手写Vue源码之数据劫持示例详解

网络编程 2024/11/15 佚名

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源代码: 传送门

Vue会对我们在data中传入的数据进行拦截：

对象：递归的为对象的每个属性都设置get/set方法
数组：修改数组的原型方法，对于会修改原数组的方法进行了重写

在用户为data中的对象设置值、修改值以及调用修改原数组的方法时，都可以添加一些逻辑来进行处理，实现数据更新页面也同时更新。

Vue中的响应式(reactive): 对对象属性或数组方法进行了拦截，在属性或数组更新时可以同时自动地更新视图。在代码中被观测过的数据具有响应性

创建Vue实例

我们先让代码实现下面的功能：

<body>
<script>
 const vm = new Vue({
 el: '#app',
 data () {
 return {
 age: 18
 };
 }
 });
 // 会触发age属性对应的set方法
 vm.age = 20;
 // 会触发age属性对应的get方法
 console.log(vm.age);
</script>
</body>

在src/index.js中，定义Vue的构造函数。用户用到的Vue就是在这里导出的Vue:

import initMixin from './init';

function Vue (options) {
 this._init(options);
}

// 进行原型方法扩展
initMixin(Vue);
export default Vue;

在init中，会定义原型上的_init方法，并进行状态的初始化：

import initState from './state';

function initMixin (Vue) {
 Vue.prototype._init = function (options) {
 const vm = this;
 // 将用户传入的选项放到vm.$options上，之后可以很方便的通过实例vm来访问所有实例化时传入的选项
 vm.$options = options;
 initState(vm);
 };
}

export default initMixin;

在_init方法中，所有的options被放到了vm.$options中，这不仅让之后代码中可以更方便的来获取用户传入的配置项，也可以让用户通过这个api来获取实例化时传入的一些自定义选选项。比如在Vuex 和Vue-Router中，实例化时传入的router和store属性便可以通过$options获取到。

除了设置vm.$options，_init中还执行了initState方法。该方法中会判断选项中传入的属性，来分别进行props、methods、data、watch、computed 等配置项的初始化操作，这里我们主要处理data选项：

import { observe } from './observer';
import { proxy } from './shared/utils';

function initState (vm) {
 const options = vm.$options;
 if (options.props) {
 initProps(vm);
 }
 if (options.methods) {
 initMethods(vm);
 }
 if (options.data) {
 initData(vm);
 }
 if (options.computed) {
 initComputed(vm)
 }
 if (options.watch) {
 initWatch(vm)
 }
}

function initData (vm) {
 let data = vm.$options.data;
 vm._data = data = typeof data === 'function' "htmlcode">

function observe (data) {
 // 如果是对象，会遍历对象中的每一个元素
 if (typeof data === 'object' && data !== null) {
 // 已经观测过的值不再处理
 if (data.__ob__) {
 return;
 }
 new Observer(data);
 }
}

export { observe };




observe函数中会过滤data中的数据，只对对象和数组进行处理，真正的处理逻辑在Observer中：


/**
 * 为data中的所有对象设置`set/get`方法
 */
class Observer {
 constructor (value) {
 this.value = value;
 // 为data中的每一个对象和数组都添加__ob__属性，方便直接可以通过data中的属性来直接调用Observer实例上的属性和方法
 defineProperty(this.value, '__ob__', this);
 // 这里会对数组和对象进行单独处理，因为为数组中的每一个索引都设置get/set方法性能消耗比较大
 if (Array.isArray(value)) {
 Object.setPrototypeOf(value, arrayProtoCopy);
 this.observeArray(value);
 } else {
 this.walk();
 }
 }

 walk () {
 for (const key in this.value) {
 if (this.value.hasOwnProperty(key)) {
 defineReactive(this.value, key);
 }
 }
 }

 observeArray (value) {
 for (let i = 0; i < value.length; i++) {
 observe(value[i]);
 }
 }
}





需要注意的是，__ob__属性要设置为不可枚举，否则之后在对象遍历时可能会引发死循环

Observer类中会为对象和数组都添加__ob__属性，之后便可以直接通过data中的对象和数组vm.value.__ob__来获取到Observer实例。
当传入的value为数组时，由于观测数组的每一个索引会耗费比较大的性能，并且在实际使用中，我们可能只会操作数组的第一项和最后一项，即arr[0],arr[arr.length-1],很少会写出arr[23] = xxx的代码。
所以我们选择对数组的方法进行重写，将数组的原型指向继承Array.prototype新创建的对象arrayProtoCopy，对数组中的每一项继续进行观测。
创建data中数组原型的逻辑在src/observer/array.js中：


