vue 快速入门 系列 —— 侦测数据的变化 - [vue 源码分析]

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侦测数据的变化 - [vue 源码分析]

本文将 vue 中与数据侦测相关的源码摘了出来，配合上文（侦测数据的变化 - [基本实现]） 一起来分析一下 vue 是如何实现数据侦测的。

Tip: 以下代码出自 vue.esm.js，版本为 v2.5.20。无关代码有一些删减。中文注释都是笔者添加。

  /**
   * Define a property.
   * 定义属性的方法
   */
  function def (obj, key, val, enumerable) {
    Object.defineProperty(obj, key, {
      value: val,
      enumerable: !!enumerable,
      writable: true,
      configurable: true
    });
  }
  
  /**
   * Parse simple path.
   * 解析简单路径。比如 vm.$watch('a.b.c', function(){})
   */
  var bailRE = /[^\w.$]/;
  function parsePath (path) {
    if (bailRE.test(path)) {
      return
    }
    var segments = path.split('.');
    return function (obj) {
      // 例如 a.b.c
      for (var i = 0; i < segments.length; i++) {
        if (!obj) { return }
        // 最后读取到 c
        obj = obj[segments[i]];
      }
      return obj
    }
  }
  /**
   * A dep is an observable that can have multiple
   * directives subscribing to it.
   * 依赖。对我们的依赖列表 dependList 进行了封装，这里提取出来了一个类，用于存储依赖（Watcher）。
   */
  var Dep = function Dep () {
    this.id = uid++;
    // subs 也就是我们的依赖列表 dependList
    this.subs = [];
  };

  Dep.prototype.addSub = function addSub (sub) {
    this.subs.push(sub);
  };

  Dep.prototype.removeSub = function removeSub (sub) {
    remove(this.subs, sub);
  };
  // 收集依赖
  Dep.prototype.depend = function depend () {
    // Dep.target 也就是我们的全局变量（globalData），指向 Watcher。
    if (Dep.target) {
      // 收集依赖 Watcher
      Dep.target.addDep(this);
    }
  };
  // 通知依赖
  Dep.prototype.notify = function notify () {
    // stabilize the subscriber list first
    var subs = this.subs.slice();
    for (var i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
      subs[i].update();
    }
  };

  // the current target watcher being evaluated.
  // this is globally unique because there could be only one
  // watcher being evaluated at any time.
  // 类似我们的全局变量（globalData ），用于存储 Watcher
  Dep.target = null;
  var targetStack = [];

  function pushTarget (target) {
    targetStack.push(target);
    Dep.target = target;
  }

  function popTarget () {
    targetStack.pop();
    Dep.target = targetStack[targetStack.length - 1];
  }

  /*
   * not type checking this file because flow doesn't play well with
   * dynamically accessing methods on Array prototype
   */
  // 接下来是侦测数组的变化
  // 也就是通过拦截器来实现数组的侦测
  var arrayProto = Array.prototype;
  // arrayMethods就是拦截器
  var arrayMethods = Object.create(arrayProto);
  // 能改变数组的7个方法
  var methodsToPatch = [
    'push',
    'pop',
    'shift',
    'unshift',
    'splice',
    'sort',
    'reverse'
  ];

  /**
   * Intercept mutating methods and emit events
   * 给拦截器（arrayMethods）定义以上7个方法
   */
  methodsToPatch.forEach(function (method) {
    // cache original method
    // 数组的原始方法
    var original = arrayProto[method];
    def(arrayMethods, method, function mutator () {
      var args = [], len = arguments.length;
      while ( len-- ) args[ len ] = arguments[ len ];
      // 调用拦截器中的方法，拦截器接着会去调用数组中对应的方法
      var result = original.apply(this, args);
      // 数据变成响应式后，数据上就会挂载 __ob__（Observer 的实例） 属性，里面有数据的依赖
      var ob = this.__ob__;
      // 只有 push、unshift、splice 这三个方法能增加数据，而增加的数据也需要转为响应式
      var inserted;
      switch (method) {
        case 'push':
        case 'unshift':
          inserted = args;
          break
        case 'splice':
          inserted = args.slice(2);
          break
      }
      // 数组增加的数据也需要转为响应式
      if (inserted) { ob.observeArray(inserted); }
      // notify change
      // 通知依赖
      ob.dep.notify();
      return result
    });
  });

