由浅入深,带你用JavaScript实现响应式原理(Vue2、Vue3响应式原理)

由浅入深,带你用JavaScript实现响应式原理

前言

为什么前端框架Vue能够做到响应式?当依赖数据发生变化时,会对页面进行自动更新,其原理还是在于对响应式数据的获取和设置进行了监听,一旦监听到数据发生变化,依赖该数据的函数就会重新执行,达到更新的效果。那么我们如果想监听对象中的属性被设置和获取的过程,可以怎么做呢?

1.Object.defineProperty

在ES6之前,如果想监听对象属性的获取和设置,可以借助Object.defineProperty方法的存取属性描述符来实现,具体怎么用呢?我们来看一下。

const obj = {
  name: 'curry',
  age: 30
}

// 1.拿到obj所有的key
const keys = Object.keys(obj)

// 2.遍历obj所有的key,并设置存取属性描述符
keys.forEach(key => {
  let value = obj[key]

  Object.defineProperty(obj, key, {
    get: function() {
      console.log(`obj对象的${key}属性被访问啦!`)
      return value
    },
    set: function(newValue) {
      console.log(`obj对象的${key}属性被设置啦!`)
      value = newValue
    }
  })
})

// 设置:
obj.name = 'kobe' // obj对象的name属性被设置啦!
obj.age = 24 // obj对象的age属性被设置啦!
// 访问:
console.log(obj.name) // obj对象的name属性被访问啦!
console.log(obj.age) // obj对象的age属性被访问啦!

在Vue2.x中响应式原理实现的核心就是使用的Object.defineProperty,而在Vue3.x中响应式原理的核心被换成了Proxy,为什么要这样做呢?主要是Object.defineProperty用来监听对象属性变化,有以下缺点:

  • 首先,Object.defineProperty设计的初衷就不是为了去监听对象属性的,因为它的主要使用功能就是用来定义对象属性的;
  • 其次,Object.defineProperty在监听对象属性功能上有所缺陷,如果想监听对象新增属性、删除属性等等,它是无能为力的;

2.Proxy

在ES6中,新增了一个Proxy类,翻译为代理,它可用于帮助我们创建一个代理对象,之后我们可以在这个代理对象上进行许多的操作。

2.1.Proxy的基本使用

如果希望监听一个对象的相关操作,当Object.defineProperty不能满足我们的需求时,那么可以使用Proxy创建一个代理对象,在代理对象上,我们可以监听对原对象进行了哪些操作。下面将上面的例子用Proxy来实现,看看效果。

基本语法:const p = new Proxy(target, handler)

  • target:需要代理的目标对象;
  • handler:定义的各种操作代理对象的行为(也称为捕获器);
const obj = {
  name: 'curry',
  age: 30
}

// 创建obj的代理对象
const objProxy = new Proxy(obj, {
  // 获取对象属性值的捕获器
  get: function(target, key) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被访问啦!`)
    return target[key]
  },
  // 设置对象属性值的捕获器
  set: function(target, key, newValue) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被设置啦!`)
    target[key] = newValue
  }
})

// 之后的操作都是拿代理对象objProxy
// 设置:
objProxy.name = 'kobe' // obj对象的name属性被设置啦!
objProxy.age = 24 // obj对象的age属性被设置啦!
// 访问:
console.log(objProxy.name) // obj对象的name属性被访问啦!
console.log(objProxy.age) // obj对象的age属性被访问啦!
// 可以发现原对象obj同时发生了改变
console.log(obj) // { name: 'kobe', age: 24 }

2.2.Proxy的set和get捕获器

在上面的例子中,其实已经使用到了set和get捕获器,而set和get捕获器是最为常用的捕获器,下面具体来看看这两个捕获器吧。

(1)set捕获器

set函数可接收四个参数:

  • target:目标对象(被代理对象);
  • property:将被设置的属性key;
  • value:设置的新属性值;
  • receiver:调用的代理对象;

(2)get捕获器

get函数可接收三个参数:

  • target:目标对象;
  • property:被获取的属性key;
  • receiver:调用的代理对象;

