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Vue - 深入响应式原理

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Vue - 深入响应式原理

现在是时候深入一下了!Vue 最独特的特性之一,是其非侵入性的响应式系统。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,这样你可以避开一些常见的问题。在这个章节,我们将研究一下 Vue 响应式系统的底层的细节。

如何追踪变化

当你把一个普通的 JavaScript 对象传入 Vue 实例作为 ​

​data​

​​ 选项,Vue 将遍历此对象所有的 ​

​property​

​​,并使用 ​

​Object.defineProperty​

​​ 把这些 ​

​property​

​​ 全部转为 ​

​getter/setter​

​​。​

​Object.defineProperty​

​​ 是 ES5 中一个无法 ​

​shim​

​​ 的特性,这也就是 Vue 不支持 IE8 以及更低版本浏览器的原因(​

​shim​

​​可以将新的API引入到旧的环境中,而且仅靠旧环境中已有的手段实现。意思就是,​

​Object.defineProperty​

​这个特性是无法使用低级浏览器中的方法来实现的,所以Vue不支持IE8以及更低版本的浏览器)。

这些 ​

​getter/setter​

​​ 对用户来说是不可见的,但是在内部它们让 Vue 能够追踪依赖,在 ​

​property​

​​ 被访问和修改时通知变更。这里需要注意的是不同浏览器在控制台打印数据对象时对 ​

​getter/setter​

​​ 的格式化并不同,所以建议安装 ​

​vue-devtools​

​ 来获取对检查数据更加友好的用户界面。

每个组件实例都对应一个 ​

​watcher​

​​ 实例,它会在组件渲染的过程中把“接触”过的数据 ​

​property​

​​ 记录为依赖。之后当依赖项的 ​

​setter​

​​ 触发时,会通知 ​

​watcher​

​,从而使它关联的组件重新渲染。

Vue - 深入响应式原理

检测变化的注意事项

由于 JavaScript 的限制,Vue 不能检测数组和对象的变化。尽管如此我们还是有一些办法来回避这些限制并保证它们的响应性。

对于对象

Vue 无法检测 ​

​property​

​​ 的添加或移除。由于 Vue 会在初始化实例时对 ​

​property​

​​ 执行 ​

​getter/setter​

​​ 转化,所以 ​

​property​

​​ 必须在 ​

​data​

​ 对象上存在才能让 Vue 将它转换为响应式的。例如:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>v-for</title>
    <script src="./js/vue.js"></script>
</head>
<body>
   <div id="div">
       <p v-for="value in obj" :key="value">{{value}}</p>
   </div>
</body>
</html>
<script>
    var vue = new Vue({
        el: '#div',
        data: {
            obj: {
                a: 1,
                b: 2
            }
        }
    })
</script>      

效果:

Vue - 深入响应式原理

对于已经创建的实例,Vue 不允许动态添加根级别的响应式 ​

​property​

​​。但是,可以使用 ​

​Vue.set(object, propertyName, value)​

​​ 方法向嵌套对象添加响应式 ​

​property​

​。例如,对于:

Vue.set(vue.obj , 'c' , 3);      

如下图所示:

Vue - 深入响应式原理

还可以使用 ​

​vm.$set​

​​ 实例方法,这也是全局 ​

​Vue.set​

​ 方法的别名:

vue.$set(vue.obj , 'd' , 4);      

如下图所示:

Vue - 深入响应式原理

有时你可能需要为已有对象赋值多个新 ​

​property​

​​,比如使用 ​

​Object.assign()​

​​ 或 ​

​_.extend()​

​​。但是,这样添加到对象上的新 ​

​property​

​​ 不会触发更新。在这种情况下,你应该用原对象与要混合进去的对象的 ​

​property​

​ 一起创建一个新的对象。

vue.obj = Object.assign({}, vue.obj, { c: 3, d: 4 })      

如下图所示:

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对于数组

Vue 不能检测以下数组的变动:

  • 当你利用索引直接设置一个数组项时,例如:​

    ​vue.list[0] = 'b'​

    ​。
  • 当你修改数组的长度时,例如:​

    ​vue.list.length = 10​

    ​。

代码:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>v-for</title>
    <script src="./js/vue.js"></script>
</head>
<body>
   <div id="div">
       <p v-for="value in list" :key="value">{{value}}</p>
   </div>
</body>
</html>
<script>
    var vue = new Vue({
        el: '#div',
        data: {
            list:['Kaven' , 'Java' , 'Jack' , 'Vue']
        }
    })
</script>      

效果:

Vue - 深入响应式原理
Vue - 深入响应式原理

所以​

​vue.list[0] = 'Hello Kaven'​

​​和​

​vue.list.length = 1​

​都不是响应式的。

为了解决第一类问题,以下两种方式都可以实现和 ​

​vue.list[0] = 'b'​

​相同的效果,同时也将在响应式系统内触发状态更新:

Vue.set(vue.list , 4 , 'nacos')      
Vue - 深入响应式原理
vue.list.splice(4 , 1 , 'dubbo')      
Vue - 深入响应式原理

你也可以使用 ​

​vue.$set​

​​ 实例方法,该方法是全局方法 ​

​Vue.set​

​ 的一个别名:

vue.$set(vue.list , 4 , 'feign')      
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为了解决第二类问题,你可以使用 ​

​splice​

​:

vue.list.splice(2)      
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声明响应式 property

由于 Vue 不允许动态添加根级响应式 ​

​property​

​​,所以你必须在初始化实例前声明所有根级响应式 ​

​property​

​,哪怕只是一个空值:

var vue = new Vue({
  data: {
    // 声明 message 为一个空值字符串
    message: ''
  },
  template: '<div>{{ message }}</div>'
})
// 之后设置 `message`
vue.message = 'Hello!'      

如果你未在 ​

​data​

​​ 选项中声明 ​

​message​

​​,Vue 将警告你渲染函数正在试图访问不存在的 ​

​property​

​。

这样的限制在背后是有其技术原因的,它消除了在依赖项跟踪系统中的一类边界情况,也使 Vue 实例能更好地配合类型检查系统工作。但与此同时在代码可维护性方面也有一点重要的考虑:​

​data​

​​ 对象就像组件状态的结构 (​

​schema​

​​)。提前声明所有的响应式 ​

​property​

​,可以让组件代码在未来修改或给其他开发人员阅读时更易于理解。

异步更新队列

可能你还没有注意到,Vue 在更新 DOM 时是异步执行的。只要侦听到数据变化,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变更。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 操作是非常重要的。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 在内部对异步队列尝试使用原生的 ​

​Promise.then​

​​、​

​MutationObserver​

​​ 和 ​

​setImmediate​

​​,如果执行环境不支持,则会采用 ​

​setTimeout(fn, 0)​

​ 代替。

例如,当你设置 ​

​vue.message = 'new value'​

​​,该组件不会立即重新渲染。当刷新队列时,组件会在下一个事件循环​

​“tick”​

​​中更新。多数情况我们不需要关心这个过程,但是如果你想基于更新后的 DOM 状态来做点什么,这就可能会有些棘手。虽然 Vue 通常鼓励开发人员使用“数据驱动”的方式思考,避免直接接触 DOM,但是有时我们必须要这么做。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)​

​。这样回调函数将在 DOM 更新完成后被调用。例如:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>v-for</title>
    <script src="./js/vue.js"></script>
</head>
<body>
   <div id="div">
       {{message}}
   </div>
</body>
</html>
<script>
    var vue = new Vue({
        el: '#div',
        data: {
            message: 'Kaven'
        }
    });
    vue.message = 'Java';
    console.log(vue.$el.textContent);
    Vue.nextTick(function () {
        console.log('nextTick');
        console.log(vue.$el.textContent);
    })
</script>      

效果:

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在组件内使用 ​

​vue.$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:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>v-for</title>
    <script src="./js/vue.js"></script>
</head>
<body>
   <div id="div">
       <button @click="click">{{count}}</button>
   </div>
</body>
</html>
<script>
    var vue = new Vue({
        el: '#div',
        data: {
            count: 0
        },
        methods:{
            click(){
                this.count++;
                console.log(vue.$el.textContent);
                this.$nextTick(function () {
                    console.log('nextTick');
                    console.log(vue.$el.textContent);
                })
            }
        }
    });
</script>      

效果:

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因为 ​

​$nextTick()​

​​ 返回一个 Promise 对象,所以你可以使用新的 ES2017 ​

​async/await​

​ 语法完成相同的事情:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>v-for</title>
    <script src="./js/vue.js"></script>
</head>
<body>
   <div id="div">
       <button @click="click">{{count}}</button>
   </div>
</body>
</html>
<script>
    var vue = new Vue({
        el: '#div',
        data: {
            count: 0
        },
        methods:{
            async click() {
                this.count++;
                console.log(vue.$el.textContent);
                await this.$nextTick();
                console.log('async/await');
                console.log(this.$el.textContent);
            }
        }
    });
</script>      

效果:

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