Vue 2.0的数据依赖实现原理代码简析

Vue 2.0数据响应原理初探：依赖管理的奥秘

在前端开发中，Vue作为一种高效的数据响应式框架，其数据依赖管理原理一直备受关注。本文将带您一竟，从初始化的数据层面分析Vue如何实现数据的动态响应。

当我们创建一个Vue实例时，都会经历一个初始化的过程。这个过程涉及到一系列的数据依赖管理。让我们从一个简单的Vue实例开始：

```javascript

const app = new Vue({

el: 'app',

props: {

a: {

type: Object,

default: function() {

return {

key1: 'a',

key2: { a: 'b' }

};

}

}

},

data: {

msg1: 'Hello world!',

arr: { arr1: 1 }

},

watch: {

a(newVal, oldVal) { console.log(newVal, oldVal); }

},

methods: { go() { console.log('This is simple demo'); } }

});

```

在这个实例中，我们传入了props、data、watch和methods等属性。Vue的构造函数正是通过处理这些选项来实现数据依赖管理的。在初始化过程中，Vue会完成以下几个关键步骤：

1. 数据收集：Vue会遍历传入的data和props对象，收集其依赖关系，并将其转化为响应式的对象。这意味着当这些数据发生变化时，Vue能够知道哪些数据发生了变化，并触发相应的更新机制。

2. 依赖建立：在收集到依赖关系后，Vue会建立数据之间的依赖关系。当一个数据发生变化时，Vue能够找到所有依赖于这个数据的组件或属性，并触发它们的更新。这种依赖关系的建立是Vue实现数据动态响应的关键。

3. 观察者模式：Vue采用观察者模式来实现数据的动态响应。当数据发生变化时，观察者会收到通知并更新相应的内容。在Vue中，观察者可以是组件、计算属性或方法等。当数据发生变化时，观察者会收到通知并执行相应的操作。这种机制确保了数据的实时更新和组件的重新渲染。

4. 数据更新与组件渲染：当数据发生变化时，Vue会根据建立的依赖关系更新相关的组件或属性。通过触发观察者模式的机制，Vue能够高效地更新页面内容并保持数据的一致性。这为用户带来了流畅的用户体验和高效的性能表现。Vue通过数据收集、依赖建立、观察者模式和组件渲染等步骤实现了数据的动态响应和高效的数据依赖管理。这使得开发者能够轻松地管理复杂的数据结构并实现高效的页面渲染。希望本文能够帮助您理解Vue的数据响应原理和数据依赖管理实现方式。如有兴趣深入了解更多的细节和原理，请查阅相关文档和资料。重塑Vue的初始化过程：`_init`方法中的`initState`

当我们使用`new Vue`创建一个新的Vue实例时，我们实际上是在调用Vue原型上的`_init`方法。这个方法负责初始化一个Vue实例，其中包括数据的监听、生命周期的启动、事件的绑定以及渲染函数的设置等。接下来，我们将重点关注`initState`方法，它在`_init`方法中被调用，用于对Vue实例的数据进行监听。

Vue是一个响应式框架，其核心特性之一就是响应式数据绑定。当我们更改数据，视图会自动更新。这种特性的实现，离不开`initState`方法。在`initState`方法中，Vue会将实例的`data`对象转化为getter和setter，以实现数据的响应式监听。

当我们在创建Vue实例时，通常会传入一个包含`data`属性的选项对象。这个`data`对象就是我们希望在Vue实例中管理的数据。在`initState`方法中，Vue会利用Object.defineProperty()方法，将这些数据属性转化为getter和setter，以实现数据的响应式监听。

这样做的目的是什么呢？当数据发生变化时，Vue可以捕获到这个变化，并触发相应的更新操作。具体来说，当数据被修改时，setter会通知Vue数据已经发生变化，Vue会重新执行渲染函数，生成新的虚拟DOM，然后与旧的虚拟DOM进行对比，找出差异，最后将这些差异应用到真实的DOM上，完成视图的更新。

除了数据的监听，`initState`方法还会进行其他一些操作，比如初始化props、计算属性、侦听器等。这些操作都是为了使Vue实例更加完整，以便更好地管理数据和视图。

`initState`方法是Vue初始化过程中非常重要的一环，它负责将实例的数据转化为响应式数据，并启动数据的监听。只有完成了这一步，Vue实例才能真正地管理数据和视图，实现数据的响应式更新。

