的差不多了,其中parsePath是我们写的一个工具函数,作用是根据传入的第二个参数表达式获取到指定的值,例如下列用法:
let fn = parsePath("a.m");
let value = fn({
a: {
m: 6,
},
});
console.log(value); //打印结果6
Watcher.js最重要的部分是:
get() {
//进入依赖收集阶段
window.target = this;
// call(上下文,参数1,参数2,..),这里值将this.getter方法放到this.vm里执行,后面的this.vm是传入this.getter方法的参数
//这里执行this.getter()函数的时候获取了响应式数据的值,触发了响应式数据的getter,即defineReactive中defineProperty的get
//则defineProperty的get就可以通过window.target收集这个依赖
let value = this.getter.call(this.vm, this.vm);
window.target = undefined;
return value;
}
在调用get()获取数据的时候,Watcher先是将自己绑定到了 window.target上,而window.target是全局的一个唯一的地方
之后调用了 this.getter()函数,根据前面可以知道this.getter()其实就是parsePath返回的一个函数,作用就是获取对应的值
因为在使用Watcher类之前,数据肯定是响应式的(即已经被observe),所以Watcher在获取值的时候肯定会触发响应式数据的getter
所以我们就可以在响应式数据的getter里根据window.target这个全局唯一值来获取到当前正在访问数据的依赖,并对其进行收集
那Watcher收集到哪呢?
我们可以把依赖收集的代码封装成一个Dep类,它专门用来管理依赖,每个Observer的实例成员中都有一个Dep的实例。
说到这你会问,为什么每个Observer的实例都要有一个Dep的实例呢?
因为每一个响应式数据都有一个Observer的实例,而每一个响应式数据都需要一个Dep实例来存放哪些地方用到了自己(即Watcher),并且当数据变化发生set后,需要通过Dep实例去遍历通知储存在Dep实例中的所有依赖,所以可以知道:每个响应式数据和Observer和Dep都是是一对一的关系,而它们对Watcher是一对多的关系。
Dep.js
export default class Dep {
constructor() {
//存储自己的订阅者,即Watcher实例
this.subs = [];
}
//添加订阅
addSub(sub) {
this.subs.push(sub);
}
//添加依赖
depend() {
//window.target是我们指定的全局唯一的位置,当有依赖产生时Watcher会将依赖绑定到该位置
if (window.target) {
this.addSub(window.target);
}
}
//通知更新
notify() {
//浅克隆:防止循环引用
const subs = this.subs.slice();
for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
subs[i].update();
}
}
}
只看Watcher和Dep还不能理解收集依赖以及发布订阅的完整过程,还需要继续看:
Observer.js
在Observer内创建Dep实例。
//...
import Dep from "./Dep.js"; //增加
export default class Observer {
constructor(value) {
//每个Observer的实例上都有一个Dep
this.dep = new Dep(); //增加
//.......
}
//.......
}
defineReactive.js
defineReactive中也需要new一个Dep实例,目的是调用Dep中的depend和notify方法:
import observe from "./observe.js";
import Dep from "./Dep.js"; //新增
export default function defineReactive(data, key, val) {
const dep = new Dep(); //新增
if (arguments.length == 2) {
val = data[key];
}
//子元素要进行observe,至此形成了递归调用。(多个函数循环调用)
let childOb = observe(val);
Object.defineProperty(data, key, {
//可枚举
enumerable: true,
//可以被配置,比如delete
configurable: true,
// 读取key时触发 getter
get: function() {
console.log(`你试图访问${data}的${key}属性,它的值为:${val}`);
//如果现在处于依赖收集阶段 //新增
dep.depend(); //新增
if (childOb) { //新增
childOb.dep.depend(); //新增
} //新增
return val;
},
//更改key时触发 setter
set: function(newVal) {
console.log(`你试图改变${data}的${key}属性,它的新值为:${newVal}`);
if (val === newVal) {
return;
}
val = newVal;
childOb = observe(newVal);
dep.notify(); //新增
},
});
}
到这里就能完全明白,文章开头的那句话:
在getter中收集依赖,在setter中触发依赖。
若Watcher监听了数据,Watcher内部会先调用this.get(),将自己赋值到window.target,之后访问了数据
在getter中收集依赖:当访问数据时触发getter,执行了 dep.depend(),并且如果该数据的值也是响应式数据,即childOb存在,也即 observe(val)有返回值(这就解释了在数据劫持那部分为什么我们要让 observe返回ob,以及为什么要将observe(val)赋值给childOb)就执行childOb.dep.depend()(因为父元素改变了,如果子元素是响应式数据,那父子元素都要收集依赖),dep.depend()会将当前正在使用数据的依赖存放到subs中
在setter中触发依赖:当数据修改时触发setter,执行了dep.notify(),继而遍历了subs里的Watcher依赖逐个对Watcher执行update,Watcher调用update进行更新数据,并调用cb返回新值和旧值
综合以上,当用
Watcher监听某一数据后,只要该数据改变,就会通知到Watcher,之后就可以在Watcher中写一些操作让它去通知其它地方
其实对于数组而言,上述触发依赖的方式有所变化,因为数组的修改并不会触发setter,而是会触发我们对 “ 七个方法 ” 的封装,所以对数组而言是:
在getter中收集依赖,在拦截器中触发依赖。
在数组拦截器array.js中新增ob.dep.notify():
methodName.forEach(function(method) {
const original = arrayProto[method];
def(
arrayMethods,
method,
function(...args) {
//...
//触发依赖
ob.dep.notify(); // 新增
console.log("调用了我们改写的7方法");
return result;
},
false
);
});
之后总结一下:

依赖就是Watcher。只有Watcher触发的getter才会收集依赖,哪个Watcher触发了getter,就把哪个Watcher收集到Dep中。
Dep使用发布订阅模式,当数据发生变化时,会循环依赖列表,把所有Watcher都通知一遍。
Watcher把自己设置到全局的一个指定位置,然后读取数据,因为读取了数据,所以会触发这个数据的getter。在getter中就能得到当前正在读取数据的Watcher,并把这个Watcher收集到Dep中。
每个响应式数据都有一个dep实例,里面的subs存放了用到该数据的Watcher依赖,让数据变化时发生set,触发dep.notify,然后去通知每一个用到该数据的Watcher。
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