学过 vue 如果不了解响应式的原理，怎么能说自己熟练使用 vue，要是没有写过一个简易版的 vue 怎么能说自己精通vue，这篇文章通过300多行代码，带你写一个简易版的 vue，主要实现 vue 数据响应式 （数据劫持结合发布者-订阅者）、数组的变异方法、编译指令，数据的双向绑定的功能。
本文需要有一定 vue 基础，并不适合新手学习。在文章最后附有vue学习链接。因为本文用到了很多知识点，在文章最后也有相关知识点链接和 vue 源码地址，大家自己到文章最后看哦~
文章较长，且有些难度，建议大家，找一个安静的环境，并在看之前沐浴更衣，保持编程的神圣感。下面是实现的简易版 vue 的源码地址，一定要先下载下来！因为文章中的并非全部的代码。
github 源码地址：https://github.com/young-monk/myvue.git
在开始学习之前，我们先来了解一下什么是 MVVM ，什么是数据响应式。
我们都知道 vue 是一个典型的 MVVM 思想，由数据驱动视图。
那么什么是 MVVM 思想呢？
MVVM 是 Model-View-ViewModel，是把一个系统分为了模型（ model ）、视图（ view ）和 view-model 三个部分。
vue 在 MVVM 思想下，view 和model 之间没有直接的联系，但是 view 和 view-model 、model 和 view-model之间时交互的，当 view 视图进行 dom 操作等使数据发生变化时，可以通过 view-model 同步到 model 中，同样的 model 数据变化也会同步到 view 中。
那么实现数据响应式都有什么方法呢？
1、发布者-订阅者模式：当一个对象（发布者）状态发生改变时，所有依赖它的对象（订阅者）都会得到通知。通俗点来讲，发布者就相当于报纸，而订阅者相当于读报纸的人。
2、脏值检查：通过存储旧的数据，和当前新的数据进行对比，观察是否有变更，来决定是否更新视图。angular.js就是通过脏值检查的方式。最简单的实现方式就是通过 setInterval() 定时轮询检测数据变动，但这样无疑会增加性能，所以，angular 只有在指定的事件触发时进入脏值检测。
3、数据劫持：通过Object.defineProperty()来劫持各个属性的setter，getter，在数据变动时触发相应的方法。
vue 是如何实现数据响应式的呢？
vue.js 则是通过数据劫持结合发布者-订阅者模式的方式。
(图片来自网络)
当执行 new Vue() 时，Vue 就进入了初始化阶段，vue会对指令进行解析（初始化视图，增加订阅者，绑定更新函数），同时通过Obserber 会遍历数据并通过Object.defineProperty 的 getter 和 setter 实现对的监听， 当数据发生变化的时候，Observer 中的 setter 方法被触发，setter 会立即调用Dep.notify()，Dep 开始遍历所有的订阅者，并调用订阅者的 update 方法，订阅者收到通知后对视图进行相应的更新。
我来依次介绍一下图中的重要的名词：
Observer ：数据监听器，能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知订阅者，内部采用Object.defineProperty 的 getter 和 setter 来实现
Compile ：指令解析器，它的作用对每个元素节点的指令进行扫描和解析，根据指令模板替换数据，以及绑定相应的更新函数
Dep ：订阅者收集器或者叫消息订阅器都可以，它在内部维护了一个数组，用来收集订阅者，当数据改变触发 notify 函数，再调用订阅者的 update 方法
Watcher ：订阅者，它是连接 Observer 和 Compile 的桥梁，收到消息订阅器的通知，更新视图
Updater：视图更新
所以我们想要实现一个vue响应式，需要完成 数据劫持、依赖收集、 发布者订阅者模式。
下面我来介绍我模仿源码实现的功能：
- 数据的响应式、双向绑定，能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知订阅者
- 解析 vue 常用的指令 v-html，v-text，v-bind，v-on，v-model，包括（
@和:） - 数组变异方法的处理
- 在 vue 中使用 this 访问或改变 data 中的数据
我们想要完成以上的功能，需要实现如下类和方法：
- 实现Observer类：对所有的数据进行监听
- 实现 array 工具方法：对变异方法的处理
- 实现 Dep 类：维护订阅者
- 实现 Watcher 类：接收 Dep 的更新通知，用于更新视图
- 实现 Compile 类：用于对指令进行解析
- 实现一个 compileUtils 工具方法，实现通过指令更新视图、绑定更新函数Watcher
- 实现this. d a t a 代 理 ： 实 现 对 t h i s . data代理：实现对 this. data代理：实现对this.data 代理，可以直接在vue中使用 this 获取当前数据