  /**
   * Observer class that is attached to each observed
   * object. Once attached, the observer converts the target
   * object's property keys into getter/setters that
   * collect dependencies and dispatch updates.
   * 1. 将数据转为响应式的主入口。
   * 2. 在我们的实现中是通过 defineReactive() 将数据转为响应式，没有递归侦测所有的 key。比如 
   * data = {a: 1, b: {c:1}}，我们只侦测了数据的第一层（data.a、data.b），孩子节点如果是对象，
   * 也需要侦测 data.b.c。
   * 3. 递归侦测调用顺序：Observer -> walk -> defineReactive$$1 -> observe -> Observer
   * 4. 将对象和数组分别处理。
   */
  var Observer = function Observer (value) {            
    this.value = value;
    // 定义依赖，用于存储于数据有关的依赖
    // 比如数据 let data = {a: [11,22]}，某处使用了 data.a。当执行 data.a.push(33) 时，
    // data.a 就应该通知其依赖
    this.dep = new Dep();
    this.vmCount = 0;
    // 将 this 挂载到数据的 __ob__ 属性上。Array 的拦截器就可以通过数据取得 Observer 的 dep，从而通知依赖
    def(value, '__ob__', this);
    if (Array.isArray(value)) {
      // 如果有原型，就通过更改原型的方式将拦截器挂载到数组上，否则就将拦截器中的方法依次拷贝到数组上
      if (hasProto) {
        protoAugment(value, arrayMethods);
      } else {
        copyAugment(value, arrayMethods, arrayKeys);
      }
      // 数组中的每一项也需要转为响应式
      this.observeArray(value);
    } else {
      // 依次遍历对象中每个 key，将其转为响应式
      this.walk(value);
    }
  };

  /**
   * Walk through all properties and convert them into
   * getter/setters. This method should only be called when
   * value type is Object.
   */
  Observer.prototype.walk = function walk (obj) {
    var keys = Object.keys(obj);
    for (var i = 0; i < keys.length; i++) {
      // 通过 Object.defineProperty() 侦测对象
      defineReactive$$1(obj, keys[i]);
    }
  };

  /**
   * Observe a list of Array items.
   */
  Observer.prototype.observeArray = function observeArray (items) {
    for (var i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
      observe(items[i]);
    }
  };

  /**
   * Augment a target Object or Array by intercepting
   * the prototype chain using __proto__
   * 通过更改原型来挂载拦截器，实现数组的侦测。
   */
  function protoAugment (target, src) {
    // 作用与 setPrototype 相同
    target.__proto__ = src;
  }

  // 将拦截器中的方法拷贝到数组中，实现数组的侦测。
  function copyAugment (target, src, keys) {
    for (var i = 0, l = keys.length; i < l; i++) {
      var key = keys[i];
      def(target, key, src[key]);
    }
  }

  /**
   * Attempt to create an observer instance for a value,
   * returns the new observer if successfully observed,
   * or the existing observer if the value already has one.
   * 观察数据。如果数据不是对象，直接返回；如果已经是响应式，则返回 Observer 的实例；否则将值转为响应式
   */
  function observe (value, asRootData) {
    if (!isObject(value) || value instanceof VNode) {
      return
    }
    var ob;
    if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) {
      ob = value.__ob__;
    } else if (
      shouldObserve &&
      !isServerRendering() &&
      (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) &&
      Object.isExtensible(value) &&
      // 不能是 vue 实例
      !value._isVue
    ) {
      ob = new Observer(value);
    }
    if (asRootData && ob) {
      ob.vmCount++;
    }
    return ob
  }

  /**
   * Define a reactive property on an Object.
   * 侦测数据变化。功能与我们的 defineReactive() 方法类似。
   */
  function defineReactive$$1 (
    obj,
    key,
    val,
    customSetter,
    shallow
  ) {
    // 每个 key 都有一个 Dep 用于存储依赖
    // dep 就是我们的依赖列表
    var dep = new Dep();

    var property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key);
    if (property && property.configurable === false) {
      return
    }

