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[JavaScript知识库]学习笔记模拟 Vue.js 响应式原理

1. 实现功能

一、实现 Vue

1. 通过属性保存选项的数据

vue.js

class Vue {
    constructor(options) {
        // 1. 通过属性保存选项的数据
        this.$options = options || {}
        this.$data = options.data || {}
        this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
    }
}

2. 把data中的成员转换成 getter 和 setter ，注入到 vue 实例中

vue.js

class Vue {
    constructor(options) {
        // 1. 通过属性保存选项的数据
        this.$options = options || {}
        this.$data = options.data || {}
        this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
        // 2. 把data中的成员转换成 getter 和 setter ，注入到 vue 实例中
        this._proxyData(this.$data)
    }

    _proxyData (data) {
        // 遍历data中的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            // 把data的属性注入到vue实例中
            Object.defineProperty(this, key, {
                enumerable: true,
                configurable: true,
                get () {
                    return data[key]
                },
                set (newValue) {
                    if (newValue === data[key]) {
                        return
                    }
                    data[key] = newValue
                }
            })
        })
    }
}

测试：

初始化 Vue实例

index.html

<!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>Mini Vue</title>
</head>

<body>
    <div id="app">
        <h1>差值表达式</h1>
        <h3>{{ msg }}</h3>
        <h3>{{ count }}</h3>
        <h1>v-text</h1>
        <div v-text="msg"></div>
        <h1>v-model</h1>
        <input type="text" v-model="msg">
        <input type="text" v-model="count">
    </div>
    <script src="./js/vue.js"></script>
    <script>
        let vm = new Vue({
            el: '#app',
            data: {
                msg: 'Hello Vue',
                count: 100,
                person: { name: 'zs' }
            }
        })
    </script>
</body>

</html>

在浏览器打开控制台，输入 vm 回车，就会看到 vm 对象相关的属性

转二-1

3. 调用observer对象，监听数据的变化

vue.js

class Vue {
    constructor(options) {
        // 1. 通过属性保存选项的数据
        this.$options = options || {}
        this.$data = options.data || {}
        this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
        // 2. 把data中的成员转换成 getter 和 setter ，注入到 vue 实例中
        this._proxyData(this.$data)
        // 3. 调用observer对象，监听数据的变化
        new Observer(this.$data)
    }

    _proxyData (data) {
        // 遍历data中的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            // 把data的属性注入到vue实例中
            Object.defineProperty(this, key, {
                enumerable: true,
                configurable: true,
                get () {
                    return data[key]
                },
                set (newValue) {
                    if (newValue === data[key]) {
                        return
                    }
                    data[key] = newValue
                }
            })
        })
    }
}

4. 调用compiler对象，解析指令和差值表达式

class Vue {
    constructor(options) {
        // 1. 通过属性保存选项的数据
        this.$options = options || {}
        this.$data = options.data || {}
        this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
        // 2. 把data中的成员转换成 getter 和 setter ，注入到 vue 实例中
        this._proxyData(this.$data)
        // 3. 调用observer对象，监听数据的变化
        new Observer(this.$data)
        // 4. 调用compiler对象，解析指令和差值表达式
        new Compiler(this)
    }

    _proxyData (data) {
        // 遍历data中的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            // 把data的属性注入到vue实例中
            Object.defineProperty(this, key, {
                enumerable: true,
                configurable: true,
                get () {
                    return data[key]
                },
                set (newValue) {
                    if (newValue === data[key]) {
                        return
                    }
                    data[key] = newValue
                }
            })
        })
    }
}

二. 实现 Observer

1. 负责把 data 选项中的属性转换成响应式数据

Observer.js

class Observer {
    constructor(data) {
        this.walk(data)
    }
    walk (data) {
        // 1. 判断data是否是对象
        if (!data || typeof data !== 'object') {
            return
        }
        // 2. 遍历data对象的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            this.defineReactive(data, key, data[key])
        })
    }
    defineReactive (obj, key, val) {
        Object.defineProperty(obj, key, {
            enumerable: true,
            configurable: true,
            get () {
                return val
            },
            set (newValue) {
                if (newValue === val) {
                    return
                }
                val = newValue
                // 发送通知
            }
        })
    }
}

vue.js

class Vue {
    constructor(options) {
        // 1. 通过属性保存选项的数据
        this.$options = options || {}
        this.$data = options.data || {}
        this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
        // 2. 把data中的成员转换成 getter 和 setter ，注入到 vue 实例中
        this._proxyData(this.$data)
        