我是使用了webpack作为构建工具来协同开发的，所以在我实现的vue响应式中会用到ES6模块化，webpack的相关知识。知识链接在文章最后。
1、实现 Observer 类
我们都知道要用 Obeject.defineProperty() 来监听属性的数据变化，我们需要对 Observer 的数据对象进行递归遍历，包括子属性对象的属性，都加上 setter 和 getter ，这样的话，当给这个对象的某个值赋值，就会触发 setter，那么就能监听到了数据变化。当然我们在新增加数据的时候，也要对新的数据对象进行递归遍历，加上 setter 和 getter 。
但我们要注意数组，在处理数组时并不是把数组中的每一个元素都加上 setter 和 getter ，我们试想一下，一个从后端返回的数组数据是非常庞大的，如果为每个属性都加上 setter和getter ，性能消耗是十分巨大的。我们想要得到的效果和所消耗的性能不成正比，所以在数组方面，我们通过对数组的7 个变异方法来实现数据的响应式。只有通过数组变异方法来修改和删除数组时才会重新渲染页面。
那么监听到变化之后是如何通知订阅者来更新视图的呢？我们需要实现一个Dep（消息订阅器），其中有一个 notify()方法，是通知订阅者数据发生了变化，再让订阅者来更新视图。
我们怎么添加订阅者呢？我们可以通过 new Dep()，通过 Dep 中的 addSaubs() 方法来添加订阅者。我们来看一下具体代码。
我们首先需要声明一个Observer类，在创建类的时候，我们需要创建一个消息订阅器，判断一下是否是数组，如果是数组，我们便改造数组，如果是对象，我们便需要为对象的每一个属性都加入 setter和getter 。
import { arrayMethods } from './array' //数组变异方法处理
class Observer {
constructor(data) {
//用于对数组进行处理,存放数组的观察者watcher
this.dep = new Dep()
if (Array.isArray(data)) {
//如果是数组,使用数组的变异方法
data.__proto__ = arrayMethods
//把数组数据添加 __ob__ 一个Observer,当使用数组变异方法时,可以更新视图
data.__ob__ = this
//给数组的每一项添加数据劫持(setter/getter处理)
this.observerArray(data)
} else {
//非数组数据添加数据劫持(setter/getter处理)
this.walk(data)
}
}
}
在上面，我们给 data 的__proto__原型链重新赋值，我们来看一下 arrayMethods 是什么，arrayMethods 是 array.js 文件中，抛出的一个新的 Array 原型
// 获取Array的原型链
const arrayProto = Array.prototype;
// 重新创建一个含有对应原型的对象,在下面称为新Array
const arrayMethods = Object.create(arrayProto);
// 处理7个数组变异方法
['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'reverse', 'sort', 'splice'].forEach(ele => {
//修改新Array的对应的方法
arrayMethods[ele] = function () {
// 执行数组的原生方法,完成其需要完成的内容
arrayProto[ele].call(this, ...arguments)
// 获取Observer对象
const ob = this.__ob__
// 更新视图
ob.dep.notify()
}
})
export {
arrayMethods
}
此时呢，我们就拥有了数组的变异方法，我们还需要通过 observerArray 方法为数组的每一项添加 getter 和setter ，注意，此时的每一项只是最外面的一层，并非递归遍历。
//循环遍历数组,为数组每一项设置setter/getter
observerArray(items) {
for (let i = 0; i < items.length; i++) {
this.observer(items[i])
}
}
如果是一个对象的话，我们就要对 对象 的每一个属性递归遍历，通过walk() 方法
walk(data) {
//数据劫持
if (data && typeof data === "object") {
for (const key in data) {
//绑定setter和getter
this.defineReactive(data, key, data[key])
}
}
}
在上面的调用了 defineReactive() ，我们来看看这个方法是干什么的？这个方法就是设置数据劫持的，每一行都有注释。
//数据劫持,设置 setter/getteer
defineReactive(data, key, value) {
//如果是数组的话,需要接受返回的Observer对象
