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1. 如何實現(xiàn)一個響應(yīng)式對象
最近在看 Vue 的源碼，其中最核心基礎(chǔ)的一塊就是 Observer/Watcher/Dep, 簡而言之就是，Vue 是如何攔截數(shù)據(jù)的讀寫， 如果實現(xiàn)對應(yīng)的監(jiān)聽，并且特定的監(jiān)聽執(zhí)行特定的回調(diào)或者渲染邏輯的。總的可以拆成三大塊來說。這一塊，主要說的是 Vue 是如何將一個 plain object 給處理成 reactive object 的，也就是，Vue 是如何攔截攔截對象的 get/set 的

我們知道，用 Object.defineProperty 攔截數(shù)據(jù)的 get/set 是 vue 的核心邏輯之一。這里我們先考慮一個最簡單的情況 一個 plain obj 的數(shù)據(jù)，經(jīng)過你的程序之后，使得這個 obj 變成 Reactive Obj (不考慮數(shù)組等因素，只考慮最簡單的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，和對象):

如果這個 obj 的某個 key 被 get, 則打印出 get ${key} - ${val} 的信息 
如果這個 obj 的某個 key 被 set, 如果監(jiān)測到這個 key 對應(yīng)的 value 發(fā)生了變化，則打印出 set ${key} - ${val} - ${newVal} 的信息。 
對應(yīng)的簡要代碼如下:

Observer.js

export class Observer {
  constructor(obj) {
    this.obj = obj;
    this.transform(obj);
  }
  // 將 obj 里的所有層級的 key 都用 defineProperty 重新定義一遍, 使之 reactive 
  transform(obj) {
    const _this = this;
    for (let key in obj) {
      const value = obj[key];
      makeItReactive(obj, key, value);
    }
  }
}
function makeItReactive(obj, key, val) {
  // 如果某個 key 對應(yīng)的 val 是 object, 則重新迭代該 val, 使之 reactive 
  if (isObject(val)) {
    const childObj = val;
    new Observer(childObj);
  }
  // 如果某個 key 對應(yīng)的 val 不是 Object, 而是基礎(chǔ)類型，我們則對這個 key 進行 defineProperty 定義 
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: () => {
      console.info(`get ${key}-${val}`)
      return val;
    },
    set: (newVal) => {
      // 如果 newVal 和 val 相等，則不做任何操作(不執(zhí)行渲染邏輯)
      if (newVal === val) {
        return;
      }
      // 如果 newVal 和 val 不相等，且因為 newVal 為 Object, 所以先用 Observer迭代 newVal, 使之 reactive, 再用 newVal 替換掉 val, 再執(zhí)行對應(yīng)操作(渲染邏輯)
      else if (isObject(newVal)) {
        console.info(`set ${key} - ${val} - ${newVal} - newVal is Object`);
        new Observer(newVal);
        val = newVal;
      }
      // 如果 newVal 和 val 不相等，且因為 newVal 為基礎(chǔ)類型, 所以用 newVal 替換掉 val, 再執(zhí)行對應(yīng)操作(渲染邏輯)
      else if (!isObject(newVal)) {
        console.info(`set ${key} - ${val} - ${newVal} - newVal is Basic Value`);
        val = newVal;
      }
    }
  })
}

function isObject(data) {
  if (typeof data === 'object' && data != 'null') {
    return true;
  }
  return false;
}

index.js

import { Observer } from './source/Observer.js';
// 聲明一個 obj,為 plain Object
const obj = {
  a: {
    aa: 1
  },
  b: 2,
}
// 將 obj 整體 reactive 化
new Observer(obj);
// 無輸出
obj.b = 2;
// set b - 2 - 3 - newVal is Basic Value
obj.b = 3;
// set b - 3 - [object Object] - newVal is Object
obj.b = {
  bb: 4
}
// get b-[object Object]
obj.b;
// get a-[object Object]
obj.a;
// get aa-1
obj.a.aa
// set aa - 1 - 3 - newVal is Basic Value
obj.a.aa = 3

這樣，我們就完成了 Vue 的第一個核心邏輯， 成功把一個任意層級的 plain object 轉(zhuǎn)化成 reactive object

2. 如何實現(xiàn)一個 watcher
前面講的是如何將 plain object 轉(zhuǎn)換成 reactive object. 接下來講一下，如何實現(xiàn)一個watcher.