// if (Array.isArray(value)) {
// Object.setPrototypeOf(value, arrayProtoCopy);
// this.observeArray();
// }
const arrayProto = Array.prototype;
export const arrayProtoCopy = Object.create(arrayProto);

const methods = ['push', 'pop', 'unshift', 'shift', 'splice', 'reverse', 'sort'];

methods.forEach(method => {
 arrayProtoCopy[method] = function (...args) {
 const result = arrayProto[method].apply(this, args);
 console.log('change array value');
 // data中的数组会调用这里定义的方法，this指向该数组
 const ob = this.__ob__;
 let inserted;
 switch (method) {
 case 'push':
 case 'unshift':
 inserted = args;
 break;
 case 'splice': // splice(index,deleteCount,item1,item2)
 inserted = args.slice(2);
 break;
 }
 if (inserted) {ob.observeArray(inserted);}
 return result;
 };
});




通过Object.create方法，可以创建一个原型为Array.prototype的新对象arrayProtoCopy。修改原数组的7个方法会设置为新对象的私有属性，并且在执行时会调用arrayProto 上对应的方法。
在这样处理之后，便可以在arrayProto中的方法执行前后添加自己的逻辑，而除了这7个方法外的其它方法，会根据原型链，使用arrayProto上的对应方法，并不会有任何额外的处理。
在修改原数组的方法中，添加了如下的额外逻辑：


const ob = this.__ob__;
let inserted;
switch (method) {
 case 'push':
 case 'unshift':
 inserted = args;
 break;
 case 'splice': // splice(index,deleteCount,item1,item2)
 inserted = args.slice(2);
 break;
}
if (inserted) {ob.observeArray(inserted);}



push、unshift、splice会为数组新增元素，对于新增的元素，也要对其进行观测。这里利用到了Observer中为数组添加的__ob__属性，来直接调用ob.observeArray ,对数组中新增的元素继续进行观测。
对于对象，要遍历对象的每一个属性，来为其添加set/get方法。如果对象的属性依旧是对象，会对其进行递归处理


function defineReactive (target, key) {
 let value = target[key];
 // 继续对value进行监听，如果value还是对象的话，会继续new Observer，执行defineProperty来为其设置get/set方法
 // 否则会在observe方法中什么都不做
 observe(value);
 Object.defineProperty(target, key, {
 get () {
 console.log('get value');
 return value;
 },
 set (newValue) {
 if (newValue !== value) {
 // 新加的元素也可能是对象，继续为新加对象的属性设置get/set方法
 observe(newValue);
 // 这样写会新将value指向一个新的值，而不会影响target[key]
 console.log('set value');
 value = newValue;
 }
 }
 });
}

class Observer {
 constructor (value) {
 // some code ...
 if (Array.isArray(value)) {
 // some code ...
 } else {
 this.walk();
 }
 }

 walk () {
 for (const key in this.value) {
 if (this.value.hasOwnProperty(key)) {
 defineReactive(this.value, key);
 }
 }
 }

 // some code ... 
}




数据观测存在的问题


检测变化的注意事项
我们先创建一个简单的例子：


const mv = new Vue({
 data () {
 return {
 arr: [1, 2, 3],
 person: {
 name: 'zs',
 age: 20
 }
 }
 }
})



对于对象，我们只是拦截了它的取值和赋值操作，添加值和删除值并不会进行拦截：


vm.person.school = '北大'
delete vm.person.age



而对于数组，用索引修改值以及修改数组长度不会被观测到：


vm.arr[0] = 0
vm.arr.length--



为了能处理上述的情况，Vue为用户提供了$set和$delete方法：

  $set: 为响应式对象添加一个属性，确保新属性也是响应式的，因此会触发视图更新
  $delete: 删除对象上的一个属性。如果对象是响应式的，确保删除触发视图更新。

  

结语


通过实现Vue的数据劫持，将会对Vue的数据初始化和响应式有更深的认识。
在工作中，我们可能总是会疑惑，为什么我更新了值，但是页面没有发生变化？现在我们可以从源码的角度进行理解，从而更清楚的知道代码中存在的问题以及如何解决和避免这些问题。
代码的目录结构是参考了源码的，所以看完文章的小伙伴，也可以从源码中找出对应的代码进行阅读，相信你会有不一样的理解！

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2024年11月15日

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