    }

    _proxyData (data) {
        // 遍历data中的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            // 把data的属性注入到vue实例中
            Object.defineProperty(this, key, {
                enumerable: true,
                configurable: true,
                get () {
                    return data[key]
                },
                set (newValue) {
                    if (newValue === data[key]) {
                        return
                    }
                    data[key] = newValue
                }
            })
        })
    }
}

vue 调用observer对象，监听数据的变化

? 转 一 - 3

测试：

index.html

<!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>Mini Vue</title>
</head>

<body>
    <div id="app">
        <h1>差值表达式</h1>
        <h3>{{ msg }}</h3>
        <h3>{{ count }}</h3>
        <h1>v-text</h1>
        <div v-text="msg"></div>
        <h1>v-model</h1>
        <input type="text" v-model="msg">
        <input type="text" v-model="count">
    </div>
    <script src="./js/observer.js"></script>
    <script src="./js/vue.js"></script>
    <script>
        let vm = new Vue({
            el: '#app',
            data: {
                msg: 'Hello Vue',
                count: 100,
                person: { name: 'zs' }
            }
        })
    </script>
</body>

</html>

在浏览器打开控制台，输入 vm 回车，就会看到 vm 对象相关的属性

为什么 defineReactive (obj, key, val) 传入第三个值 val

如果 get 方法里面返回 obj[key] 会进入死递归

2. 完善 defineReactive

class Observer {
    constructor(data) {
        this.walk(data)
    }
    walk (data) {
        // 1. 判断data是否是对象
        if (!data || typeof data !== 'object') {
            return
        }
        // 2. 遍历data对象的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            this.defineReactive(data, key, data[key])
        })
    }
    defineReactive (obj, key, val) {
        let that = this
        // 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
        this.walk(val)
        Object.defineProperty(obj, key, {
            enumerable: true,
            configurable: true,
            get () {               
                return val
            },
            set (newValue) {
                if (newValue === val) {
                    return
                }
                val = newValue
                that.walk(newValue)
                // 发送通知

            }
        })
    }
}

解决了 data 中的某个属性也是对象，把该属性转换成响应式数据；data 重新赋值新对象也转换成响应式数据

三、实现 Compiler

1. 实现 compile

Compiler.js

class Compiler {
    constructor(vm) {
        this.el = vm.$el
        this.vm = vm
        this.compile(this.el)
    }
    // 编译模板，处理文本节点和元素节点
    compile (el) {
        let childNodes = el.childNodes
        Array.from(childNodes).forEach(node => {
            // 处理文本节点
            if (this.isTextNode(node)) {
                this.compileText(node)
            } else if (this.isElementNode(node)) {
                // 处理元素节点
                this.compileElement(node)
            }

            // 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                this.compile(node)
            }
        })
    }
    // 编译元素节点，处理指令
    compileElement (node) {
       
    }

    // 编译文本节点，处理差值表达式
    compileText (node) {
    	console.log(node);
        // console.dir(node);
    }
    // 判断元素属性是否是指令
    isDirective (attrName) {
        return attrName.startsWith('v-')
    }
    // 判断节点是否是文本节点
    isTextNode (node) {
        return node.nodeType === 3
    }
    // 判断节点是否是元素节点
    isElementNode (node) {
        return node.nodeType === 1
    }
}

调用compiler对象，解析指令和差值表达式

? 转 一 - 4

测试：

<!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>Mini Vue</title>
</head>

<body>
    <div id="app">
        <h1>差值表达式</h1>
        <h3>{{ msg }}</h3>
        <h3>{{ count }}</h3>
        <h1>v-text</h1>
        <div v-text="msg"></div>
        <h1>v-model</h1>
        <input type="text" v-model="msg">
        <input type="text" v-model="count">
    </div>
    <script src="./js/compiler.js"></script>
    <script src="./js/observer.js"></script>
    <script src="./js/vue.js"></script>
    <script>
        let vm = new Vue({
            el: '#app',
            data: {
                msg: 'Hello Vue',
                count: 100,
                person: { name: 'zs' }
            }
        })
        console.log(vm.msg)
        vm.msg = { test: 'Hello' }
    </script>
</body>