在Vue组件的初始化过程中，有一个重要的函数`initState`，它的任务是初始化组件的状态。这个函数会在组件实例上执行一系列初始化操作，包括初始化props、methods、data、computed和watch等属性。这些属性的初始化过程都是在这个函数内部完成的。

当我们谈论props属性的初始化时，我们需要了解Vue中的props属性是如何工作的。在Vue中，props是用来接收父组件传递的数据的。在实例化app的时候，我们在构造函数里传入的options中的props属性，定义了组件可以接收哪些props以及它们的类型和默认值。

在`initProps`函数中，我们首先会创建一个空的`vm._props`对象，用来存储从父组件接收到的props。然后，我们会遍历propsOptions（即传入的props属性的定义），对每个prop进行初始化。

在这个过程中，有一个重要的函数`validateProp`，它的作用是验证prop的类型，并将prop的值转化为getter/setter。这个函数会接收四个参数：prop的key、propsOptions、propsData和vm实例。它会根据propsOptions中定义的类型，对prop的值进行验证。如果prop的值不符合类型定义，那么`validateProp`会抛出一个警告。如果prop的值符合类型定义，那么`validateProp`会将这个值转化为一个带有getter/setter的对象，这样就可以在组件内部通过响应式的方式来访问这个prop了。

接下来，我们使用`defineReactive`函数将每个prop定义为响应式的属性。这意味着当prop的值发生变化时，Vue能够检测到这个变化，并触发相应的更新操作。如果组件实例上还没有这个prop的属性，我们会使用`proxy`函数将这个prop挂载到组件实例上，这样就可以通过组件实例来访问这个prop了。

`initProps`函数的目的是将父组件传递的props进行验证和初始化，并将其转化为响应式的属性，以便在组件内部使用。这样，当props的值发生变化时，Vue能够自动更新组件的状态，从而实现响应式的数据绑定。在 Vue 的世界，属性验证是不可或缺的一环。为此，我们深入 `validateProp` 函数的工作原理。此函数在关键时刻被激活，负责校验并确保属性的有效性。让我们开始了解它的运作机制。

想象一下你有一个关键的属性键 `key`，它在组件的 props 中需要被严格审查。`validateProp` 函数首先从这个键在 `propOptions` 中获取对应的属性信息。如果 `propsData` 中没有这个键，那么它被视为缺席。接着，函数会尝试获取属性的值。如果属性的类型是布尔值并且缺失了默认值，那么它会赋予一个假定的值；如果属性的值是一个空字符串或者与键名相同，那么它会赋予一个真值。

当属性值未定义时，函数会寻找属性的默认值。这个过程涉及到对 prop 的分析，检查是否有默认的属性值，并决定是返回默认的函数结果还是直接返回默认值。这是通过 `getPropDefaultValue` 函数完成的，它负责并返回属性的默认值。如果属性没有默认值，那么函数会返回 `undefined`。在某些情况下，为了避免不必要的观察者触发，它会返回先前的默认值。如果默认值是工厂函数并且 prop 的类型不是函数，那么它会调用该函数并返回结果；否则，直接返回默认值。

而在 Vue 的背后，隐藏着一种强大的机制——observe 方法。这个方法内部实例化了一个 Observer 类并返回其实例。这个 Observer 会在对象的属性上设置 getter 和 setter，使得每当数据变动时，Vue 可以得知并作出响应。这个机制使得 Vue 能在数据变化时自动更新视图，实现了响应式的核心功能。这也是为什么在获取默认值后，我们需要对其进行观察的原因。我们更改了 `observerState.shouldConvert` 的状态来确保新获取的默认值被正确观察。

在非生产环境下，我们使用 `assertProp` 函数来验证属性是否有效。这是为了确保我们的组件始终接收正确的 prop 值，帮助开发者在早期就发现潜在的问题。

`validateProp` 和 `getPropDefaultValue` 这两个函数共同构成了 Vue 中属性验证的核心部分，确保了我们组件的健壮性和数据的准确性。而 Observer 的存在则是 Vue 响应式机制的核心，它使得 Vue 能在数据变动时自动更新视图，为我们带来流畅的用户体验。在Vue框架中，每一个Observer实例都承载着重要的任务——记录props中default value的所有依赖，特别是针对object类型的数据。这些Observer实例，就像一群细致的观察者，默默守护着每一个数据的变化。为了更好地管理这些变化，它们维护了一个名为`this.subs`的数组。这个数组的功能十分强大，它可以收集所有相关的subs（也就是观察者的依赖或订阅者）。