2.3.Proxy的apply和construct捕获器

上面所讲的都是对对象属性的操作进行监听,其实Proxy提供了更为强大的功能,可以帮助我们监听函数的调用方式。

  • apply:监听函数是否使用apply方式调用。
  • construct:监听函数是否使用new操作符调用。
function fn(x, y) {
  return x + y
}

const fnProxy = new Proxy(fn, {
  /*
    target: 目标函数(fn)
    thisArg: 指定的this对象,也就是被调用时的上下文对象({ name: 'curry' })
    argumentsList: 被调用时传递的参数列表([1, 2])
  */
  apply: function(target, thisArg, argumentsList) {
    console.log('fn函数使用apply进行了调用')
    return target.apply(thisArg, argumentsList)
  },
  /*
    target: 目标函数(fn)
    argumentsList: 被调用时传递的参数列表
    newTarget: 最初被调用的构造函数(fnProxy)
  */
  construct: function(target, argumentsList, newTarget) {
    console.log('fn函数使用new进行了调用')
    return new target(...argumentsList)
  }
})

fnProxy.apply({ name: 'curry' }, [1, 2]) // fn函数使用apply进行了调用
new fnProxy() // fn函数使用new进行了调用

2.4.Proxy所有的捕获器

除了上面提到的4种捕获器,Proxy还给我们提供了其它9种捕获器,一共是13个捕获器,下面对这13个捕获器进行简单总结,下面表格的捕获器分别对应对象上的一些操作方法。

捕获器handler 捕获对象
get() 属性读取操作
set() 属性设置操作
has() in操作符
deleteProperty() delete操作符
apply() 函数调用操作
construct() new操作符
getPrototypeOf() Object.getPrototypeOf()
setPrototypeOf() Object.setPrototypeOf()
isExtensible() Object.isExtensible()
preventExtensions() Object.perventExtensions()
getOwnPropertyDescriptor() Object.getOwnPropertyDescriptor()
defineProperty() Object.defineProperty()
ownKeys() Object.getOwnPropertySymbols()

Proxy捕获器具体用法可查阅MDN:https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy

3.Reflect

在ES6中,还新增了一个API为Reflect,翻译为反射,为一个内置对象,一般用于搭配Proxy进行使用。

3.1.Reflect有什么作用呢?

可能会有人疑惑,为什么在这里提到Reflect,它具体有什么作用呢?怎么搭配Proxy进行使用呢?

  • Reflect上提供了很多操作JavaScript对象的方法,类似于Object上操作对象的方法;
  • 比如:Reflect.getPrototypeOf()类似于Object.getPrototypeOf()Reflect.defineProperty()类似于Object.defineProperty()
  • 既然Object已经提供了这些方法,为什么还提出Reflect这个API呢?
    • 这里涉及到早期ECMA规范问题,Object本是作为一个构造函数用于创建对象,然而却将这么多方法放到Object上,本就是不合适的;
    • 所以,ES6为了让Object职责单一化,新增了Reflect,将Object上这些操作对象的方法添加到Reflect上,且Reflect不能作为构造函数进行new调用

3.2.Reflect的基本使用

在上述Proxy中,操作对象的方法都可以换成对应的Reflect上的方法,基本使用如下:

const obj = {
  name: 'curry',
  age: 30
}

// 创建obj的代理对象
const objProxy = new Proxy(obj, {
  // 获取对象属性值的捕获器
  get: function(target, key) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被访问啦!`)
    return Reflect.get(target, key)
  },
  // 设置对象属性值的捕获器
  set: function(target, key, newValue) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被设置啦!`)
    Reflect.set(target, key, newValue)
  },
  // 删除对象属性的捕获器
  deleteProperty: function(target, key) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被删除啦!`)
    Reflect.deleteProperty(target, key)
  }
})

// 设置:
objProxy.name = 'kobe' // obj对象的name属性被设置啦!
objProxy.age = 24 // obj对象的age属性被设置啦!
// 访问:
console.log(objProxy.name) // obj对象的name属性被访问啦!
console.log(objProxy.age) // obj对象的age属性被访问啦!
// 删除:
delete objProxy.name // obj对象的name属性被删除啦!

