说说Vue响应式系统中的Watcher和Dep的关系-面试进阶

引言

在这里我先提出两个问题(文章末尾会进行解答):

  • Vue的数据响应系统中,DepWatcher各自分担什么任务?
  • Vue的数据响应系统的核心是Object.defineproperty一定是最好的吗?有什么弊端和漏洞吗?

一、什么是响应系统中的Watcher,它的作用是什么?

响应系统中的Watcher即这个系统的观察者,它是响应系统中观察者模式的载体,当响应系统中的数据发生改变的时候,它能够知道并且执行相应的函数以达到某种业务逻辑的目的。打个比方,如果你是一个商家,要寄一批货分别给不同的客户,那么watcher就是一个个快递员,发出的动作就是数据发生改变。你只需要负责寄出去这个动作就行了,如何找到、送到客户则是watcher的事情。

每个watcher和数据之间的关系要么是1对1,要么是多对多关系(这与watcher的类型有关),要不是没有联系。watcher和业务逻辑只有1对1关系。

二、Watcher的类型

Vue源码中是没有体现出Watcher的类型的,我在这里给Watcher添加类型是为了更好地理解Watcher这个对象。Watcher在普通的业务逻辑上可以分为以下三类:

  • 普通的Watcher:与数据1对1关系。
  • lazyWatcher:与数据1对1关系,但是它是一个惰性求值的观察者,怎么体现呢?对它进行赋值是不会改变它的值,只有当获取它的值的时候,才会更新最新版的数据(在Vue中体现为computed方法,一般求值是通过方法来求值的)。
  • renderWatcher:与数据是1对多(不考虑传参进子组件)的关系,在一个组件中,渲染函数观察者一定是最后生成的,所以执行观察者队列的时候,渲染函数观察者在一个组件中是最后执行的。

在这里多嘴一下lazy型的观察者是怎么回事吧。lazy型观察者在Vue中表现为computed属性,一般这个属性是一个函数,以下是一个例子:

computed: {
 // getCount最后处理成一个属性,然后这个方法被存储在Watcher的某个属性中
 getCount() {
 return this.a + this.b;
 }
}

lazy观察者里面有一个dirty属性,也就是一个开关作用,只有它为true的时候使用getCountgetter方法的时候,才会进行调用这个函数。

如果lazy观察者所引用的数据(a或者b属性)发生改变后,会将这个放到观察者执行队列中,然后执行这个观察者的时候把dirty赋值为true(代表下次访问getter方法的时候会执行一遍lazy的求值方法(求值后会将dirty赋值为false))。等到下一次需要获取这个数据的时候才进行求值,所以它叫做惰性求值。这种方式能够节省不必要执行函数的开支。

参考 前端vue面试题详细解答

三、Watcher和Dep的关系

看过Vue源码的defineReactive这个方法,就会发现一个被观察的对象里面每个属性会有一个Dep依赖筐来存放所有观察它的Watcher。而defineReactive方法只有初始化每个属性的dep却并没有创建观察者(要分清初始化和创建观察者是分开这个事实)。那么这个Dep如何添加观察者呢?Vue使用了全局变量,这个变量叫做Dep.target,它是一个Watcher类型的变量,来将WatcherDep进行互相绑定。数据的绑定用图来表示的话如下:

我们可以明确以下区别:

  • $watch方法创建的观察者的时候,如果不设定immediate属性,那么是不会进行调用的,而computedrender是会进行调用方法的。
  • 数据的Depsubs数组存放这个数据所绑定的观察者对象,观察者对象的deps数组中存放着与这个观察者有关的数据Dep。所以数据的DepWatcher其实是多对多关系
  • $watchcomputed观察者是在created生命钩子函数前就创建完毕并且绑定的,而render观察者是在mounted之前创建并绑定的,所以同一个组件中,render观察者的id会大于其他观察者(id是在后面执行队列里面升序排序的时候的依据)。 换句话说,在同一个组件的观察者中,当数据发生改变的时候,渲染函数观察者一定是最后执行的。 这个很好理解,其他观察者中难免会对数据进行修改,如果渲染函数观察者先执行了,然后其他观察者对数据进行改变的话,那么没办法将数据准确呈现在页面上,导致数据不一致性。

四、讲一下观察者执行队列机制

Vue是如何实现性能优化的呢?最显著的两个点:

  • 观察者设定执行队列,批量执行。
  • diff算法减少渲染开支。

第二个不在这里面讲解,我们看一下第一个是怎么回事?

这个队列的长度是怎么定量的呢?

  • 最大长度是100,源码摆在那里。

  • 以一个事件循环时间段为搜集时间。(什么是事件循环?可以看一下本博客系统的其他优秀文章)

它的流程是如下的:

  • 未执行时候:如果有更改过数据,那么就将对应的观察者直接推进队列中(执行的时候会进行根据id升序排序后执行)
  • 在执行中的时候,如果有新的观察者进来了(观察者中更改数据,然后这个数据又绑定观察者),按照id升序来进行插入(这相当于在有序数组里面进行插入,可以看做插入排序的其中一步,所以某种意义上来说它就是排序)。

五、解答前面的问题

  1. Dep是负责存放数据所绑定所有的观察者的对象的容器,只要数据发生改变,就会通过这个Dep来通知所有观察者进行修改数据。(每个数据都有独一无二的Dep)。而Watcher更偏向于一个动作,也就是规定的业务逻辑或者渲染函数,是一个执行者。
  2. ES5是很轻便的,很好的。但是在ES6出现后,它就一定不是最好的,因为ES6有一个Proxy代理来统一进行处理。(ES6使用代理实现Vue数据响应系统(TypeScript))

    • 弊端:如果一个数据有1000个属性,那么就要给这1000个属性使用Object.defineProperty,这样在初始化页面的时候会造成卡顿。如果用代理的话,那么只需要执行一次就可以了。
    • 漏洞:如果我们拿到了vm实例,那么用户是可以在运行的时候通过修改对象属性的描述符(descriptor)来进行修改它,会造成系统的不确定性。这是因为响应系统的模式导致必须将数据的描述符的configuration设为true,所以在运行的时候能够对它进行修改。
作者:风度翩翩的红金鱼原文地址:https://segmentfault.com/a/1190000042573782

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