Vue

Vue原理

Posted by Qz on December 22, 2017

“Yeah It’s on. ”

正文

这里存放vue全家桶相关的原理分析

响应式原理

网页链接

现在是时候深入一下了Vue 的一个最明显的特性就是其不太引人注意的响应式系统。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,这样你可以回避一些常见的问题。

如何追踪变化

当你把一个普通的 JavaScript 对象传给 Vue 实例的 data 选项,Vue 将遍历此对象所有的属性,并使用 Object.defineProperty 把这些属性全部转为 getter/setter。Object.defineProperty 是 ES5 中一个无法 shim 的特性,这也就是为什么 Vue 不支持 IE8 以及更低版本浏览器的原因。

用户看不到 getter/setter,但是在内部它们让 Vue 追踪依赖,在属性被访问和修改时通知变化。这里需要注意的问题是浏览器控制台在打印数据对象时 getter/setter 的格式化并不同,所以你可能需要安装 vue-devtools 来获取更加友好的检查接口。

个组件实例都有相应的 watcher 实例对象,它会在组件渲染的过程中把属性记录为依赖,之后当依赖项的 setter 被调用时,会通知 watcher 重新计算,从而致使它关联的组件得以更新。

![enter description here][1]

检测变化的注意事项

受现代 JavaScript 的限制 (以及废弃 Object.observe),Vue 不能检测到对象属性的添加或删除。由于 Vue 会在初始化实例时对属性执行 getter/setter 转化过程,所以属性必须在 data 对象上存在才能让 Vue 转换它,这样才能让它是响应的。例如:

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

// `vm.a` 是响应的

vm.b = 2
// `vm.b` 是非响应的

Vue 不允许在已经创建的实例上动态添加新的根级响应式属性 (root-level reactive property)。然而它可以使用 Vue.set(object, key, value) 方法将响应属性添加到嵌套的对象上:

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

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)

有时你想向已有对象上添加一些属性,例如使用 Object.assign() 或 _.extend() 方法来添加属性。但是,添加到对象上的新属性不会触发更新。在这种情况下可以创建一个新的对象,让它包含原对象的属性和新的属性:

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

声明响应式属性

由于 Vue 不允许动态添加根级响应式属性,所以你必须在初始化实例前声明根级响应式属性,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></div>'
})
// 之后设置 `message`
vm.message = 'Hello!'

如果你在 data 选项中未声明 message,Vue 将警告你渲染函数在试图访问的属性不存在。

异步更新队列

可能你还没有注意到,Vue 异步执行 DOM 更新。只要观察到数据变化,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改变。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 操作上非常重要。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 在内部尝试对异步队列使用原生的 Promise.then 和 MessageChannel,如果执行环境不支持,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,组件会在事件循环队列清空时的下一个“tick”更新。多数情况我们不需要关心这个过程,但是如果你想在 DOM 状态更新后做点什么,这就可能会有些棘手。虽然 Vue.js 通常鼓励开发人员沿着“数据驱动”的方式思考,避免直接接触 DOM,但是有时我们确实要这么做。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立即使用 Vue.nextTick(callback) 。这样回调函数在 DOM 更新完成后就会调用。

<div id="example"></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></span>',
  data: function () {
    return {
      message: '没有更新'
    }
  },
  methods: {
    updateMessage: function () {
      this.message = '更新完成'
      console.log(this.$el.textContent) // => '没有更新'
      this.$nextTick(function () {
        console.log(this.$el.textContent) // => '更新完成'
      })
    }
  }
})

源码

https://mp.weixin.qq.com/s/4ke__PpGpQNPGXbr1MEgAA

更新数据渲染页面

我们是通过new Watcher()来初始化页面的,也就是说这个watcher具有重新渲染页面的功能,因此,我们一旦改数据的时候,就再一次让这个watcher执行刷新页面的功能。这里有必要解释下一个watcher对应一个组件,也就是说你new Vue 机会生成一个wacther,因此有多个组件的时候就会生成多个watcher。

现在,我们给每一个data里的属性生成一个对应的dep。例如:

data:{
  age:18,
  friend:{
    name:"赵丽颖",
    age:12
  }
}

上面中,age,friend,friend.name,friend.age分别对应一个dep。一共四个dep。dep的功能是用来通知上面谈到的watcher执行刷新页面的功能的。

export function defineReactive(data,key,value) {
    // 观察value是不是对象,是的话需要监听它的属性。
    observe(value)
    let dep = new Dep() // 新增代码:一个key对应一个dep
    Object.defineProperty(data,key,{
        get(){
            return value
        },
        set(newValue){
            if (newValue === value) return
            value = newValue
            observe(value)
        }
    })
}

现在有一个问题,就是dep要怎么跟watcher关联起来,我们可以把watcher存储到dep里

let id = 0
class Dep {
    constructor(){
        this.id = id++
        this.subs = []
    }
    addSub(watcher){ //订阅
        this.subs.push(watcher)
    }
}

如代码所示,我们希望执行addSub方法就可以将watcher放到subs里。那什么时候可以执行addSub呢?