当我们谈论Vue的响应式系统时，不得不提一个名为Demo的配置示例。在这个示例中，我们定义了一个props属性，其中的a是一个对象类型的数据。这个对象的default value是一个嵌套的对象，包含key1和key2两个属性。在Vue的响应式系统中，这个对象会被特殊处理。Vue会使用Observer实例来观察这个对象，并将其所有的属性值转化为getter/setter形式。这意味着任何对这个对象的修改都将被Vue捕捉到，并触发相应的更新机制。

除了Observer实例外，Vue中还有一个非常重要的类——Dep。这个类的作用是管理依赖。每一个响应式的数据都会绑定一个Dep实例。Dep实例就像一个桥梁，连接着观察者和订阅者。它的主要功能包括添加订阅者、删除订阅者、检查依赖以及通知订阅者更新。

当我们创建一个新的响应式数据时，Dep实例会介入其中。它会为这个数据分配一个唯一的id，并初始化一个空的订阅者数组。然后，当有观察者开始观察这个数据时，Dep实例会将这些观察者（也就是订阅者）添加到数组中。如果数据发生变化，Dep实例会通知所有订阅者进行更新。这样，Vue就能确保当数据发生变化时，所有依赖于这些数据的地方都能得到及时的更新。

Observer和Dep是Vue响应式系统的核心组成部分。它们协同工作，确保Vue能够实时地跟踪和更新数据的变化。在Vue的整个生命周期中，这两个组件共同承担着守护响应式数据的重要任务。在编程的世界中，有一个极其重要的概念，那就是观察者模式。它的核心，就是今天要介绍的“Observer”这个类。

想象一下，我们有一个名为Observer的类，它像是一位敏锐的侦察兵，时刻注视着目标的变化。这个“目标”，就是我们所关注的“value”。每当这个value发生变化时，Observer就会迅速采取行动，通知所有相关的依赖方。

在Observer的构造函数中，我们首先初始化了一些关键属性，如值（value）、依赖关系（dep）以及使用该值的虚拟机的数量（vmCount）。我们还会检查这个value是数组还是普通对象，并据此采取不同的观察策略。

对于数组，我们会对其进行特殊处理，以增强其功能性并观察其内部的每一项。而对于普通对象，我们会进一步遍历每一个属性，将这些属性转化为getter/setter形式。这样，每当属性值发生变化时，我们就能通过setter方法及时得知，并通知所有依赖这个属性的地方。

让我们深入了解下walk方法。这个方法通过遍历对象的每一个key，调用defineReactive方法将对应的value转化为getter/setter形式。在这个过程中，每一个key都会收集到相应的依赖，并在值发生变化时更新这些依赖。

你可能会有一个疑问：为什么getter函数被调用的时候并非一定会完成依赖的收集呢？这是因为，在依赖收集的过程中，存在一个叫做Dep.target的判断。只有当Dep.target存在时，才会进行依赖的收集。这种设计，确保了依赖收集的精准性，避免了不必要的操作。

Observer类就像一位守护者，时刻守护着我们的数据。当数据发生变化时，它会迅速通知所有相关的依赖方。这种机制，确保了数据的实时性和准确性，为我们的应用程序提供了稳定的基石。这就是观察者模式的魅力所在，也是Observer类的核心功能。在Vue中，实现订阅者的机制是其响应式系统的重要组成部分。这种机制主要依赖于`Dep`类和特定的观察者模式。`Dep`类充当了观察者和依赖之间的桥梁，而订阅者则是那些依赖数据变化的组件或函数。以下是关于Vue如何实现订阅者的深入。

我们需要了解的是每个响应式属性都有一个与之关联的`Dep`实例。这个实例负责管理属性的依赖关系，并在属性值发生变化时通知所有相关的依赖。这种管理方式确保了只有真正关心数据变化的组件或函数才会收到更新通知。

在Vue中，`Dep.target`是一个特殊的订阅者，用于收集依赖关系。当一个组件或函数访问一个响应式属性时，这个属性的getter函数会被触发，同时检查`Dep.target`是否存在。如果存在，那么就会收集这个依赖关系，意味着该组件或函数对数据的改变感兴趣，需要接收更新通知。这个过程是通过调用`dep.depend()`方法实现的。