3.3.Reflect上常见的方法

对比Object,我们来看一下Reflect上常见的操作对象的方法(静态方法):

Reflect方法 类似于
get(target, propertyKey [, receiver]) 获取对象某个属性值,target[name]
set(target, propertyKey, value [, receiver]) 将值分配给属性的函数,返回一个boolean
has(target, propertyKey) 判断一个对象是否存在某个属性,和in运算符功能相同
deleteProperty(target, propertyKey) delete操作符,相当于执行delete target[name]
apply(target, thisArgument, argumentsList) 对一个函数进行调用操作,可以传入一个数组作为调用参数,Function.prototype.apply()
construct(target, argumentsList [, newTarget]) 对构造函数进行new操作,new target(…args)
getPrototypeOf(target) Object.getPrototype()
setPrototypeOf(target, prototype) 设置对象原型的函数,返回一个boolean
isExtensible(target) Object.isExtensible()
preventExtensions(target) Object.preventExtensions(),返回一个boolean
getOwnPropertyDescriptor(target, propertyKey) Object.getOwnPropertyDescriptor(),如果对象中存在该属性,则返回对应属性描述符,否则返回undefined
defineProperty(target, propertyKey, attributes) Object.defineProperty(),设置成功返回true
ownKeys(target) 返回一个包含所有自身属性(不包含继承属性)的数组,类似于Object.keys(),但是不会受enumerable影响

具体Reflect和Object对象之间的关系和使用方法,可以参考MDN:https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Reflect

3.4.Reflect的construct方法

construct方法有什么作用呢?具体的应用场景是什么?这里提一个需求,就明白construct方法的作用了。

需求:创建Person和Student两个构造函数,最终的实例对象执行的是Person中的代码,带上实例对象的类型是Student。

construct可接收的参数:

  • target:被运行的目标构造函数(Person);
  • argumentsList:类数组对象,参数列表;
  • newTarget:作为新创建对象原型对象的constructor属性(Student);
function Person(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}

function Student() {}

const stu = Reflect.construct(Person, ['curry', 30], Student)
console.log(stu)
console.log(stu.__proto__ === Student.prototype)

打印结果:实例对象的类型为Student,并且实例对象原型指向Student构造函数的原型。

Reflect的construct方法就可以用于类继承的实现,可在babel工具中查看ES6转ES5后的代码,就是使用的Reflect的construct方法:

4.receiver的作用

在介绍Proxy的set和get捕获器的时候,其中有个参数叫receiver,具体什么是调用的代理对象呢?它的作用是什么?

如果原对象(需要被代理的对象)它有自己的getter和setter服务器属性时,那么就可以通过receiver来改变里面的this。

// 假设obj的age为私有属性,需要通过getter和setter来访问和设置
const obj = {
  name: 'curry',
  _age: 30,
  get age() {
    return this._age
  },
  set age(newValue) {
    this._age = newValue
  }
}

const objProxy = new Proxy(obj, {
  get: function(target, key, reveiver) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被访问啦!`)
    return Reflect.get(target, key)
  },
  set: function(target, key, newValue, reveiver) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被设置啦!`)
    Reflect.set(target, key, newValue)
  }
})

// 设置:
objProxy.name = 'kobe'
objProxy.age = 24
// 访问:
console.log(objProxy.name)
console.log(objProxy.age)

在没有使用receiver的情况下的打印结果为:name和age属性都被访问一次和设置一次。

但是由于原对象obj中对age进行了拦截操作,我们看一下age具体的访问步骤

  • 首先,打印objProxy.age会被代理对象objProxy中的get捕获器所捕获;
  • 紧接着Reflect.get(target, key)对obj中的age进行了访问,又会被obj中的get访问器所拦截,返回this._age
  • 很显然在执行this._age的时候_age在这里是被访问了的,而这里的this指向的原对象obj;
  • 一般地,通过this._age的时候,应该也是要被代理对象的get捕获器所捕获的,那么就需要将这里的this修改成objProxy,相当于objProxy._age,在代理对象objProxy中就可以被get捕获到了;
  • receiver的作用就在这里,把原对象中this改成其代理对象,同理age被设置也是一样的,访问和设置信息都需要被打印两次;
// 假设obj的age为私有属性,需要通过getter和setter来访问和设置
const obj = {
  name: 'curry',
  _age: 30,
  get age() {
    return this._age
  },
  set age(newValue) {
    this._age = newValue
  }
}

const objProxy = new Proxy(obj, {
  get: function(target, key, receiver) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被访问啦!`)
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set: function(target, key, newValue, receiver) {
    console.log(`obj对象的${key}属性被设置啦!`)
    Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
  }
})

// 设置:
objProxy.name = 'kobe'
objProxy.age = 24
// 访问:
console.log(objProxy.name)
console.log(objProxy.age)

再来看一下打印结果:

也可以打印receiver,在浏览器中进行查看,其实就是这里的objProxy:

5.响应式原理的实现

5.1.什么是响应式呢?