let arrayOb = this.observer(value)
//创建订阅者/收集依赖
const dep = new Dep()
//setter和getter处理
Object.defineProperty(data, key, {
//可枚举的
enumerable: true,
//可修改的
configurable: false,
get() {
//当 Dep 有 watcher 时, 添加 watcher
Dep.target && dep.addSubs(Dep.target)
//如果是数组,则添加上数组的观察者
Dep.target && arrayOb && arrayOb.dep.addSubs(Dep.target)
return value
},
set: (newVal) => {
//新旧数据不相等时更改
if (value !== newVal) {
//为新设置的数据添加setter/getter
arrayOb = this.observer(newVal);
value = newVal
//通知 dep 数据发送了变化
dep.notify()
}
}
})
}
}
我们需要注意的是，在上面的图解中，在 Observer 中，如果数据发生变化，会通知消息订阅器，那么在何时绑定消息订阅器呢？就是在设置 setter 和 getter 的时候，创建一个Dep，并为Dep添加订阅者，Dep.target && dep.addSubs(Dep.target)，通过调用 dep 的 addSubs 方法添加订阅者
2、实现 Dep
Dep是消息订阅器，它的作用就是维护一个订阅者数组，当数据发送变化是，通知对应的订阅者，Dep中有一个notify()方法，作用就是通知订阅者，数据发送了变化
// 订阅者收集器
export default class Dep {
constructor() {
//管理的watcher的数组
this.subs = []
}
addSubs(watcher) {
//添加watcher
this.subs.push(watcher)
}
notify() {
//通知watcher更新dom
this.subs.forEach(w => w.update())
}
}
3、实现 watcher
Watcher就是订阅者，watcher是 Observer 和 Compile 之间通信的桥梁，当数据改变时，接收到 Dep 的通知（Dep 的notify()方法），来调用自己的update()方法，触发 Compile 中绑定的回调，达到更新视图的目的。
import Dep from './dep'
import { complieUtils } from './utils'
export default class Watcher {
constructor(vm, expr, cb) {
//当前的vue实例
this.vm = vm;
//表达式
this.expr = expr;
//回调函数,更新dom
this.cb = cb
//获取旧的数据,此时获取旧值的时候,Dep.target会绑定上当前的this
this.oldVal = this.getOldVal()
}
getOldVal() {
//将当前的watcher绑定起来
Dep.target = this
//获取旧数据
const oldVal = complieUtils.getValue(this.expr, this.vm)
//绑定完成后,将绑定的置空,防止多次绑定
Dep.target = null
return oldVal
}
update() {
//更新函数
const newVal = complieUtils.getValue(this.expr, this.vm)
if (newVal !== this.oldVal || Array.isArray(newVal)) {
//条用更新在compile中创建watcher时传入的回调函数
this.cb(newVal)
}
}
}
上面中用到了 complieUtils 中的 getValue() 方法，会在下面讲，主要作用是获取到指定表达式的值。
我们把整个流程分成两条路线的话：
new Vue() ==> Observer数据劫持 ==> 绑定Dep ==> 通知watcher ==> 更新视图
new Vue() ==> Compile解析模板指令 ==> 初始化视图 和 绑定watcher
此时，我们第一条线的内容已经实现了，我们再来实现一下第二条线。
4、实现 Compile
compile主要做的事情是解析模板指令，将模板中的变量替换成数据，初始化渲染页面视图。同时也要绑定更新函数，添加订阅者。
因为在解析的过程中，会多次的操作dom，为提高性能和效率，会先将vue实例根节点的 el 转换成文档碎片fragment进行解析编译操作，解析完成，再将fragment添加回原来的真实dom节点中，文档碎片知识点在文章最后面的知识点链接中。
class Complie {
constructor(el, vm) {
this.el = this.isNodeElement(el) ? el : document.querySelector(el);