實現(xiàn)的偽代碼應(yīng)如下:

偽代碼

// 傳入 data 參數(shù)新建新建一個 vue 對象
const v = new Vue({
    data: {
        a:1,
        b:2,
    }
});
// watch data 里面某個 a 節(jié)點的變動了，如果變動，則執(zhí)行 cb
v.$watch('a',function(){
    console.info('the value of a has been changed !');
});

//  watch data 里面某個 b 節(jié)點的變動了，如果變動，則執(zhí)行 cb
v.$watch('b',function(){
    console.info('the value of b has been changed !');
})

Vue.js

// 引入將上面中實現(xiàn)的 Observer
import { Observer } from './Observer.js';
import { Watcher } from './Watcher.js';

export default class Vue {
  constructor(options) {
    // 在 this 上掛載一個公有變量 $options ,用來暫存所有參數(shù)
    this.$options = options
    // 聲明一個私有變量 _data ,用來暫存 data
    let data = this._data = this.$options.data
    // 在 this 上掛載所有 data 里的 key 值， 這些 key 值對應(yīng)的 get/set 都被代理到 this._data 上對應(yīng)的同名 key 值
    Object.keys(data).forEach(key => this._proxy(key));
    // 將 this._data 進行 reactive 化
    new Observer(data, this)
  }
  // 對外暴露 $watch 的公有方法，可以對某個 this._data 里的 key 值創(chuàng)建一個 watcher 實例
  $watch(expOrFn, cb) {
    // 注意，每一個 watcher 的實例化都依賴于 Vue 的實例化對象, 即 this
    new Watcher(this, expOrFn, cb)
  }
  //  將 this.keyName 的某個 key 值的 get/set 代理到  this._data.keyName 的具體實現(xiàn)
  _proxy(key) {
    var self = this
    Object.defineProperty(self, key, {
      configurable: true,
      enumerable: true,
      get: function proxyGetter() {
        return self._data[key]
      },
      set: function proxySetter(val) {
        self._data[key] = val
      }
    })
  }
}

Watch.js

// 引入Dep.js, 是什么我們待會再說
import { Dep } from './Dep.js';

export class Watcher {
  constructor(vm, expOrFn, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.expOrFn = expOrFn;
    // 初始化 watcher 時, vm._data[this.expOrFn] 對應(yīng)的 val
    this.value = this.get();
  }
  // 用于獲取當(dāng)前 vm._data 對應(yīng)的 key = expOrFn 對應(yīng)的 val 值
  get() {
    Dep.target = this;
    const value = this.vm._data[this.expOrFn];
    Dep.target = null;
    return value;
  }
  // 每次 vm._data 里對應(yīng)的 expOrFn, 即 key 的 setter 被觸發(fā)，都會調(diào)用 watcher 里對應(yīng)的 update方法
  update() {
    this.run();
  }
  run() {
    // 這個 value 是 key 被 setter 調(diào)用之后的 newVal, 然后比較 this.value 和 newVal, 如果不相等，則替換 this.value 為 newVal, 并執(zhí)行傳入的cb.
    const value = this.get();
    if (value !== this.value) {
      this.value = value;
      this.cb.call(this.vm);
    }
  }
}

對于什么是 Dep, 和 Watcher 里的 update() 方法到底是在哪個時候被誰調(diào)用的，后面會說

3. 如何收集 watcher 的依賴
前面我們講了 watcher 的大致實現(xiàn)，以及 Vue 代理 data 到 this 上的原理。現(xiàn)在我們就來梳理一下，Observer/Watcher 之間的關(guān)系，來說明它們是如何調(diào)用的.

首先, 我們要來理解一下 watcher 實例的概念。實際上 Vue 的 v-model, v-bind , {{ mustache }}, computed, watcher 等等本質(zhì)上是分別對 data 里的某個 key 節(jié)點聲明了一個 watcher 實例.

<input v-model="abc">
<span>{{ abc }}</span>
<p :data-key="abc"></p>
...

const v = new Vue({
    data:{
        abc: 111,
    }
    computed:{
        cbd:function(){
            return `${this.abc} after computed`;
        }
    watch:{
        abc:function(val){
            console.info(`${val} after watch`)
        }
     }  
    }
})

這里，Vue 一共聲明了 4 個 watcher 實例來監(jiān)聽abc, 1個 watcher 實例來監(jiān)聽 cbd. 如果 abc 的值被更改，那么 4 個 abc - watcher 的實例會執(zhí)行自身對應(yīng)的特定回調(diào)(比如重新渲染dom,或者是打印信息等等)

不過，Vue 是如何知道，某個 key 對應(yīng)了多少個 watcher, 而 key 對應(yīng)的 value 發(fā)生變化后，又是如何通知到這些 watcher 來執(zhí)行對應(yīng)的不同的回調(diào)的呢？

實際上更深層次的邏輯是:

在 Observer階段，會為每個 key 都創(chuàng)建一個 dep 實例。并且，如果該 key 被某個 watcher 實例 get, 把該 watcher 實例加入 dep 實例的隊列里。如果該 key 被 set, 則通知該 key 對應(yīng)的 dep 實例， 然后 dep 實例會將依次通知隊列里的 watcher 實例, 讓它們?nèi)?zhí)行自身的回調(diào)方法

dep 實例是收集該 key 所有 watcher 實例的地方.

watcher 實例用來監(jiān)聽某個 key ，如果該 key 產(chǎn)生變化，便會執(zhí)行 watcher 實例自身的回調(diào) 


相關(guān)代碼如下:

Dep.js

export class Dep {
  constructor() {
    this.subs = [];
  }
  // 將 watcher 實例置入隊列
  addSub(sub) {
    this.subs.push(sub);
  }
  // 通知隊列里的所有 watcher 實例，告知該 key 的 對應(yīng)的 val 被改變
  notify() {
    this.subs.forEach((sub, index, arr) => sub.update());
  }
}

// Dep 類的的某個靜態(tài)屬性，用于指向某個特定的 watcher 實例.
Dep.target = null
observer.js

import {Dep} from './dep'
function makeItReactive(obj, key, val) {
 var dep = new Dep()
Object.defineProperty(obj, key, {
  enumerable: true,
  configurable: true,
  get: () => {
    // 收集依賴！ 如果該 key 被某個 watcher 實例依賴，則將該 watcher 實例置入該 key 對應(yīng)的 dep 實例里
    if(Dep.target){
      dep.addSub(Dep.target)
    }
    return val
  },
  set: (newVal) => {
    if (newVal === val) {
      return;
    }
    else if (isObject(newVal)) {
      new Observer(newVal);
      val = newVal;
    // 通知 dep 實例, 該 key 被 set，讓 dep 實例向所有收集到的該 key 的 watcher 實例發(fā)送通知
    dep.notify()
    }
    else if (!isObject(newVal)) {
      val = newVal;
    // 通知 dep 實例, 該 key 被 set，讓 dep 實例向所有收集到的該 key 的 watcher 發(fā)送通知
    dep.notify()
    }
  }
})
     }    

watcher.js

import { Dep } from './Dep.js';

export class Watcher {
  constructor(vm, expOrFn, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.expOrFn = expOrFn;
    this.value = this.get();
  }
  get() {
    // 在實例化某個 watcher 的時候，會將Dep類的靜態(tài)屬性 Dep.target 指向這個 watcher 實例
    Dep.target = this;
    // 在這一步 this.vm._data[this.expOrFn] 調(diào)用了 data 里某個 key 的 getter, 然后 getter 判斷類的靜態(tài)屬性 Dep.target 不為null, 而為 watcher 的實例， 從而把這個 watcher 實例添加到 這個 key 對應(yīng)的 dep 實例里。 巧妙！
    const value = this.vm._data[this.expOrFn];
    // 重置類屬性 Dep.target 
    Dep.target = null;
    return value;
  }

  // 如果 data 里的某個 key 的 setter 被調(diào)用，則 key 會通知到 該 key 對應(yīng)的 dep 實例, 該Dep實例， 該 dep 實例會調(diào)用所有 依賴于該 key 的 watcher 實例的 update 方法。
  update() {
    this.run();
  }
  run() {
    const value = this.get();
    if (value !== this.value) {
    this.value = value;
    // 執(zhí)行 cb 回調(diào)
    this.cb.call(this.vm);
    }
  }
}

總結(jié)：
至此， Watcher, Observer , Dep 的關(guān)系全都梳理完成。而這些也是 Vue 實現(xiàn)的核心邏輯之一。再來簡單總結(jié)一下三者的關(guān)系，其實是一個簡單的 觀察-訂閱 的設(shè)計模式, 簡單來說就是， 觀察者觀察數(shù)據(jù)狀態(tài)變化, 一旦數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則會通知對應(yīng)的訂閱者，讓訂閱者執(zhí)行對應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯 。我們熟知的事件機制，就是一種典型的觀察-訂閱的模式

Observer, 觀察者，用來觀察數(shù)據(jù)源變化. 
Dep, 觀察者和訂閱者是典型的 一對多 的關(guān)系,所以這里設(shè)計了一個依賴中心,來管理某個觀察者和所有這個觀察者對應(yīng)的訂閱者的關(guān)系, 消息調(diào)度和依賴管理都靠它。 
Watcher, 訂閱者，當(dāng)某個觀察者觀察到數(shù)據(jù)發(fā)生變化的時候，這個變化經(jīng)過消息調(diào)度中心，最終會傳遞到所有該觀察者對應(yīng)的訂閱者身上，然后這些訂閱者分別執(zhí)行自身的業(yè)務(wù)回調(diào)即可 
參考 
Vue源碼解讀-滴滴FED 
代碼參考
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