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Vue.js 最显著的功能就是响应式系统，它是一个典型的 MVVM 框架，模型（Model）只是普通的 JavaScript 对象，修改它则视图（View）会自动更新。这种设计让状态管理变得非常简单而直观，不过理解它的原理也很重要，可以避免一些常见问题。下面让我们深挖 Vue.js 响应式系统的细节，来看一看 Vue.js 是如何把模型和视图建立起关联关系的。
如何追踪变化
我们先来看一个简单的例子。代码示例如下：
<div id="main">
<h1>count: {{times}}</h1>
</div>
<script src="vue.js"></script>
<script>
var vm = new Vue({
el: '#main',
data: function () {
return {
times: 1
};
},
created: function () {
var me = this;
setInterval(function () {
me.times++;
}, 1000);
}
});
</script>运行后，我们可以从页面中看到，count 后面的 times 每隔 1s 递增 1，视图一直在更新。在代码中仅仅是通过 setInterval 方法每隔 1s 来修改 vm.times 的值，并没有任何 DOM 操作。那么 Vue.js 是如何实现这个过程的呢？我们可以通过一张图来看一下，如下图所示：
图中的模型（Model）就是 data 方法返回的{times:1}，视图（View）是最终在浏览器中显示的DOM。模型通过Observer、Dep、Watcher、Directive等一系列对象的关联，最终和视图建立起关系。归纳起来，Vue.js在这里主要做了三件事：
- 通过 Observer 对 data 做监听，并且提供了订阅某个数据项变化的能力。
- 把 template 编译成一段 document fragment，然后解析其中的 Directive，得到每一个 Directive 所依赖的数据项和update方法。
- 通过Watcher把上述两部分结合起来，即把Directive中的数据依赖通过Watcher订阅在对应数据的 Observer 的 Dep 上。当数据变化时，就会触发 Observer 的 Dep 上的 notify 方法通知对应的 Watcher 的 update，进而触发 Directive 的 update 方法来更新 DOM 视图，最后达到模型和视图关联起来。
接下来我们就结合 Vue.js 的源码来详细介绍这三个过程。
Observer
首先来看一下 Vue.js 是如何给 data 对象添加 Observer 的。我们知道，Vue 实例创建的过程会有一个生命周期，其中有一个过程就是调用 vm.initData 方法处理 data 选项。initData 方法的源码定义如下：
<!-源码目录：src/instance/internal/state.js-->
Vue.prototype._initData = function () {
var dataFn = this.$options.data
var data = this._data = dataFn ? dataFn() : {}
if (!isPlainObject(data)) {
data = {}
process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
'data functions should return an object.',
this
)
}
var props = this._props
// proxy data on instance
var keys = Object.keys(data)
var i, key
i = keys.length
while (i--) {
key = keys[i]
// there are two scenarios where we can proxy a data key:
// 1. it's not already defined as a prop
// 2. it's provided via a instantiation option AND there are no
// template prop present
if (!props || !hasOwn(props, key)) {
this._proxy(key)
} else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
warn(
'Data field "' + key + '" is already defined ' +
'as a prop. To provide default value for a prop, use the "default" ' +
'prop option; if you want to pass prop values to an instantiation ' +
'call, use the "propsData" option.',
this
)
}
}
// observe data
observe(data, this)
}在 initData 中我们要特别注意 proxy 方法，它的功能就是遍历 data 的 key，把 data 上的属性代理到 vm 实例上。_proxy 方法的源码定义如下：
<!-源码目录：src/instance/internal/state.js-->
Vue.prototype._proxy = function (key) {
if (!isReserved(key)) {
// need to store ref to self here
// because these getter/setters might
// be called by child scopes via
// prototype inheritance.