</html>

控制台会打印出相关的文本节点

2. 实现 compileText

class Compiler {
    constructor(vm) {
        this.el = vm.$el
        this.vm = vm
        this.compile(this.el)
    }
    // 编译模板，处理文本节点和元素节点
    compile (el) {
        let childNodes = el.childNodes
        Array.from(childNodes).forEach(node => {
            // 处理文本节点
            if (this.isTextNode(node)) {
                this.compileText(node)
            } else if (this.isElementNode(node)) {
                // 处理元素节点
                this.compileElement(node)
            }

            // 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                this.compile(node)
            }
        })
    }
    // 编译元素节点，处理指令
    compileElement (node) {

    }

    // 编译文本节点，处理差值表达式
    compileText (node) {
        // console.log(node);
        // console.dir(node)
        // {{  msg }}
        let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
        let value = node.textContent
        if (reg.test(value)) {
            let key = RegExp.$1.trim() // 其实RegExp这个对象会在我们调用了正则表达式的方法后, 自动将最近一次的结果保存在里面, 所以如果我们在使用正则表达式时, 有用到分组, 那么就可以直接在调用完以后直接使用RegExp.$xx来使用捕获到的分组内容
            node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])
        }
    }
    // 判断元素属性是否是指令
    isDirective (attrName) {
        return attrName.startsWith('v-')
    }
    // 判断节点是否是文本节点
    isTextNode (node) {
        return node.nodeType === 3
    }
    // 判断节点是否是元素节点
    isElementNode (node) {
        return node.nodeType === 1
    }
}

3.实现compileElement

class Compiler {
    constructor(vm) {
        this.el = vm.$el
        this.vm = vm
        this.compile(this.el)
    }
    // 编译模板，处理文本节点和元素节点
    compile (el) {
        let childNodes = el.childNodes
        Array.from(childNodes).forEach(node => {
            // 处理文本节点
            if (this.isTextNode(node)) {
                this.compileText(node)
            } else if (this.isElementNode(node)) {
                // 处理元素节点
                this.compileElement(node)
            }

            // 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                this.compile(node)
            }
        })
    }
    // 编译元素节点，处理指令
    compileElement (node) {
        // console.log(node);
        // 遍历所有的属性节点
        Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
            // 判断是否是指令
            let attrName = attr.name
            if (this.isDirective(attrName)) {
                // 处理指令的名字
                attrName = attrName.substr(2) // v-text ---> text
                let key = attr.value
                this.update(node, key, attrName)
            }
        })
    }

    // 
    update (node, key, attrName) {
        let updateFn = this[attrName + 'Update']
        updateFn && updateFn(node, this.vm[key])
    }

    // 处理 v-text 指令
    textUpdate (node, value) {
        node.textContent = value
    }

    // 处理 v-model
    modelUpdate (node, value) {
        node.value = value
    }


    // 编译文本节点，处理差值表达式
    compileText (node) {
        // console.log(node);
        // console.dir(node)
        // {{  msg }}
        let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
        let value = node.textContent
        if (reg.test(value)) {
            let key = RegExp.$1.trim() // 其实RegExp这个对象会在我们调用了正则表达式的方法后, 自动将最近一次的结果保存在里面, 所以如果我们在使用正则表达式时, 有用到分组, 那么就可以直接在调用完以后直接使用RegExp.$xx来使用捕获到的分组内容
            node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])
        }
    }
    // 判断元素属性是否是指令
    isDirective (attrName) {
        return attrName.startsWith('v-')
    }
    // 判断节点是否是文本节点
    isTextNode (node) {
        return node.nodeType === 3
    }
    // 判断节点是否是元素节点
    isElementNode (node) {
        return node.nodeType === 1
    }
}

测试：

打开测试网址，就看到 Hello Vue 和 100 已经被绑定了

四、实现 Dep

1. 基本结构

dep.js

class Dep {
    constructor() {
        // 存储所有的观察者
        this.subs = []
    }
    // 添加观察者
    addSub (sub) {