我们在执行compile的时候,也就是将dom里的表达式换成data里的值的时候,因为要获得data里的值,因此会触发get。这样,我们就可以在get里执行addSub。而watcher是放在全局作用域的,我们可以直接重全局作用域中拿这个watcher放到传入addSub。

好了,现在的问题就是,怎么把watcher放到全局作用域

let id = 0
class Watcher {
    constructor(vm,exprOrFn,cb = ()=>{},opts){
        this.vm = vm
        this.exprOrFn = exprOrFn
        this.cb = cb
        this.id = id++
        this.deps = []
        this.depsId = new Set()
        if (typeof exprOrFn === 'function'){
            this.getter = exprOrFn
        }
        this.get()  // 创建一个watcher,默认调用此方法
    }
    get(){
        pushTarget(this)
        this.getter()
        popTarget()
    }
}
export default Watcher

可见,是通过pushTarget(this)放到全局作用域,再通过popTarget()将它移除。

要知道,wachter和dep是多对多的关系,dep里要保存对应的watcher,watcher也要保存对应的dep 因此,但我们触发get的时候,希望可以同时让当前的watcher保存当前的dep,也让当前的dep保存当前的wacther

export function defineReactive(data,key,value) {
    // 观察value是不是对象,是的话需要监听它的属性。
    observe(value)
    let dep = new Dep()
    Object.defineProperty(data,key,{
        get(){
            if (Dep.target){
                dep.depend() //让dep保存watcher,也让watcher保存这个dep
            }
            return value
        },
        set(newValue){
            if (newValue === value) return
            value = newValue
            observe(value)

        }
    })
}

让我们看下depend方法怎么实现

let id = 0
class Dep {
    constructor(){
        this.id = id++
        this.subs = []
    }
    addSub(watcher){ //订阅
        this.subs.push(watcher)
    }
    depend(){
        if (Dep.target){
            Dep.target.addDep(this)
        }
    }
}
// 保存当前watcher
let stack = []
export function pushTarget(watcher) {
    Dep.target = watcher
    stack.push(watcher)
}
export function popTarget() {
    stack.pop()
    Dep.target = stack[stack.length - 1]
}

export default Dep

可见depend方法又执行了watcher里的addDep,看一下watcher里的addDep。

import {pushTarget , popTarget} from "./dep"
let id = 0
class Watcher {
    constructor(vm,exprOrFn,cb = ()=>{},opts){
        this.vm = vm
        this.exprOrFn = exprOrFn
        this.cb = cb
        this.id = id++
        this.deps = []
        this.depsId = new Set()
        if (typeof exprOrFn === 'function'){
            this.getter = exprOrFn
        }
        this.get()  // 创建一个watcher,默认调用此方法
    }
    get(){
        pushTarget(this)
        this.getter()
        popTarget()
    }
    update(){
        this.get()
    }
    addDep(dep){
        let id = dep.id
        if(this.depsId.has(id)){
            this.depsId.add(id)
            this.deps.push(dep)
        }
        dep.addSub(this)
    }
}
export default Watcher

如此一来,就让dep和watcher实现了双向绑定。这里代码,你可能会有个疑问,就是为什么是用一个stack数组来保存watcher,这里必须解释下,因为每一个watcher是对应一个组件的,也就是说,当页面中有多个组件的时候,就会有多个watcher,而多个组件的执行是依次执行的,也就是说Dep.target中 只会有 当前被执行的组件所对应的watcher。

批量更新防止重复渲染

每更改一个数据,就会通知watcher重新渲染页面,显然,要是我们在一个组件里更改多个数据,那么就会多次通知wathcer渲染页面,因此这节我们来实现 批量更新,防止重复渲染。

keep-alive

https://juejin.cn/post/6844903837770203144

keep-alive是一个抽象组件:它自身不会渲染一个 DOM 元素,也不会出现在父组件链中;使用keep-alive包裹动态组件时,会缓存不活动的组件实例,而不是销毁它们。