    // cater for pre-defined getter/setters
    var getter = property && property.get;
    var setter = property && property.set;
    if ((!getter || setter) && arguments.length === 2) {
      val = obj[key];
    }
    // 值如果是对象，也需要转为响应式
    var childOb = !shallow && observe(val);
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true,
      configurable: true,
      get: function reactiveGetter () {
        var value = getter ? getter.call(obj) : val;
        // 如果有值
        if (Dep.target) {
          // 收集依赖
          dep.depend();
          // 如果值（childOb）是对象，childOb也需要收集依赖
          if (childOb) {
            // 可能主要针对数组？
            childOb.dep.depend();
            // 数组中数据，如果需要也得收集依赖，因为里面的数据若发生变化，应该通知外界
            if (Array.isArray(value)) {
              dependArray(value);
            }
          }
        }
        return value
      },
      set: function reactiveSetter (newVal) {
        var value = getter ? getter.call(obj) : val;
        /* eslint-disable no-self-compare */
        if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
          return
        }
        /* eslint-enable no-self-compare */
        if (customSetter) {
          customSetter();
        }
        // #7981: for accessor properties without setter
        if (getter && !setter) { return }
        if (setter) {
          setter.call(obj, newVal);
        } else {
          val = newVal;
        }
        // 新的值也需要转为响应式
        childOb = !shallow && observe(newVal);
        // 通知依赖
        dep.notify();
      }
    });
  }

  /**
   * A watcher parses an expression, collects dependencies,
   * and fires callback when the expression value changes.
   * This is used for both the $watch() api and directives.
   * Watcher 相对比较复杂，稍微分析一下
   */
  var Watcher = function Watcher (
    vm,
    expOrFn,
    cb,
    options,
    isRenderWatcher
  ) {
    // vue 实例
    this.vm = vm;
    if (isRenderWatcher) {
      vm._watcher = this;
    }
    vm._watchers.push(this);
    // options
    if (options) {
      this.deep = !!options.deep;
      this.user = !!options.user;
      this.lazy = !!options.lazy;
      this.sync = !!options.sync;
      this.before = options.before;
    } else {
      this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false;
    }
    this.cb = cb;
    this.id = ++uid$1; // uid for batching
    this.active = true;
    this.dirty = this.lazy; // for lazy watchers
    this.deps = [];
    this.newDeps = [];
    this.depIds = new _Set();
    this.newDepIds = new _Set();
    this.expression = expOrFn.toString();
    // parse expression for getter
    // expOrFn 可以是函数，也可以是表达式，例如 a.b.c，统一为 this.getter
    if (typeof expOrFn === 'function') {
      this.getter = expOrFn;
    } else {
      this.getter = parsePath(expOrFn);
      if (!this.getter) {
        this.getter = noop;
        warn(
          "Failed watching path: \"" + expOrFn + "\" " +
          'Watcher only accepts simple dot-delimited paths. ' +
          'For full control, use a function instead.',
          vm
        );
      }
    }
    // 通过 get() 方法读取数据
    this.value = this.lazy
      ? undefined
      : this.get();
  };

  /**
   * Evaluate the getter, and re-collect dependencies.
   * 
   */
  Watcher.prototype.get = function get () {
    // 会将自己赋值给 Dep.target
    pushTarget(this);
    var value;
    var vm = this.vm;
    try {
      // 调用 Watcher 构造函数中分装的 getter() 方法
      // 触发数据的 getter，从而收集依赖（Watcher）
      value = this.getter.call(vm, vm);
    } catch (e) {
      if (this.user) {
        handleError(e, vm, ("getter for watcher \"" + (this.expression) + "\""));
      } else {
        throw e
      }
    } finally {
      // "touch" every property so they are all tracked as
      // dependencies for deep watching
      if (this.deep) {
        traverse(value);
      }
      popTarget();
      this.cleanupDeps();
    }
    return value
  };

  /**
   * Add a dependency to this directive.
   */
  Watcher.prototype.addDep = function addDep (dep) {
    var id = dep.id;
    if (!this.newDepIds.has(id)) {
      this.newDepIds.add(id);
      this.newDeps.push(dep);
      if (!this.depIds.has(id)) {
        dep.addSub(this);
      }
    }
  };

  /**
   * Subscriber interface.
   * Will be called when a dependency changes.
   */
  Watcher.prototype.update = function update () {
    /* istanbul ignore else */
    if (this.lazy) {
      this.dirty = true;
    } else if (this.sync) {
      this.run();
    } else {
      queueWatcher(this);
    }
  };

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