    }
    // 发送通知
    notify () {

    }
}

2. 实现 addSub

class Dep {
    constructor() {
        // 存储所有的观察者
        this.subs = []
    }
    // 添加观察者
    addSub (sub) {
        // 判断是否为观察者
        if (sub && sub.update) {
            this.subs.push(sub)
        }
    }
    // 发送通知
    notify () {
        
    }
}

3. 实现 notify

class Dep {
    constructor() {
        // 存储所有的观察者
        this.subs = []
    }
    // 添加观察者
    addSub (sub) {
        // 判断是否为观察者
        if (sub && sub.update) {
            this.subs.push(sub)
        }
    }
    // 发送通知
    notify () {
        this.subs.forEach(sub => {
            sub.update()
        })
    }
}

4. 使用 Dep

observer.js

class Observer {
    constructor(data) {
        this.walk(data)
    }
    walk (data) {
        // 1. 判断data是否是对象
        if (!data || typeof data !== 'object') {
            return
        }
        // 2. 遍历data对象的所有属性
        Object.keys(data).forEach(key => {
            this.defineReactive(data, key, data[key])
        })
    }
    defineReactive (obj, key, val) {
        let that = this

        // 负责收集依赖，并发送通知
        let dep = new Dep()

        // 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
        this.walk(val)
        Object.defineProperty(obj, key, {
            enumerable: true,
            configurable: true,
            get () {
                // 收集依赖
                Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
                return val
            },
            set (newValue) {
                if (newValue === val) {
                    return
                }
                val = newValue
                that.walk(newValue)
                // 发送通知
                dep.notify()
            }
        })
    }
}

五、实现 watcher

主要功能

当数据变化触发依赖，dep 通知所有的wacher 实例更新视图
自身实例化的时候往dep对象中提那家自己

1. 基本结构

class Watcher {
    constructor(vm, key, cb) {
        this.vm = vm
        // data中的属性名称
        this.key = key
        // 回调函数负责更新视图
        this.cb = cb

        // 触发get方法，在get方法中会调用addSub
        this.oldValue = vm[key]
    }
    // 当数据发生变化的时候更新视图
    update () {

    }
}

2. 实现 update

class Watcher {
    constructor(vm, key, cb) {
        this.vm = vm
        // data中的属性名称
        this.key = key
        // 回调函数负责更新视图
        this.cb = cb

        // 把watcher对象记录到Dep类的静态属性target
        Dep.target = this
        // 触发get方法，在get方法中会调用addSub
        this.oldValue = vm[key]
        Dep.target = null
    }
    // 当数据发生变化的时候更新视图
    update () {
        let newValue = this.vm[this.key]
        if (this.oldValue === newValue) {
            return
        }
        this.cb(newValue)
    }
}

3. 创建 watcher 对象

compiler.js

class Compiler {
    constructor(vm) {
        this.el = vm.$el
        this.vm = vm
        this.compile(this.el)
    }
    // 编译模板，处理文本节点和元素节点
    compile (el) {
        let childNodes = el.childNodes
        Array.from(childNodes).forEach(node => {
            // 处理文本节点
            if (this.isTextNode(node)) {
                this.compileText(node)
            } else if (this.isElementNode(node)) {
                // 处理元素节点
                this.compileElement(node)
            }

            // 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                this.compile(node)
            }
        })
    }
    // 编译元素节点，处理指令
    compileElement (node) {
        // console.log(node);
        // 遍历所有的属性节点
        Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
            // 判断是否是指令
            let attrName = attr.name
            if (this.isDirective(attrName)) {
                // 处理指令的名字
                attrName = attrName.substr(2) // v-text ---> text
                let key = attr.value
                this.update(node, key, attrName)
            }
        })
    }

    // 
    update (node, key, attrName) {
        let updateFn = this[attrName + 'Update']
        updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
    }

    // 处理 v-text 指令
    textUpdate (node, value, key) {
        node.textContent = value
        new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
            node.textContent = newValue
        })
    }

    // 处理 v-model
    modelUpdate (node, value, key) {
        node.value = value
        new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
            node.value = newValue
        })
    }