  // src/core/components/keep-alive.js
  render () {
    const slot = this.$slots.default
    const vnode: VNode = getFirstComponentChild(slot) // 找到第一个子组件对象
    const componentOptions: ?VNodeComponentOptions = vnode && vnode.componentOptions
    if (componentOptions) { // 存在组件参数
      // check pattern
      const name: ?string = getComponentName(componentOptions) // 组件名
      const { include, exclude } = this
      if ( // 条件匹配
        // not included
        (include && (!name || !matches(include, name))) ||
        // excluded
        (exclude && name && matches(exclude, name))
      ) {
        return vnode
      }

      const { cache, keys } = this
      const key: ?string = vnode.key == null // 定义组件的缓存key
        // same constructor may get registered as different local components
        // so cid alone is not enough (#3269)
        ? componentOptions.Ctor.cid + (componentOptions.tag ? `::${componentOptions.tag}` : '')
        : vnode.key
      if (cache[key]) { // 已经缓存过该组件
        vnode.componentInstance = cache[key].componentInstance
        // make current key freshest
        remove(keys, key)
        keys.push(key) // 调整key排序
      } else {
        cache[key] = vnode // 缓存组件对象
        keys.push(key)
        // prune oldest entry
        if (this.max && keys.length > parseInt(this.max)) { // 超过缓存数限制,将第一个删除
          pruneCacheEntry(cache, keys[0], keys, this._vnode)
        }
      }

      vnode.data.keepAlive = true // 渲染和执行被包裹组件的钩子函数需要用到
    }
    return vnode || (slot && slot[0])
  }
  • 第一步:获取keep-alive包裹着的第一个子组件对象及其组件名;
  • 第二步:根据设定的黑白名单(如果有)进行条件匹配,决定是否缓存。不匹配,直接返回组件实例(VNode),否则执行第三步;
  • 第三步:根据组件ID和tag生成缓存Key,并在缓存对象中查找是否已缓存过该组件实例。如果存在,直接取出缓存值并更新该keythis.keys中的位置(更新key的位置是实现LRU置换策略的关键),否则执行第四步;
  • 第四步:在this.cache对象中存储该组件实例并保存key值,之后检查缓存的实例数量是否超过max的设置值,超过则根据LRU置换策略删除最近最久未使用的实例(即是下标为0的那个key)。
  • 第五步:最后并且很重要,将该组件实例的keepAlive属性值设置为true

keep-alive组件不会被渲染到页面上

怎么做到的呢?

其实就是通过判断组件实例上的abstract的属性值,如果是true的话,就跳过该实例,该实例也不会出现在父级链上。

只执行一次的钩子

一般的组件,每一次加载都会有完整的生命周期,即生命周期里面对应的钩子函数都会被触发,为什么被keep-alive包裹的组件却不是呢?

被缓存的组件实例会为其设置keepAlive = true

vnode.componentInstancekeepAlive同时为truly值时,不再进入$mount过程,那mounted之前的所有钩子函数(beforeCreatecreatedmounted)都不再执行。

vue-loader

webpack loader for Vue Single-File Components. 用于 Vue 单文件组件的 webpack 加载器。

处理 SFC 中的每个语言块,然后组装成最终模块。

使用 @vue/component-compiler-utils 解析 SFC 为每个语言块生成一个导入

// import the <template> block
import render from 'source.vue?vue&type=template'
// import the <script> block
import script from 'source.vue?vue&type=script'
export * from 'source.vue?vue&type=script'
// import <style> blocks
import 'source.vue?vue&type=style&index=1'

script.render = render
export default script

对相应语言块,增加其他处理规则

import script from 'babel-loader!vue-loader!source.vue?vue&type=script'
import 'source.vue?vue&type=style&index=1&scoped&lang=scss'

处理扩展请求时,再次调用 vue-loader,但这次会明确将其传递给匹配的目标加载器

对于 scoped 等进行处理(VueLoaderPlugin 会注入一个全局的Pitching Loader(src/pitcher.ts),它会拦截Vue的 <template><style>请求并注入必要的加载器)

vue-template-compiler

https://zhuanlan.zhihu.com/p/114239056

该模块可用于将 Vue 2.0 模板预编译为渲染函数(template => ast => render),以避免运行时编译开销和 CSP 限制。大都数场景下,与 vue-loader一起使用,只有在编写具有非常特定需求的构建工具时,才需要单独使用它

可得知,vue-template-compiler 的代码是从 vue 源码中抽离的!接着,我们对比一下 vue-template-compiler 和 vue 关于编译的 API。发现对于 compile 等函数是一致,只是 vue-template-compiler 开放的参数和方法更多。因此,vuevue-template-compiler 的版本必须一致(同一份源码)!