为了处理更复杂的情况，Vue还提供了堆栈管理功能来跟踪依赖关系的。`pushTarget()`和`popTarget()`函数用于管理这些堆栈，确保在复杂的依赖关系中正确地添加和移除订阅者。这种管理方式使得Vue能够支持嵌套组件和复杂的交互逻辑。

Vue的响应式系统通过`Dep`类和订阅者机制实现了高效的依赖管理和更新通知。这种机制确保了只有在数据真正发生变化时，才会通知相关的组件或函数进行更新，从而提高了应用程序的性能和响应速度。通过堆栈管理功能，Vue能够处理复杂的依赖关系，确保系统的稳定性和可靠性。这就是Vue实现订阅者的核心机制。

在更具体的代码实现上，Vue还提供了观察者模式来处理对象或数组内部的变化。当一个响应式属性的值发生变化时，Vue会触发相应的setter函数，更新与该属性关联的`Dep`实例。然后，通过调用`dep.notify()`方法，通知所有订阅者数据已经发生变化，从而触发相关的组件或函数进行更新。这就是Vue如何通过`Dep`类和订阅者机制实现响应式系统的核心原理。在Vue框架中，存在一个至关重要的类——Watcher。它在Vue的整个生命周期中扮演着重要的角色，特别是在四个关键的地方会被实例化。让我们深入一下Watcher类的定义及其相关功能。

在Vue实例化过程中，Watcher类的应用体现在多个方面。当我们在Vue实例中使用watch选项或计算属性（computed）选项时，Watcher就会被实例化。除此之外，Vue原型上的$watch方法（Vue.prototype.$watch）也离不开Watcher类的支持，我们可以直接通过Vue实例调用this.$watch方法来监听数据变化。甚至在Vue生成render函数更新视图时，Watcher也在幕后默默工作，确保视图的同步更新。

Watcher类的构造函数接收四个主要参数：vm（组件实例）、expOrFn（表达式或函数）、cb（回调函数）以及options（配置选项）。在构造函数中，我们可以看到这个类的基本构造逻辑。它会缓存传入的vm实例并在该实例的_watchers数组中添加当前Watcher实例。然后，根据传入的options参数来设置Watcher的观察（deep）、用户定义（user）、惰性观察（lazy）以及同步性（sync）。这些属性对于Watcher的工作方式至关重要。

接下来，Watcher会expOrFn参数，将其转化为getter函数。如果expOrFn是一个函数，那么就直接将其作为getter。如果是一个字符串，则会通过parsePath方法将其为对应的路径表达式。这个getter函数用于获取Watcher需要观察的数据的值。

除此之外，Watcher类还有其他重要的方法，如get、addDep、update、run和evaluate等。这些方法共同协作，确保Watcher能够正确、高效地工作。例如，get方法用于获取观察数据的值，addDep方法用于添加依赖，update方法用于更新Watcher的状态等。

Watcher类是Vue框架中实现数据响应式原理的关键组成部分。它通过对数据的观察、依赖的添加以及状态的更新，确保了Vue组件的响应性。无论是watch选项、计算属性还是$watch方法，背后都离不开Watcher类的默默支持。除了puted选项外，还有其他几种实例化watcher的方式，它们在实例化过程中完成了求值及依赖的收集工作。当this.value根据this.lazy的值决定是直接获取还是调用get()方法获取时，我们深入到了Watcher的get方法中。

get方法堪称一场精彩的舞蹈，舞者便是这个watcher。在舞台的中央，它首先通过pushTarget(this)宣告自己的到来，将自己设为当前的Dep.target。紧接着，它开始了一场关于依赖的收集之旅。

让我们来看看这场舞蹈的高潮部分。在get方法中，当调用this.getter时，触发了属性的getter函数，这就是依赖管理的重要环节。就像是在一个复杂的舞蹈中，每个动作都有其独特的含义，这里的getter函数调用，就是在告诉Vue：“我要开始关注这个属性了，它的变化我要知道。”

以Vue实例中的watch选项为例，当我们初始化一个watcher来监控属性的变化时，这个watcher就会进入舞台，开始它的表演。在initState()执行后，props的属性被初始化为getter/setter函数。而当initWatch初始化时，watcher实例被初始化并调用get()方法。Dep.target就是这个新加入的watcher实例。

在调用this.getter.call(vm, vm)的过程中，我们访问了props选项中的a属性及其getter函数。这里，舞蹈的节奏加快，因为我们要开始收集依赖了。Dep.target的存在就像一个指引，告诉所有的属性：“你们的变化，这个watcher都要知道。”当a属性的getter函数被执行时，它开始添加依赖，通过dep.depend()等方法，将watcher添加到依赖列表中。