当某个变量值发生变化时,会自动去执行某一些代码。如下代码,当变量num发生变化时,对num有所依赖的代码可以自动执行。

let num = 30

console.log(num) // 当num方式变化时,这段代码能自动执行
console.log(num * 30) // 当num方式变化时,这段代码能自动执行

num = 1
  • 像上面这一种自动响应数据变化的代码机制,就称之为响应式;
  • 在开发中,一般都是监听某一个对象中属性的变化,然后自动去执行某一些代码块,而这些代码块一般都存放在一个函数中,因为函数可以方便我们再次执行这些代码,只需再次调用函数即可;

5.2.收集响应式函数的实现

在响应式中,需要执行的代码可能不止一行,而且也不可能一行行去执行,所以可以将这些代码放到一个函数中,当数据发生变化,自动去执行某一个函数。但是在开发中有那么多函数,怎么判断哪些函数需要响应式?哪些又不需要呢?

  • 封装一个watchFn的函数,将需要响应式的函数传入;
  • watchFn的主要职责就是将这些需要响应式的函数收集起来,存放到一个数组reactiveFns中;
const obj = {
  name: 'curry',
  age: 30
}

// 定义一个存放响应式函数的数组
const reactiveFns = []
// 封装一个用于收集响应式函数的函数
function watchFn(fn) {
  reactiveFns.push(fn)
}

watchFn(function() {
  let newName = obj.name
  console.log(newName)
  console.log('1:' + obj.name)
})

watchFn(function() {
  console.log('2:' + obj.name)
})

obj.name = 'kobe'
// 当obj中的属性值发送变化时,遍历执行那些收集的响应式函数
reactiveFns.forEach(fn => {
  fn()
})

5.3.收集响应式函数的优化

上面实现的收集响应式函数,目前是存放到一个数组中来保存的,而且只是对name属性的的依赖进行了收集,如果age属性也需要收集,不可能都存放到一个数组里面,而且属性值改变后,还需要通过手动去遍历调用,显而易见是很麻烦的,下面做一些优化。

  • 封装一个类,专门用于收集这些响应式函数;
  • 类中添加一个notify的方法,用于遍历调用这些响应式函数;
  • 对于不同的属性,就分别去实例化这个类,那么每个属性就可以对应一个对象,并且对象中有一个存放它的响应式数组的属性reactiveFns
class Depend {
  constructor() {
    // 用于存放响应式函数
    this.reactiveFns = []
  }

  // 用户添加响应式函数
  addDependFn(fn) {
    this.reactiveFns.push(fn)
  }

  // 用于执行响应式函数
  notify() {
    this.reactiveFns.forEach(fn => {
      fn()
    })
  }
}

const obj = {
  name: 'curry',
  age: 30
}

const dep = new Depend()
// 在watchFn中使用dep的addDependFn来收集
function watchFn(fn) {
  dep.addDependFn(fn)
}

watchFn(function() {
  let newName = obj.name
  console.log(newName)
  console.log('1:' + obj.name)
})

watchFn(function() {
  console.log('2:' + obj.name)
})

obj.name = 'kobe'
// name属性发生改变,直接调用notify
dep.notify()

5.4.自动监听对象的变化

在修改对象属性值后,还是需要手动去调用其notify函数来通知响应式函数执行,其实可以做到自动监听对象属性的变化,来自动调用notify函数,这个想必就很容易了,在前面做了那么多功课,就是为了这里,不管是用Object.defineProperty还是Proxy都可以实现对象的监听,这里我使用功能更加强大的Proxy,并结合Reflect来实现。

class Depend {
  constructor() {
    // 用于存放响应式函数
    this.reactiveFns = []
  }

  // 用户添加响应式函数
  addDependFn(fn) {
    this.reactiveFns.push(fn)
  }

  // 用于执行响应式函数
  notify() {
    this.reactiveFns.forEach(fn => {
      fn()
    })
  }
}

const obj = {
  name: 'curry',
  age: 30
}

const dep = new Depend()
// 在watchFn中使用dep的addDependFn来收集
function watchFn(fn) {
  dep.addDependFn(fn)
}