    // 编译文本节点，处理差值表达式
    compileText (node) {
        // console.log(node);
        // console.dir(node)
        // {{  msg }}
        let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
        let value = node.textContent
        if (reg.test(value)) {
            let key = RegExp.$1.trim() // 其实RegExp这个对象会在我们调用了正则表达式的方法后, 自动将最近一次的结果保存在里面, 所以如果我们在使用正则表达式时, 有用到分组, 那么就可以直接在调用完以后直接使用RegExp.$xx来使用捕获到的分组内容
            node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])

            // 创建watcher对象，当数据改变更新视图
            new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
                node.textContent = newValue
            })
        }
    }
    // 判断元素属性是否是指令
    isDirective (attrName) {
        return attrName.startsWith('v-')
    }
    // 判断节点是否是文本节点
    isTextNode (node) {
        return node.nodeType === 3
    }
    // 判断节点是否是元素节点
    isElementNode (node) {
        return node.nodeType === 1
    }
}

测试：

在控制台输入：vm.msg = “xxx213”，会看页面展示的内容会发生改变。

六、双向绑定

1. 实现功能

class Compiler {
    constructor(vm) {
        this.el = vm.$el
        this.vm = vm
        this.compile(this.el)
    }
    // 编译模板，处理文本节点和元素节点
    compile (el) {
        let childNodes = el.childNodes
        Array.from(childNodes).forEach(node => {
            // 处理文本节点
            if (this.isTextNode(node)) {
                this.compileText(node)
            } else if (this.isElementNode(node)) {
                // 处理元素节点
                this.compileElement(node)
            }

            // 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                this.compile(node)
            }
        })
    }
    // 编译元素节点，处理指令
    compileElement (node) {
        // console.log(node);
        // 遍历所有的属性节点
        Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
            // 判断是否是指令
            let attrName = attr.name
            if (this.isDirective(attrName)) {
                // 处理指令的名字
                attrName = attrName.substr(2) // v-text ---> text
                let key = attr.value
                this.update(node, key, attrName)
            }
        })
    }

    // 
    update (node, key, attrName) {
        let updateFn = this[attrName + 'Update']
        updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
    }

    // 处理 v-text 指令
    textUpdate (node, value, key) {
        node.textContent = value
        new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
            node.textContent = newValue
        })
    }

    // 处理 v-model
    modelUpdate (node, value, key) {
        node.value = value
        new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
            node.value = newValue
        })
        // 双向绑定
        node.addEventListener('input', () => {
            this.vm[key] = node.value
        })
    }

    // 编译文本节点，处理差值表达式
    compileText (node) {
        // console.log(node);
        // console.dir(node)
        // {{  msg }}
        let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
        let value = node.textContent
        if (reg.test(value)) {
            let key = RegExp.$1.trim() // 其实RegExp这个对象会在我们调用了正则表达式的方法后, 自动将最近一次的结果保存在里面, 所以如果我们在使用正则表达式时, 有用到分组, 那么就可以直接在调用完以后直接使用RegExp.$xx来使用捕获到的分组内容
            node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])

            // 创建watcher对象，当数据改变更新视图
            new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
                node.textContent = newValue
            })
        }
    }
    // 判断元素属性是否是指令
    isDirective (attrName) {
        return attrName.startsWith('v-')
    }
    // 判断节点是否是文本节点
    isTextNode (node) {
        return node.nodeType === 3
    }
    // 判断节点是否是元素节点
    isElementNode (node) {
        return node.nodeType === 1
    }
}

测试：

index.html

<!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>Mini Vue</title>
</head>

<body>
    <div id="app">
        <h1>差值表达式</h1>
        <h3>{{ msg }}</h3>
        <h3>{{ count }}</h3>
        <h1>v-text</h1>
        <div v-text="msg"></div>
        <h1>v-model</h1>
        <input type="text" v-model="msg">
        <input type="text" v-model="count">
    </div>
    <script src="./js/dep.js"></script>
    <script src="./js/watcher.js"></script>
    <script src="./js/compiler.js"></script>
    <script src="./js/observer.js"></script>
    <script src="./js/vue.js"></script>
    <script>
        let vm = new Vue({
            el: '#app',
            data: {
                msg: 'Hello Vue',
                count: 100,
                person: { name: 'zs' }
            }
        })
        console.log(vm.msg)
        // vm.msg = { test: 'Hello' }
    </script>
</body>

</html>