响应式原理

现在是时候深入一下了！Vue 最独特的特性之一，是其非侵入性的响应式系统。数据模型仅仅是普通的 JavaScript 对象。而当你修改它们时，视图会进行更新。这使得状态管理非常简单直接，不过理解其工作原理同样重要，这样你可以避开一些常见的问题。在这个章节，我们将研究一下 Vue 响应式系统的底层的细节。

​ 当你把一个普通的 JavaScript 对象传入 Vue 实例作为 data 选项，Vue 将遍历此对象所有的 property，并使用 Object.defineProperty 把这些 property 全部转为 getter/setter。

Object.defineProperty 是 ES5 中一个无法 shim 的特性，这也就是 Vue 不支持 IE8 以及更低版本浏览器的原因。

这些 getter/setter 对用户来说是不可见的，但是在内部它们让 Vue 能够追踪依赖，在 property 被访问和修改时通知变更。这里需要注意的是不同浏览器在控制台打印数据对象时对 getter/setter 的格式化并不同，所以建议安装 vue-devtools 来获取对检查数据更加友好的用户界面。

每个组件实例都对应一个 watcher 实例，它会在组件渲染的过程中把“接触”过的数据 property 记录为依赖。之后当依赖项的 setter 触发时，会通知 watcher，从而使它关联的组件重新渲染。

Object.defineProperty

对象的自身的方法

可以将对象下的属性进行拦截，可以控制属性的读写，删除，遍历（枚举），修改

<script>
	// 拦截器（拦截方法）：是Object对象下的一个方法
	let obj = {
		userName:"zhangsan"
	}
	let _userName = obj.userName;

	// 直接修改
	obj.userName = "lisi";
	console.log(obj.userName); // lisi

	// 通过方法修改
	Object.defineProperty(obj,"userName",{
		// 获取数据方法
		get(){
			return _userName;
		},
		// 设置修改数据方法
		set(username){
			_userName = username;
		}
	})
	console.log(obj.userName);// 读取数据
	obj.userName = "lisi"; // 设置数据

	console.log(obj.userName);// 读取数据 lisi
</script>

案例2

<script>
	const inp = document.querySelector("input");
	const btn = document.querySelector("button");
	let info = {
		bookName:"天龙八部"
	}
	// 存储日志
	let logArr = [{
		id:1,
		bookName:info.bookName,
		addTime:Date.now()
	}];
	// let _bookName = info.bookName;
	Object.defineProperty(info,"bookName",{
		get(){
			// return _bookName;
			return logArr[logArr.length-1].bookName;
		},
		// info.bookName修改时执行。
		set(bookName){
			// _bookName = bookName;
			logArr.push({
				id:logArr.length+1,
				bookName,
				addTime:Date.now()
			})
		}
	})
	btn.onclick = function(){
		const bookName = inp.value.trim();
		if(bookName){
			info.bookName = bookName;
		}else alert("请输入内容！");
	}
</script>

<input type="text"><button>更改</button>

检测变化的注意事项

由于 JavaScript 的限制，Vue 不能检测数组和对象的变化。尽管如此我们还是有一些办法来回避这些限制并保证它们的响应性。

对于对象

Vue 无法检测 property 的添加或移除。由于 Vue 会在初始化实例时对 property 执行 getter/setter 转化，所以 property 必须在 data 对象上存在才能让 Vue 将它转换为响应式的。例如：

var vm = new Vue({
  data:{
    a:1
  }
})

// `vm.a` 是响应式的

vm.b = 2
// `vm.b` 是非响应式的

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。例如，对于：

Vue.set(vm.someObject, 'b', 2)

您还可以使用 vm.$set 实例方法，这也是全局 Vue.set 方法的别名：

this.$set(this.someObject,'b',2)

有时你可能需要为已有对象赋值多个新 property，比如使用 Object.assign() 或 _.extend()。但是，这样添加到对象上的新 property 不会触发更新。在这种情况下，你应该用原对象与要混合进去的对象的 property 一起创建一个新的对象。

// 代替 `Object.assign(this.someObject, { a: 1, b: 2 })`
this.someObject = Object.assign({}, this.someObject, { a: 1, b: 2 })

对于数组

Vue 不能检测以下数组的变动：

1. 当你利用索引直接设置一个数组项时，例如：vm.items[indexOfItem] = newValue
2. 当你修改数组的长度时，例如：vm.items.length = newLength

举个例子：

var vm = new Vue({
  data: {
    items: ['a', 'b', 'c']
  }
})
vm.items[1] = 'x' // 不是响应性的
vm.items.length = 2 // 不是响应性的

为了解决第一类问题，以下两种方式都可以实现和 vm.items[indexOfItem] = newValue 相同的效果，同时也将在响应式系统内触发状态更新：

// Vue.set
Vue.set(vm.items, indexOfItem, newValue)
// Array.prototype.splice
vm.items.splice(indexOfItem, 1, newValue)

你也可以使用 vm.$set 实例方法，该方法是全局方法 Vue.set 的一个别名：

vm.$set(vm.items, indexOfItem, newValue)

为了解决第二类问题，你可以使用 splice：

vm.items.splice(newLength)

声明响应式 property

由于 Vue 不允许动态添加根级响应式 property，所以你必须在初始化实例前声明所有根级响应式 property，哪怕只是一个空值：

var vm = new Vue({
  data: {
    // 声明 message 为一个空值字符串
    message: ''
  },
  template: '<div>{{ message }}</div>'
})
// 之后设置 `message`
vm.message = 'Hello!'