如果属性是对象或数组，还会有额外的依赖收集工作。这就像在舞蹈中加入了更多的元素和动作，使得整个表演更加丰富和生动。

深入解读Vue中的依赖收集机制——dep.depend()与initComputed的

在Vue的响应式系统中，依赖收集是核心环节之一。当我们谈到依赖收集，不得不提及dep.depend()函数和initComputed过程。

让我们来看看dep.depend()函数。当Dep.target存在时，也就是存在一个watcher实例，我们会调用其addDep方法，并将当前的dep观察者传入。这个过程实际上是在收集依赖：将dep观察者与watcher实例关联起来。

addDep方法的工作机制是怎样的呢？当一个新的dep观察者加入时，它会检查该观察者的id是否已存在于当前的订阅者集合中。如果不存在，那么它会将该id添加到新的依赖id集合中，并将该观察者添加到新的依赖集合中。如果该id尚未在depIds中存在，它会将当前订阅者作为子订阅者添加到该dep上。至此，依赖完成收集。

接下来，我们来看看initComputed过程。在puted属性初始化的过程中，Vue为每个属性实例化一个watcher。这些watcher的实例化过程中有一个重要的配置选项：lazy。当lazy属性为true时，求值和依赖收集会在某个时刻被触发，而不是在实例化过程中立即进行。

在initComputed过程中，Vue会将puted属性定义到vm实例上，并为其定义相应的getter/setter。这样，我们就可以通过这些属性来访问和修改计算属性的值。

Vue的依赖收集机制是通过dep.depend()函数和initComputed过程来实现的。通过收集依赖，Vue能够确保当数据发生变化时，能够通知到所有相关的订阅者，从而触发视图的更新。这一机制保证了Vue响应式系统的有效性和高效性。

希望这篇文章能够帮助你更好地理解Vue中的依赖收集机制。如果你还有其他问题或需要进一步的解释，请随时提问。当你深入Vue中的计算属性时，你会发现其背后的getter函数在访问这些属性时发挥了重要作用。现在，让我们更详细地了解这个`putedGetter`函数以及Vue如何管理依赖关系。

当创建计算属性时，我们调用`createComputedGetter`函数并传入一个特定的键（key）。这个函数返回一个名为`putedGetter`的函数，它主要负责处理与该计算属性相关的逻辑。

这个`putedGetter`函数首先检查是否存在一个名为`_putedWatchers`的实例属性，并从中获取与给定键相关的watcher。如果存在这样的watcher并且它的`dirty`属性为true，这意味着该计算属性需要重新求值。这时，它会调用`watcher.evaluate()`来重新计算值。如果当前存在活动的依赖（即Dep.target存在），该watcher会将其标记为依赖，以确保在依赖发生变化时能够通知到这个watcher。函数返回watcher的当前值。

在Vue实例的初始化过程中，一个重要的环节是依赖管理。这主要通过实例化Watcher对象来完成。这个过程被称为`initWatch`，它调用了Vue原型上的`$watch`方法来收集依赖。这个方法同样适用于Vue实例内部的`this.$watch`方法，用于在vm实例内部实例化watcher并收集对表达式或函数的监听变化。

当我们谈论Vue的依赖管理时，我们实际上是在讨论如何为响应式属性创建观察者并管理它们的依赖关系。在`initState`过程中，Vue通过`Object.defineProperty`来改造props、计算属性、data等属性的getter和setter属性。对于每个响应式属性，它都会实例化一个observer（观察者）。这个observer内部包含一个dep（依赖对象），记录了该响应式属性的所有依赖。

当响应式属性的setter函数被调用时，Vue会通过dep的`notify()`方法通知所有依赖的watcher进行更新。这个更新过程是通过调用每个watcher的`update()`方法来完成的，从而实现数据的动态响应。

Vue通过依赖管理和观察者模式实现了数据的动态响应。它通过改造属性的getter和setter属性来追踪依赖关系，并在数据发生变化时自动更新视图。这种机制确保了Vue组件的响应性，使得数据的变化能够实时反映在用户界面上。

在后续的文章中，我们将深入Vue中的模板指令和响应式数据如何关联，以及如何通过数据驱动视图和数据如何响应视图变化的问题。希望这篇文章能帮助你更好地理解Vue的依赖管理机制。感谢阅读，感谢支持！

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