this.vm = vm;
// 1、将所有的dom对象放到fragement文档碎片中,防止重复操作dom,消耗性能
const fragments = this.nodeTofragments(this.el)
// 2、编译模板
this.complie(fragments)
// 3、追加子元素到根元素
this.el.appendChild(fragments)
}
}
我们可以看到，Complie 中主要进行了三步，第一步 nodeTofragments 是讲所有的dom节点放到文档碎片中操作，最后一步，是把解析好的dom元素，从文档碎片重新加入到页面中，这两步的具体方法，大家去下载我的源码，看一下就明白了，有注释。我就不再解释 了。
我们来看一下第二步，编译模板：
complie(fragments) {
//获取所有节点
const nodes = fragments.childNodes;
[...nodes].forEach(ele => {
if (this.isNodeElement(ele)) {
//1. 编译元素节点
this.complieElement(ele)
} else {
//编译文本节点
this.complieText(ele)
}
//如果有子节点,循环遍历,编译指令
if (ele.childNodes && ele.childNodes.length) {
this.complie(ele)
}
})
}
我们要知道，模板可能有两种情况，一种是文本节点（含有双大括号的插值表达式）和元素节点（含有指令）。我们获取所有节点后对每个节点进行判断，如果是元素节点，则用解析元素节点的方法，如果是文本节点，则调用解析文本的方法。
complieElement(node) {
//1.获取所有的属性
const attrs = node.attributes;
//2.筛选出是属性的
[...attrs].forEach(attr => {
//attr是一个对象,name是属性名,value是属性值
const {name,value} = attr
//判断是否含有v-开头 如:v-html
if (name.startsWith("v-")) {
//将指令分离 text, html, on:click
const [, directive] = name.split("-")
//处理on:click或bind:name的情况 on,click
const [dirName, paramName] = directive.split(":")
//编译模板
complieUtils[dirName](node, value, this.vm, paramName)
//删除属性,在页面中的dom中不会再显示v-html这种指令的属性
node.removeAttribute(name)
} else if (name.startsWith("@")) {
// 如果是事件处理 @click='handleClick'
let [, paramName] = name.split('@');
complieUtils['on'](node, value, this.vm, paramName);
node.removeAttribute(name);
} else if (name.startsWith(":")) {
// 如果是事件处理 :href='...'
let [, paramName] = name.split(':');
complieUtils['bind'](node, value, this.vm, paramName);
node.removeAttribute(name);
}
})
}
我们在编译模板中调用了 complieUtils[dirName](node, value, this.vm, paramName)方法，这是工具类中的一个方法，用于处理指令
我们再来看看文本节点，文本节点就相对比较简单，只需要匹配{{}}形式的插值表达式就可以了，同样的调用工具方法，来解析。
complieText(node) {
//1.获取所有的文本内容
const text = node.textContent
//匹配{{}}
if (/\{\{(.+?)\}\}/.test(text)) {
//编译模板
complieUtils['text'](node, text, this.vm)
}
}
上面用来这么多工具方法，我们来看看到底是什么
5、实现 complieUtils 工具方法
这个方法主要是对指令进行处理，获取指令中的值，并在页面中更新相应的值，同时我们在这里要绑定watcher的回调函数。
我来以v-text指令来解释，其他指令都有注释，大家自己看。
import Watcher from './watcher'
export const complieUtils = {
//处理text指令
text(node, expr, vm) {
let value;
if (/\{\{.+?\}\}/.test(expr)) {
//处理 {{}}