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
}
})
}
}proxy 方法主要通过 Object.defineProperty 的 getter 和 setter 方法实现了代理。在前面的例子中，我们调用 vm.times 就相当于访问了 vm.data.times。
在 _initData 方法的最后，我们调用了 observe(data, this) 方法来对 data 做监听。observe 方法的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/index.js-->
export function observe (value, vm) {
if (!value || typeof value !== 'object') {
return
}
var ob
if (
hasOwn(value, '__ob__') &&
value.__ob__ instanceof Observer
) {
ob = value.__ob__
} else if (
shouldConvert &&
(isArray(value) || isPlainObject(value)) &&
Object.isExtensible(value) &&
!value._isVue
) {
ob = new Observer(value)
}
if (ob && vm) {
ob.addVm(vm)
}
return ob
}observe 方法首先判断 value 是否已经添加了 ob 属性，它是一个 Observer 对象的实例。如果是就直接用，否则在 value 满足一些条件（数组或对象、可扩展、非 vue 组件等）的情况下创建一个 Observer 对象。接下来我们看一下 Observer 这个类，它的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/index.js-->
export function Observer (value) {
this.value = value
this.dep = new Dep()
def(value, '__ob__', this)
if (isArray(value)) {
var augment = hasProto
? protoAugment
: copyAugment
augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
this.observeArray(value)
} else {
this.walk(value)
}
}Observer 类的构造函数主要做了这么几件事：首先创建了一个 Dep 对象实例（关于 Dep 对象我们稍后作介绍）；然后把自身 this 添加到 value 的 ob 属性上；最后对 value 的类型进行判断，如果是数组则观察数组，否则观察单个元素。其实 observeArray 方法就是对数组进行遍历，递归调用 observe 方法，最终都会调用 walk 方法观察单个元素。接下来我们看一下 walk 方法，它的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/index.js-->
Observer.prototype.walk = function (obj) {
var keys = Object.keys(obj)
for (var i = 0, l = keys.length; i < l; i++) {
this.convert(keys[i], obj[keys[i]])
}
}walk 方法是对 obj 的 key 进行遍历，依次调用 convert 方法，对 obj 的每一个属性进行转换，让它们拥有 getter、setter 方法。只有当 obj 是一个对象时，这个方法才能被调用。接下来我们看一下 convert 方法，它的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/index.js-->
Observer.prototype.convert = function (key, val) {
defineReactive(this.value, key, val)
}convert 方法很简单，它调用了 defineReactive 方法。这里 this.value 就是要观察的 data 对象，key 是 data 对象的某个属性，val 则是这个属性的值。defineReactive 的功能是把要观察的 data 对象的每个属性都赋予 getter 和 setter 方法。这样一旦属性被访问或者更新，我们就可以追踪到这些变化。接下来我们看一下 defineReactive 方法，它的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/index.js-->
export function defineReactive (obj, key, val) {
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
var childOb = observe(val)
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get: function reactiveGetter () {
var value = getter ? getter.call(obj) : val
if (Dep.target) {
dep.depend()
if (childOb) {
childOb.dep.depend()
}
if (isArray(value)) {
for (var e, i = 0, l = value.length; i < l; i++) {
e = value[i]
e && e.__ob__ && e.__ob__.dep.depend()
}
}
}
return value
},
set: function reactiveSetter (newVal) {
var value = getter ? getter.call(obj) : val
if (newVal === value) {
return
}
if (setter) {
setter.call(obj, newVal)
} else {
val = newVal
}
childOb = observe(newVal)
dep.notify()
}
})
}defineReactive 方法最核心的部分就是通过调用 Object.defineProperty 给 data 的每个属性添加 getter 和setter 方法。当 data 的某个属性被访问时，则会调用 getter 方法，判断当 Dep.target 不为空时调用 dep.depend 和 childObj.dep.depend 方法做依赖收集。如果访问的属性是一个数组，则会遍历这个数组收集数组元素的依赖。当改变 data 的属性时，则会调用 setter 方法，这时调用 dep.notify 方法进行通知。这里我们提到了 dep，它是 Dep 对象的实例。接下来我们看一下 Dep 这个类，它的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/dep.js-->
export default function Dep () {
this.id = uid++
this.subs = []
}
// the current target watcher being evaluated.
// this is globally unique because there could be only one
// watcher being evaluated at any time.
Dep.target = nullDep 类是一个简单的观察者模式的实现。它的构造函数非常简单，初始化了 id 和 subs。其中 subs 用来存储所有订阅它的 Watcher，Watcher 的实现稍后我们会介绍。Dep.target 表示当前正在计算的 Watcher，它是全局唯一的，因为在同一时间只能有一个 Watcher 被计算。
前面提到了在 getter 和 setter 方法调用时会分别调用 dep.depend 方法和 dep.notify 方法，接下来依次介绍这两个方法。depend 方法的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/dep.js-->
Dep.prototype.depend = function () {
Dep.target.addDep(this)
}depend 方法很简单，它通过 Dep.target.addDep(this) 方法把当前 Dep 的实例添加到当前正在计算的Watcher 的依赖中。接下来我们看一下 notify 方法，它的源码定义如下：
<!-源码目录：src/observer/dep.js-->
Dep.prototype.notify = function () {
// stablize the subscriber list first
var subs = toArray(this.subs)
for (var i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
subs[i].update()
}
}notify 方法也很简单，它遍历了所有的订阅 Watcher，调用它们的 update 方法。
至此，vm 实例中给 data 对象添加 Observer 的过程就结束了。接下来我们看一下 Vue.js 是如何进行指令解析的。
作者： ustbhuangyi
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来源：慕课网
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