// 创建一个Proxy
const objProxy = new Proxy(obj, {
  get: function(target, key, receiver) {
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set: function(target, key, newValue, receiver) {
    Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
    // 当set捕获器捕获到属性变化时,自动去调用notify
    dep.notify()
  }
})

watchFn(function() {
  let newName = objProxy.name
  console.log(newName)
  console.log('1:' + objProxy.name)
})

watchFn(function() {
  console.log('2:' + objProxy.name)
})

objProxy.name = 'kobe'
objProxy.name = 'klay'
objProxy.name = 'james'

注意:后面使用到的obj对象,需都换成代理对象objProxy,这样储能监听到属性值是否被设置了。

打印结果:name属性修改了三次,对应依赖函数就执行了三次。

5.5.对象依赖的管理(数据存储结构设计)

在上面实现响应式过程中,都是基于一个对象的一个属性,如果有多个对象,这多个对象中有不同或者相同的属性呢?我们应该这样去单独管理不同对象中每个属性所对应的依赖呢?应该要做到当某一个对象中的某一个属性发生变化时,只去执行对这个对象中这个属性有依赖的函数,下面就来讲一下怎样进行数据存储,能够达到我们的期望。

在ES16中,给我们新提供了两个新特性,分别是Map和WeakMap,这两个类都可以用于存放数据,类似于对象,存放的是键值对,但是Map和WeakMap的key可以存放对象,而且WeakMap对对象的引用是弱引用。如果对这两个类不太熟悉,可以去看看上一篇文章:ES6-ES12简单知识点总结

  • 将不同的对象存放到WeakMap中作为key,其value存放对应的Map;
  • Map中存放对应对象的属性作为key,其value存放对应的依赖对象;
  • 依赖对象中存放有该属性对应响应式函数数组;

如果有以下obj1和obj2两个对象,来看一下它们大致的存储形式:

const obj1 = { name: 'curry', age: 30 }
const obj2 = { name: 'kobe', age: 24 }

5.6.对象依赖管理的实现

已经确定了怎么存储了,下面就来实现一下吧。

  • 封装一个getDepend函数,主要用于根据对象和key,来找到对应的dep;
  • 如果没有找到就先进行创建存储;
// 1.创建一个WeakMap存储结构,存放对象
const objWeakMap = new WeakMap()
// 2.封装一个获取dep的函数
function getDepend(obj, key) {
  // 2.1.根据对象,获取对应的map
  let map = objWeakMap.get(obj)
  // 如果是第一次获取这个map,那么需要先创建一个map
  if (!map) {
    map = new Map()
    // 将map存到objWeakMap中对应key上
    objWeakMap.set(obj, map)
  }

  // 2.2.根据对象的属性,获取对应的dep
  let dep = map.get(key)
  // 如果是第一次获取这个dep,那么需要先创建一个dep
  if (!dep) {
    dep = new Depend()
    // 将dep存到map中对应的key上
    map.set(key, dep)
  }

  // 2.3最终将dep返回出去
  return dep
}

在Proxy的捕获器中获取对应的dep:

// 创建一个Proxy
const objProxy = new Proxy(obj, {
  get: function(target, key, receiver) {
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set: function(target, key, newValue, receiver) {
    Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
    // 根据当前对象target和设置的key,去获取对应的dep
    const dep = getDepend(target, key)
    console.log(dep)
    // 当set捕获器捕获到属性变化时,自动去调用notify
    dep.notify()
  }
})

5.7.对象的依赖收集优化

可以发现上面打印的结果中的响应式函数数组全部为空,是因为在前面收集响应式函数是通过watchFn来收集的,而在getDepend中并没有去收集对应的响应式函数,所以返回的dep对象里面的数组全部就为空了。如果对响应式函数,还需要通过自己一个个去收集,是不太容易的,所以可以监听响应式函数中依赖了哪一个对象属性,让Proxy的get捕获器去收集就行了。

  • 既然get需要监听到响应式函数访问了哪些属性,那么响应式函数在被添加之前肯定是要执行一次的;
  • 如何在Proxy中拿到当前需要被收集的响应式函数呢?可以借助全局变量;
  • 下面就来对watchFn进行改造;
// 定义一个全局变量,存放当前需要收集的响应式函数
let currentReactiveFn = null
function watchFn(fn) {
  currentReactiveFn = fn
  // 先调用一次函数,提醒Proxy的get捕获器需要收集响应式函数了
  fn()
  // 收集完成将currentReactiveFn重置
  currentReactiveFn = null
}