如果你未在 data 选项中声明 message，Vue 将警告你渲染函数正在试图访问不存在的 property。

这样的限制在背后是有其技术原因的，它消除了在依赖项跟踪系统中的一类边界情况，也使 Vue 实例能更好地配合类型检查系统工作。但与此同时在代码可维护性方面也有一点重要的考虑：data 对象就像组件状态的结构 (schema)。提前声明所有的响应式 property，可以让组件代码在未来修改或给其他开发人员阅读时更易于理解。

异步更新队列 nextTick

可能你还没有注意到，Vue 在更新 DOM 时是异步执行的。只要侦听到数据变化，Vue 将开启一个队列，并缓冲在同一事件循环中发生的所有数据变更。如果同一个 watcher 被多次触发，只会被推入到队列中一次。这种在缓冲时去除重复数据对于避免不必要的计算和 DOM 操作是非常重要的。

然后，在下一个的事件循环“tick”中，Vue 刷新队列并执行实际 (已去重的) 工作。

Vue 在内部对异步队列尝试使用原生的 Promise.then、MutationObserver 和 setImmediate，如果执行环境不支持，则会采用 setTimeout(fn, 0) 代替。

例如，当你设置 vm.someData = 'new value'，该组件不会立即重新渲染。当刷新队列时，组件会在下一个事件循环“tick”中更新。多数情况我们不需要关心这个过程，但是如果你想基于更新后的 DOM 状态来做点什么，这就可能会有些棘手。虽然 Vue.js 通常鼓励开发人员使用“数据驱动”的方式思考，避免直接接触 DOM，但是有时我们必须要这么做。

为了在数据变化之后等待 Vue 完成更新 DOM，可以在数据变化之后（生命周期的updated之后调用）立即使用 Vue.nextTick(callback)。这样回调函数将在 DOM （视图）更新完成后被调用。例如：

<div id="example">{{message}}</div>
var vm = new Vue({
  el: '#example',
  data: {
    message: '123'
  }
})
vm.message = 'new message' // 更改数据
vm.$el.textContent === 'new message' // false
Vue.nextTick(function () {
  vm.$el.textContent === 'new message' // true
})

在组件内使用 vm.$nextTick() 实例方法特别方便，因为它不需要全局 Vue，并且回调函数中的 this 将自动绑定到当前的 Vue 实例上：

Vue.component('example', {
  template: '<span>{{ message }}</span>',
  data: function () {
    return {
      message: '未更新'
    }
  },
  methods: {
    updateMessage: function () {
      this.message = '已更新'
      console.log(this.$el.textContent) // => '未更新'
      this.$nextTick(function () {
        console.log(this.$el.textContent) // => '已更新'
      })
    }
  }
})

因为 $nextTick() 返回一个 Promise 对象，所以你可以使用新的 ES2017 async/await 语法完成相同的事情：

methods: {
	updateMessage: async function () {
    	this.message = '已更新'
    	console.log(this.$el.textContent) // => '未更新'
    	await this.$nextTick()
    	console.log(this.$el.textContent) // => '已更新'
  	}
}

自定义Vue

由编译器（compile）对模板进行解析；
发布者（observe）一旦发现有对应的（数据，函数，过滤器等）信息发生改变，那么会将数据，通知给对应的订阅者；
订阅者（Watcher）负责更新视图

data

data中的数据

compile

编译器（compile）：编译模板，渲染页面

observe

发布者（observe）：负责侦听数据，一旦数据发生改变会通知订阅者

dep

Dep: 每个数据属性都有一个Dep依赖管理器，它记录依赖于这个属性的所有Watcher。

Watcher

订阅者（Watcher）: 每个视图都有一个对应的Watcher，当数据变化时，Watcher通知视图（Virtual DOM）进行更新
数据data与订阅者是一对多的关系

Virtual DOM

Virtual DOM: Vue使用Virtual DOM来高效地更新DOM

Dep原理结构图

Vue原理结构图

在 newVue() 后，Vue 会调用 _init 函数进行初始化，也就是init 过程，在这个过程Data通过Observer转换成了getter/setter的形式，来对数据追踪变化，当被设置的对象被读取的时候会执行 getter 函数，而在当被赋值的时候会执行setter函数。

