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vue中的computed 和 vm.$data 原理解析

使用vuex中store中的数据,基本上离不开vue中一个常用的属性computed。

官方一个最简单的例子如下

var vm = new Vue({
? el: '#example',
? data: {
? ? message: 'Hello'
? },
? computed: {
? ? // 计算属性的 getter
? ? reversedMessage: function () {
? ? ? // `this` 指向 vm 实例
? ? ? return this.message.split('').reverse().join()
? ? }
? }
})

不知大家有没有思考过,vue的computed是如何更新的,为什么当vm.message发生变化时,vm.reversedMessage也会自动发生变化?

我们来看看vue中data属性和computed相关的源代码。

// src/core/instance/state.js
// 初始化组件的state
export function initState (vm: Component) {
? vm._watchers = []
? const opts = vm.$options
? if (opts.props) initProps(vm, opts.props)
? if (opts.methods) initMethods(vm, opts.methods)
? // 当组件存在data属性
? if (opts.data) {
? ? initData(vm)
? } else {
? ? observe(vm._data = {}, true /* asRootData */)
? }
? // 当组件存在 computed属性
? if (opts.computed) initComputed(vm, opts.computed)
? if (opts.watch && opts.watch !== nativeWatch) {
? ? initWatch(vm, opts.watch)
? }
}

initState方法当组件实例化时会自动触发,该方法主要完成了初始化data,methods,props,computed,watch这些我们常用的属性,我们来看看我们需要关注的initData和initComputed(为了节省时间,去除了不太相关的代码)

先看看 initData 这条线

// src/core/instance/state.js
function initData (vm: Component) {
? let data = vm.$options.data
? data = vm._data = typeof data === 'function'
? ? ? getData(data, vm)
? ? : data || {}
? // .....省略无关代码
??
? // 将vue的data传入observe方法
? observe(data, true /* asRootData */)
}
// src/core/observer/index.js
export function observe (value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void {
? if (!isObject(value)) {
? ? return
? }
? let ob: Observer | void
? // ...省略无关代码
? ob = new Observer(value)
? if (asRootData && ob) {
? ? ob.vmCount++
? }
? return ob
}

在初始化的时候observe方法本质上是实例化了一个Observer对象,这个对象的类是这样的

// src/core/observer/index.js
export class Observer {
? value: any;
? dep: Dep;
? vmCount: number; // number of vms that has this object as root $data
? constructor (value: any) {
? ? this.value = value
? ? // 关键代码 new Dep对象
? ? this.dep = new Dep()
? ? this.vmCount = 0
? ? def(value, '__ob__', this)
? ? // ...省略无关代码
? ? this.walk(value)
? }
? walk (obj: Object) {
? ? const keys = Object.keys(obj)
? ? for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
? ? ? // 给data的所有属性调用defineReactive
? ? ? defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]])
? ? }
? }
}

在对象的构造函数中,最后调用了walk方法,该方法即遍历data中的所有属性,并调用defineReactive方法,defineReactive方法是vue实现 MDV(Model-Driven-View)的基础,本质上就是代理了数据的set,get方法,当数据修改或获取的时候,能够感知(当然vue还要考虑数组,Object中嵌套Object等各种情况,本文不在分析)。

我们具体看看defineReactive的源代码

// src/core/observer/index.js
export function defineReactive (
? obj: Object,
? key: string,
? val: any,
? customSetter?: ?Function,
? shallow?: boolean
) {
? // 重点,在给具体属性调用该方法时,都会为该属性生成唯一的dep对象
? const dep = new Dep()
? // 获取该属性的描述对象
? // 该方法会返回对象中某个属性的具体描述
? // api地址https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Object/getOwnPropertyDescriptor
? const property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key)
? // 如果该描述不能被更改,直接返回,因为不能更改,那么就无法代理set和get方法,无法做到响应式
? if (property && property.configurable === false) {
? ? return
? }
? // cater for pre-defined getter/setters
? const getter = property && property.get
? const setter = property && property.set
? let childOb = !shallow && observe(val)
? // 重新定义data当中的属性,对get和set进行代理。
? Object.defineProperty(obj, key, {
? ? enumerable: true,
? ? configurable: true,
? ? get: function reactiveGetter () {
? ? ? const value = getter ? getter.call(obj) : val
? ? ? // 收集依赖, reversedMessage为什么会跟着message变化的原因
? ? ? if (Dep.target) {
? ? ? ? dep.depend()
? ? ? ? if (childOb) {
? ? ? ? ? childOb.dep.depend()
? ? ? ? }
? ? ? ? if (Array.isArray(value)) {
? ? ? ? ? dependArray(value)
? ? ? ? }
? ? ? }
? ? ? return value
? ? },
? ? set: function reactiveSetter (newVal) {
? ? ? const value = getter ? getter.call(obj) : val
? ? ? /* eslint-disable no-self-compare */
? ? ? if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
? ? ? ? return
? ? ? }
? ? ? if (setter) {
? ? ? ? setter.call(obj, newVal)
? ? ? } else {
? ? ? ? val = newVal
? ? ? }
? ? ? childOb = !shallow && observe(newVal)
? ? ? // 通知依赖进行更新
? ? ? dep.notify()
? ? }
? })
}