Proxy中get捕获器具体需要执行的操作:

// 创建一个Proxy
const objProxy = new Proxy(obj, {
  get: function(target, key, receiver) {
    const dep = getDepend(target, key)
    // 拿到全局的currentReactiveFn进行添加
    dep.addDependFn(currentReactiveFn)
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set: function(target, key, newValue, receiver) {
    Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
    // 根据当前对象target和设置的key,去获取对应的dep
    const dep = getDepend(target, key)
    console.log(dep)
    // 当set捕获器捕获到属性变化时,自动去调用notify
    dep.notify()
  }
})

下面测试一下看看效果:

watchFn(function() {
  console.log('1:我依赖了name属性')
  console.log(objProxy.name)
})
watchFn(function() {
  console.log('2:我依赖了name属性')
  console.log(objProxy.name)
})

watchFn(function() {
  console.log('1:我依赖了age属性')
  console.log(objProxy.age)
})
watchFn(function() {
  console.log('2:我依赖了age属性')
  console.log(objProxy.age)
})

console.log('----------以上为初始化执行,以下为修改后执行-------------')

objProxy.name = 'kobe'
objProxy.age = 24

5.8.Depend类优化

截止到上面,大部分响应式原理已经实现了,但是还存在一些小问题需要优化。

  • 优化一:既然currentReactiveFn可以在全局拿到,何不在Depend类中就对它进行收集呢。改造方法addDependFn
  • 优化二:如果一个响应式函数中多次访问了某个属性,就都会去到Proxy的get捕获器,该响应式函数会被重复收集,在调用时就会调用多次。当属性发生变化后,依赖这个属性的响应式函数被调用一次就可以了。改造reactiveFns,将数组改成Set,Set可以避免元素重复,注意添加元素使用add
// 将currentReactiveFn放到Depend之前,方便其拿到
let currentReactiveFn = null

class Depend {
  constructor() {
    // 用于存放响应式函数
    this.reactiveFns = new Set()
  }

  // 用户添加响应式函数
  addDependFn() {
    // 先判断一下currentReactiveFn是否有值
    if (currentReactiveFn) {
      this.reactiveFns.add(currentReactiveFn)
    }
  }

  // 用于执行响应式函数
  notify() {
    this.reactiveFns.forEach(fn => {
      fn()
    })
  }
}

Proxy中就不用去收集响应式函数了,直接调用addDependFn即可:

// 创建一个Proxy
const objProxy = new Proxy(obj, {
  get: function(target, key, receiver) {
    const dep = getDepend(target, key)
    // 直接调用addDepend方法,让它去收集
    dep.addDependFn()
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set: function(target, key, newValue, receiver) {
    Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
    // 根据当前对象target和设置的key,去获取对应的dep
    const dep = getDepend(target, key)
    // 当set捕获器捕获到属性变化时,自动去调用notify
    dep.notify()
  }
})

5.9.多个对象实现响应式

前面都只讲了一个对象实现响应式的实现,如果有多个对象需要实现可响应式呢?将Proxy封装一下,外面套一层函数即可,调用该函数,返回该对象的代理对象。

function reactive(obj) {
  return new Proxy(obj, {
    get: function(target, key, receiver) {
      const dep = getDepend(target, key)
      // 直接调用addDepend方法,让它去收集
      dep.addDependFn()
      return Reflect.get(target, key, receiver)
    },
    set: function(target, key, newValue, receiver) {
      Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
      // 根据当前对象target和设置的key,去获取对应的dep
      const dep = getDepend(target, key)
      // 当set捕获器捕获到属性变化时,自动去调用notify
      dep.notify()
    }
  })
}