当render function 执行的时候，因为会读取所需对象的值，所以会触发getter函数从而将Watcher添加到依赖中进行依赖收集。

在修改对象的值的时候，会触发对应的 setter， setter通知之前依赖收集得到的 Dep 中的每一个 Watcher，告诉它们自己的值改变了，需要重新渲染视图。这时候这些 Watcher就会开始调用 update 来更新视图。

Hanser.js

// 定义构造函数
function Hanser(config){
	// 设置数据的订阅者集合
	this.binds = {};
    // 设置实例的$data属性 
	this.$data = config.data;
	// 设置实例的方法属性
	this.initMethods(config);
	// 设置实例的$el属性
	this.$el = document.querySelector(config.el);
	// 调用发布者
	this.observe();
	// 调用解析器
	this.compile(this.$el);

}
// 添加Hanser实例的方法
Object.assign(Hanser.prototype,{
	// observe方法 用于侦听数据发生变化 通知订阅者 进行视图更新
	observe(){
		for(let key in this.$data){
			// 为实例的每个data中属性名设置一个数组,为了存储 Watcher实例 
			this.binds[key] = [];
			// 设置 hs对象的每个key属性(每个属性名)的getter和setter方法，
			Object.defineProperty(this,key,{
				get(){
					// 返回对应的属性值
					return this.$data[key]
				},
				set(v){
					// 设置对应的属性值
					this.$data[key] = v;
					// 同时调用binds对象中的某个属性名的值对应数组中的Watcher对象的update方法
					// 实现数据改变监听功能，并且通知Watcher实例调用方法实现视图DOM更新
					this.binds[key].forEach(item=>{
						// item 是 Watcher的实例 wc
						// console.log(item);
						item.update();
					})
				}
			})
		}
	},
	// 解析器
	compile(el){
		// 获取挂载元素的子元素
		const nodes = el.children;
		// 遍历子元素
		Array.from(nodes).forEach(item =>{
			
			// 判断元素是否拥有@click属性并增加 @click属性
			if(item.hasAttribute('@click')){
				// 获取@click的表达式 @click = "attrValue"
				const attrValue = item.getAttribute("@click");
				
				// 为元素增加click事件 this[attrValue]回调函数 => methods中的函数
				item.addEventListener('click',this[attrValue]);
			}
			// 判断元素是否拥有z-model属性并增加 z-model属性
			if(item.hasAttribute("h-model")){
				// 获取到z-model的属性值 h-model = "info"
				const attrValue = item.getAttribute("h-model"); // info
				// data数据中的info属性值 设置为 input的value属性值
				item.value = this[attrValue];
				// 为元素增加input事件 input的value属性值 设置为 data数据中的info属性值
				item.addEventListener("input",(e)=>{
					// input的value属性值 设置为 data数据中的info属性值
					this[attrValue] = e.target.value;
				})
			};
			// 判断元素是否拥有z-text属性并增加 z-text属性
			if(item.hasAttribute("h-text")){
				const attrValue = item.getAttribute("h-text");
				// data数据中的info属性值 设置为 元素的内容
				item.innerText = this[attrValue];
				// 修改item元素 innerText 属性值
				this.binds[attrValue].push(new Watcher(item,"innerText",this,attrValue))
			}
			// 判断元素是否拥有h-html属性并增加 h-html 属性
			if(item.hasAttribute("h-html")){
				const attrValue = item.getAttribute("h-html");
				item.innerHTML = this[attrValue];
				// 提供一个修改node元素的innerHTML属性值的方法
				// this.binds[attrValue].push(()=>{
				// 	node.innerHTML = this[attrValue];
				// });
				this.binds[attrValue].push(new Watcher(item,"innerHTML",this,attrValue))
			}
		})
	}
})


// 设置 Hanser的实例的属性 初始化
// 给实例添加methods方法
Hanser.prototype.initMethods = function(config){
	for(let key in config.methods){
        // 给方法中的函数绑定this,并设置实例的属性 fun
		this[key] = config.methods[key].bind(this);
	}
}



// 设置订阅者构造函数
/**
 * node:元素
 * attr:元素属性名
 * hs:实例
 * prop:实例属性名
 */
function Watcher(node,attr,hs,prop){
	this.node = node;
	this.attr = attr;
	this.hs = hs;
	this.prop = prop;
}
// 设置Watcher原型update方法 将 实例中属性值 设置为 元素的属性值
// node.innerHTML = this[attrValue]
Watcher.prototype.update = function(){
	// 将 实例中属性值 设置为 元素的属性值
	this.node[this.attr] = this.hs[this.prop];
}

自定义Vue.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <script src="./js/hanser.js"></script>
</head>
<body>
    <div id="root">
        <button @click="fun1">ClickMe</button>
        <input h-model="info" type="text">
        <div h-text="info"></div>
        <div h-html="userName"></div>
    </div>
</body>
<script>
    const hs = new Hanser({
        el:"#root",
        data:{
            age:12,
            userName:'冰糖io',
            info:'冰糖io是在'
        },
        methods:{
            fun1(){
                this.age += 1;
                this.userName += "io";
            }
        }
        
    })
    
</script>
</html>