我们可以看到,在所代理的属性的get方法中,当dep.Target存在的时候会调用dep.depend()方法,这个方法非常的简单,不过在说这个方法之前,我们要认识一个新的类Dep

Dep 是 vue 实现的一个处理依赖关系的对象,

主要起到一个纽带的作用,就是连接 reactive data 与 watcher,代码非常的简单

// src/core/observer/dep.js
export default class Dep {
? static target: ?Watcher;
? id: number;
? subs: Array<Watcher>;
? constructor () {
? ? this.id = uid++
? ? this.subs = []
? }
? addSub (sub: Watcher) {
? ? this.subs.push(sub)
? }
? removeSub (sub: Watcher) {
? ? remove(this.subs, sub)
? }
? depend () {
? ? if (Dep.target) {
? ? ? Dep.target.addDep(this)
? ? }
? }
? notify () {
? ? const subs = this.subs.slice()
? ? for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
? ? ? // 更新 watcher 的值,与 watcher.evaluate() 类似,
? ? ? // 但 update 是给依赖变化时使用的,包含对 watch 的处理
? ? ? subs[i].update()
? ? }
? }
}
// 当首次计算 computed 属性的值时,Dep 将会在计算期间对依赖进行收集
Dep.target = null
const targetStack = []
export function pushTarget (_target: Watcher) {
? // 在一次依赖收集期间,如果有其他依赖收集任务开始(比如:当前 computed 计算属性嵌套其他 computed 计算属性),
? // 那么将会把当前 target 暂存到 targetStack,先进行其他 target 的依赖收集,
? if (Dep.target) targetStack.push(Dep.target)
? Dep.target = _target
}
export function popTarget () {
? // 当嵌套的依赖收集任务完成后,将 target 恢复为上一层的 Watcher,并继续做依赖收集
? Dep.target = targetStack.pop()
}

代码非常的简单,回到调用dep.depend()方法的时候,当Dep.Target存在,就会调用,而depend方法则是将该dep加入watcher的newDeps中,同时,将所访问当前属性的dep对象中的subs插入当前Dep.target的watcher.看起来有点绕,不过没关系,我们一会跟着例子讲解一下就清楚了。

讲完了代理的get,方法,我们讲一下代理的set方法,set方法的最后调用了dep.notify(),当设置data中具体属性值的时候,就会调用该属性下面的dep.notify()方法,通过class Dep了解到,notify方法即将加入该dep的watcher全部更新,也就是说,当你修改data中某个属性值时,会同时调用dep.notify()来更新依赖该值的所有watcher。

介绍完了initData这条线,我们继续来介绍initComputed这条线,这条线主要解决了什么时候去设置Dep.target的问题(如果没有设置该值,就不会调用dep.depend(), 即无法获取依赖)。

// src/core/instance/state.js
const computedWatcherOptions = { lazy: true }
function initComputed (vm: Component, computed: Object) {
? // 初始化watchers列表
? const watchers = vm._computedWatchers = Object.create(null)
? const isSSR = isServerRendering()
? for (const key in computed) {
? ? const userDef = computed[key]
? ? const getter = typeof userDef === 'function' ? userDef : userDef.get
? ? if (!isSSR) {
? ? ? // 关注点1,给所有属性生成自己的watcher, 可以在this._computedWatchers下看到
? ? ? watchers[key] = new Watcher(
? ? ? ? vm,
? ? ? ? getter || noop,
? ? ? ? noop,
? ? ? ? computedWatcherOptions
? ? ? )
? ? }
? ? if (!(key in vm)) {
? ? ? // 关注点2
? ? ? defineComputed(vm, key, userDef)
? ? }
? }
}

在初始化computed时,有2个地方需要去关注

对每一个属性都生成了一个属于自己的Watcher实例,并将 { lazy: true }作为options传入 对每一个属性调用了defineComputed方法(本质和data一样,代理了自己的set和get方法,我们重点关注代理的get方法)

我们看看Watcher的构造函数

// src/core/observer/watcher.js
constructor (
? ? vm: Component,
? ? expOrFn: string | Function,
? ? cb: Function,
? ? options?: Object
? ) {
? ? this.vm = vm
? ? vm._watchers.push(this)
? ? if (options) {
? ? ? this.deep = !!options.deep
? ? ? this.user = !!options.user
? ? ? this.lazy = !!options.lazy
? ? ? this.sync = !!options.sync
? ? } else {
? ? ? this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false
? ? }
? ? this.cb = cb
? ? this.id = ++uid // uid for batching
? ? this.active = true
? ? this.dirty = this.lazy // 如果初始化lazy=true时(暗示是computed属性),那么dirty也是true,需要等待更新
? ? this.deps = []
? ? this.newDeps = []
? ? this.depIds = new Set()
? ? this.newDepIds = new Set()
? ? this.getter = expOrFn // 在computed实例化时,将具体的属性值放入this.getter中
? ? // 省略不相关的代码
? ? this.value = this.lazy
? ? ? ? undefined
? ? ? : this.get()
? }