看一下具体使用效果:

const obj1 = { name: 'curry', age: 30 }
const obj2 = { weight: '130', height: '180' }

const obj1Proxy = reactive(obj1)
const obj2Proxy = reactive(obj2)

watchFn(function() {
  console.log('我依赖了obj1的name属性')
  console.log(obj1Proxy.name)
})
watchFn(function() {
  console.log('我依赖了age属性')
  console.log(obj1Proxy.age)
})

watchFn(function() {
  console.log('我依赖了obj2的weight属性')
  console.log(obj2Proxy.weight)
})
watchFn(function() {
  console.log('我依赖了obj2的height属性')
  console.log(obj2Proxy.height)
})

console.log('----------以上为初始化执行,以下为修改后执行-------------')

obj1Proxy.name = 'kobe'
obj1Proxy.age = 24
obj2Proxy.weight = 100
obj2Proxy.height = 165

5.10.总结整理

通过上面9步完成了最终响应式原理的实现,下面对其进行整理一下:

  • watchFn函数:传入该函数的函数都是需要被收集为响应式函数的,对响应式函数进行初始化调用,使Proxy的get捕获器能捕获到属性访问;

    function watchFn(fn) {
      currentReactiveFn = fn
      // 先调用一次函数,提醒Proxy的get捕获器需要收集响应式函数了
      fn()
      // 收集完成将currentReactiveFn重置
      currentReactiveFn = null
    }
    
  • Depend类reactiveFns用于存放响应式函数,addDependFn方法实现对响应式函数的收集,notify方法实现当属性值变化时,去调用对应的响应式函数;

    // 将currentReactiveFn放到Depend之前,方便其拿到
    let currentReactiveFn = null
    
    class Depend {
      constructor() {
        // 用于存放响应式函数
        this.reactiveFns = new Set()
      }
    
      // 用户添加响应式函数
      addDependFn() {
        // 先判断一下currentReactiveFn是否有值
        if (currentReactiveFn) {
          this.reactiveFns.add(currentReactiveFn)
        }
      }
    
      // 用于执行响应式函数
      notify() {
        this.reactiveFns.forEach(fn => {
          fn()
        })
      }
    }
    
  • reactive函数:实现将普通对象转成代理对象,从而将其转变为可响应式对象;

    function reactive(obj) {
      return new Proxy(obj, {
        get: function(target, key, receiver) {
          const dep = getDepend(target, key)
          // 直接调用addDepend方法,让它去收集
          dep.addDependFn()
          return Reflect.get(target, key, receiver)
        },
        set: function(target, key, newValue, receiver) {
          Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
          // 根据当前对象target和设置的key,去获取对应的dep
          const dep = getDepend(target, key)
          // 当set捕获器捕获到属性变化时,自动去调用notify
          dep.notify()
        }
      })
    }
    
  • getDepend函数:根据指定的对象和对象属性(key)去查找对应的dep对象;

    // 1.创建一个WeakMap存储结构,存放对象
    const objWeakMap = new WeakMap()
    // 2.封装一个获取dep的函数
    function getDepend(obj, key) {
      // 2.1.根据对象,获取对应的map
      let map = objWeakMap.get(obj)
      // 如果是第一次获取这个map,那么需要先创建一个map
      if (!map) {
        map = new Map()
        // 将map存到objWeakMap中对应key上
        objWeakMap.set(obj, map)
      }
    
      // 2.2.根据对象的属性,获取对应的dep
      let dep = map.get(key)
      // 如果是第一次获取这个dep,那么需要先创建一个dep
      if (!dep) {
        dep = new Depend()
        // 将dep存到map中对应的key上
        map.set(key, dep)
      }
    
      // 2.3最终将dep返回出去
      return dep
    }
    

总结:以上通过Proxy来监听对象操作的实现响应式的方法就是Vue3响应式原理了。

6.Vue2响应式原理的实现

Vue3响应式原理已经实现了,那么Vue2只需要将Proxy换成Object.defineProperty就可以了。

  • 将reactive函数改一下即可;
function reactive(obj) {
  // 1.拿到obj所有的key
  const keys = Object.keys(obj)

  // 2.遍历所有的keys,添加存取属性描述符
  keys.forEach(key => {
    let value = obj[key]

    Object.defineProperty(obj, key, {
      get: function() {
        const dep = getDepend(obj, key)
        // 直接调用addDepend方法,让它去收集
        dep.addDependFn()
        return value
      },
      set: function(newValue) {
        value = newValue
        // 根据当前对象设置的key,去获取对应的dep
        const dep = getDepend(obj, key)
        // 监听到属性变化时,自动去调用notify
        dep.notify()
      }
    })
  })

  // 3.将obj返回
  return obj
}

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