value = expr.replace(/\{\{(.+?)\}\}/g, (...args) => {
//绑定观察者/更新函数
new Watcher(vm, args[1], () => {
//第二个参数,传入回调函数
this.updater.updaterText(node, this.getContentVal(expr, vm))
})
return this.getValue(args[1], vm)
})
} else {
//v-text
new Watcher(vm, expr, (newVal) => {
this.updater.updaterText(node, newVal)
})
//获取到value值
value = this.getValue(expr, vm)
}
//调用更新函数
this.updater.updaterText(node, value)
},
}
text处理函数是对dom元素的textContent进行操作的，所以有两种情况，一种是使用v-text指令，会更新元素的textContent，另一种情况是{{}} 的插值表达式，也是更新元素的 textContent。
在此方法中我们先判断是哪一种情况，如果是v-text指令，那么就绑定一个watcher的回调，获取到textContent的值，调用updater.updaterText在下面讲，是更新元素的方法。如果是双大括号的话，我们就要对其进行特殊处理，首先是将双大括号替换成指定的变量的值，同时为其绑定 watcher 的回调。
//通过表达式, vm获取data中的值, person.name
getValue(expr, vm) {
return expr.split(".").reduce((data, currentVal) => {
return data[currentVal]
}, vm.$data)
},
获取 textContent 的值是用一个 reduce 函数，用法在最后面的链接中，因为数据可能是 person.name 我们需要获取到最深的对象的值。
//更新dom元素的方法
updater: {
//更新文本
updaterText(node, value) {
node.textContent = value
}
}
updater.updaterText更新dom的方法，其实就是对 textContent 重新赋值。
我们再来将一下v-model指令，实现双向的数据绑定，我们都知道，v-model其实实现的是 input 事件和 value 之间的语法糖。所以我们这里同样的监听一下当前dom元素的 input 事件，当数据改变时，调用设置新值的方法
//处理model指令
model(node, expr, vm) {
const value = this.getValue(expr, vm)
//绑定watcher
new Watcher(vm, expr, (newVal) => {
this.updater.updaterModel(node, newVal)
})
//双向数据绑定
node.addEventListener("input", (e) => {
//设值方法
this.setVal(expr, vm, e.target.value)
})
this.updater.updaterModel(node, value)
},
这个方法同样是通过 reduce 方法，为对应的变量设置成新的值，此时数据改变了，会自动调用更新视图的方法，我们在之前已经实现了。
//通过表达式,vm,输入框的值,实现设置值,input中v-model双向数据绑定
setVal(expr, vm, inputVal) {
expr.split(".").reduce((data, currentVal) => {
data[currentVal] = inputVal
}, vm.$data)
},
6、实现vue
最后呢，我们就要来整合这些类和工具方法，在创建一个vue实例的时候，我们先获取options中的参数，然后对起进行数据劫持和编译模板
class Vue {
constructor(options) {
//获取模板
this.$el = options.el;
//获取data中的数据
this.$data = options.data;
//将对象中的属性存起来,以便后续使用
this.$options = options
//1.数据劫持,设置setter/getter
new Observer(this.$data)
//2.编译模板,解析指令
new Complie(this.$el, this)
}
}
此时我们想要使用 vue 中的数据，比如我们想要在 vm 对象中使用person.name， 必须用 this.$data.person.name 才能获取到，如果我们想在vm对象中使用 this.person.name 直接修改数据，就需要代理一下 this.$data 。其实就是将当前的 this.$data 中的数据放到全局中进行监听。
export default class Vue {
constructor(options) {
//...