除了日常的初始化外,还有2行重要的代码

this.dirty = this.lazy
this.getter = expOrFn

在computed生成的watcher,会将watcher的lazy设置为true,以减少计算量。

因此,实例化时,this.dirty也是true,标明数据需要更新操作。

我们先记住现在computed中初始化对各个属性生成的watcher的dirty和lazy都设置为了true。

同时,将computed传入的属性值(一般为funtion),放入watcher的getter中保存起来。

我们在来看看第二个关注点defineComputed所代理属性的get方法是什么

// src/core/instance/state.js
function createComputedGetter (key) {
? return function computedGetter () {
? ? const watcher = this._computedWatchers && this._computedWatchers[key]
? ? // 如果找到了该属性的watcher
? ? if (watcher) {
? ? ? // 和上文对应,初始化时,该dirty为true,也就是说,当第一次访问computed中的属性的时候,会调用 watcher.evaluate()方法;
? ? ? if (watcher.dirty) {
? ? ? ? watcher.evaluate()
? ? ? }
? ? ? if (Dep.target) {
? ? ? ? watcher.depend()
? ? ? }
? ? ? return watcher.value
? ? }
? }
}

当第一次访问computed中的值时,会因为初始化watcher.dirty = watcher.lazy的原因,从而调用evalute()方法,evalute()方法很简单,就是调用了watcher实例中的get方法以及设置dirty = false,我们将这两个方法放在一起

// src/core/instance/state.js
evaluate () {
? this.value = this.get()
? this.dirty = false
}
??
get () { ?
// 重点1,将当前watcher放入Dep.target对象
? pushTarget(this)
? let value
? const vm = this.vm
? try {
? ? // 重点2,当调用用户传入的方法时,会触发什么?
? ? value = this.getter.call(vm, vm)
? } catch (e) {
? } finally {
? ? popTarget()
? ? // 去除不相关代码
? }
? return value
}

在get方法中中,第一行就调用了pushTarget方法,其作用就是将Dep.target设置为所传入的watcher,即所访问的computed中属性的watcher,

然后调用了value = this.getter.call(vm, vm)方法,想一想,调用这个方法会发生什么?

this.getter 在Watcher构建函数中提到,本质就是用户传入的方法,也就是说,this.getter.call(vm, vm)就会调用用户自己声明的方法,那么如果方法里面用到了 this.data中的值或者其他被用defineReactive包装过的对象,那么,访问this.data.或者其他被defineReactive包装过的属性,是不是就会访问被代理的该属性的get方法。我们在回头看看

get方法是什么样子的。

注意:我讲了其他被用defineReactive,这个和后面的vuex有关系,我们后面在提

get: function reactiveGetter () {
? ? ? const value = getter ? getter.call(obj) : val
? ? ? // 这个时候,有值了
? ? ? if (Dep.target) {
? ? ? ? // computed的watcher依赖了this.data的dep
? ? ? ? dep.depend()
? ? ? ? if (childOb) {
? ? ? ? ? childOb.dep.depend()
? ? ? ? }
? ? ? ? if (Array.isArray(value)) {
? ? ? ? ? dependArray(value)
? ? ? ? }
? ? ? }
? ? ? return value
? ? }

代码注释已经写明了,就不在解释了,这个时候我们走完了一个依赖收集流程,知道了computed是如何知道依赖了谁。最后根据this.data所代理的set方法中调用的notify,就可以改变this.data的值,去更新所有依赖this.data值的computed属性value了。

那么,我们根据下面的代码,来简易拆解获取依赖并更新的过程

var vm = new Vue({
? el: '#example',
? data: {
? ? message: 'Hello'
? },
? computed: {
? ? // 计算属性的 getter
? ? reversedMessage: function () {
? ? ? // `this` 指向 vm 实例
? ? ? return this.message.split('').reverse().join()
? ? }
? }
})
vm.reversedMessage // => ?olleH
vm.message = 'World' //?
vm.reversedMessage // => ?dlroW

初始化 data和computed,分别代理其set以及get方法, 对data中的所有属性生成唯一的dep实例。

对computed中的reversedMessage生成唯一watcher,并保存在vm._computedWatchers中 访问 reversedMessage,设置Dep.target指向reversedMessage的watcher,调用该属性具体方法reversedMessage。

方法中访问this.message,即会调用this.message代理的get方法,将this.message的dep加入reversedMessage的watcher,同时该dep中的subs添加这个watcher

设置vm.message = 'World',调用message代理的set方法触发dep的notify方法’

因为是computed属性,只是将watcher中的dirty设置为true

最后一步vm.reversedMessage,访问其get方法时,得知reversedMessage的watcher.dirty为true,调用watcher.evaluate()方法获取新的值。

这样,也可以解释了为什么有些时候当computed没有被访问(或者没有被模板依赖),当修改了this.data值后,通过vue-tools发现其computed中的值没有变化的原因,因为没有触发到其get方法。

现在在回头看 vuex的使用会有一种豁然开朗的感觉 回看vuex 的设计思路

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。

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