//1.数据劫持,设置setter/getter
//2.编译模板,解析指令
if (this.$el) { //如果有模板
//代理this
this.proxyData(this.$data)
}
}
proxyData(data) {
for (const key in data) {
//将当前的数据放到全局指向中
Object.defineProperty(this, key, {
get() {
return data[key];
},
set(newVal) {
data[key] = newVal
}
})
}
}
}
文章到了这里，就实现了一个简易版的vue，建议大家反复学习，仔细体验，细细品味。
在文章的最后，我通过问、答的形式，来解答一些常见的面试题：
问：什么时候页面会重新渲染？
答：数据发生改变，页面就会重新渲染，但数据驱动视图，数据必须先存在，然后才能实现数据绑定，改变数据，页面才会重新渲染。
问：什么时候页面不会重新渲染？
答：有3种情况不会重新渲染
-
未经声明和未使用的变量，修改他们，都不会重新渲染页面
-
通过索引的方式和更改长度的方式更改数组，都不会重新渲染页面
-
增加和删除对象的属性，不会重新渲染页面
问：如何使 未声明/未使用的变量、增加/删除对象属性可以使页面重新渲染？
答：添加利用vm.$set/Vue.set，删除利用vm.$delete/Vue.delete方法
问：如何更改数组可以使页面重新渲染？
答：可以使用数组的变异方法（共 7 个）：push、pop、unshift、shift、splice、sort、reverse
问：数据更新后，页面会立刻重新渲染么？
答：更改数据后，页面不会立刻重新渲染，页面渲染的操作是异步执行的，执行完同步任务后，才会执行异步的
同步队列，异步队列（宏任务、微任务 ）
问：如果更改了数据，想要在页面重新渲染后再做操作，怎么办？
答：可以使用 vm.$nextTick 或 Vue.nextTick
问：来介绍一下vm.$nextTick 和 Vue.nextTick 吧
答：我们来看个小例子就明白啦
<div id="app">{{ name }}</div>
<script>
const vm = new Vue({
el: '#app',
data: {
name: 'monk'
}
})
vm.name = 'the young monk';
console.log(vm.name); // the young monk 此时数据已更改
console.log(vm.$el.innerHTML); // monk 此时页面还未重新渲染
// 1. 使用vm.$nextTick
vm.$nextTick(() => {
console.log(vm.$el.innerHTML); // the young monk 此时数据已更改
})
// 2. 使用Vue.nextTick
Vue.nextTick(() => {
console.log(vm.$el.innerHTML); // the young monk 此时数据已更改
})
</script>
问： vm.$nextTick 和 Vue.nextTick 有什么区别呢 ？
答：Vue.nextTick内部函数的this指向window，vm.$nextTick内部函数的this指向Vue实例对象。
Vue.nextTick(function () {
console.log(this); // window
})
vm.$nextTick(function () {
console.log(this); // vm实例
})
问： vm.$nextTick 和 Vue.nextTick 是通过什么实现的呢 ？
答：二者都是等页面渲染后执行的任务,都是使用微任务。
if(typeof Promise !== 'undefined') {
// 微任务
// 首先看一下浏览器中有没有promise
// 因为IE浏览器中不能执行Promise
const p = Promise.resolve();
} else if(typeof MutationObserver !== 'undefined') {
// 微任务
// 突变观察
// 监听文档中文字的变化，如果文字有变化，就会执行回调
// vue的具体做法是：创建一个假节点，然后让这个假节点稍微改动一下，就会执行对应的函数
} else if(typeof setImmediate !== 'undefined') {
// 宏任务
// 只在IE下有
} else {
// 宏任务
// 如果上面都不能执行，那么则会调用setTimeout
}
同样的这也是vue的一个小缺点：vue一直是等主线程执行完以后再执行渲染任务，如果主线程卡死，则永远渲染不出来。
问：利用 Object.defineProperty 实现响应式有什么缺点？
答：
- 天生就需要进行递归
- 监听不到数组不存在的索引的改变
- 监听不到数组长度的改变
- 监听不到对象的增删
vue前置知识学习链接：
vue源码地址：https://github.com/vuejs/vue-devtools
webpack 知识点链接：https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/104782796
es6 模块化相关知识链接：https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/104523097
es6 类的相关知识：https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/104450311
DocumentFragment 文档碎片知识点：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/DocumentFragment
Obeject.defineProperty方法的使用：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Object/defineProperty
Array.reduce() 方法使用：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Array/Reduce
事件循环相关知识：https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105450311
vue基础知识学习链接：
好似大家都在用vue，vue好在哪？https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105028758
vue中插值表达式和14个vue指令详解 https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105179351
一篇文章带你“深入”了解vue的计算属性computed和侦听属器watch https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105224887
axios在企业级vue项目中的应用（附带axios正确打开方式）https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105238226
vue的生命周期详解：从入门到精通 https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105347733
vue组件和父子组件间通信的13种方式（包含动态、异步组件和常用的prop、$emit、插槽等）https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105480827
vueRouter路由详解：从入门到精通 https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105766504
vue中的vuex状态管理：从入门到精通 https://blog.csdn.net/Newbie___/article/details/105766702
5450311
