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淺析從vue源碼看觀察者模式

發(fā)布時(shí)間:2020-09-24 14:41:42 來(lái)源:腳本之家 閱讀:173 作者:qiangdada 欄目:web開(kāi)發(fā)

觀察者模式

首先話題下來(lái),我們得反問(wèn)一下自己,什么是觀察者模式?

概念

觀察者模式(Observer):通常又被稱作為發(fā)布-訂閱者模式。它定義了一種一對(duì)多的依賴關(guān)系,即當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)候,所有依賴于它的對(duì)象都會(huì)得到通知并自動(dòng)更新,解決了主體對(duì)象與觀察者之間功能的耦合。

講個(gè)故事

上面對(duì)于觀察者模式的概念可能會(huì)比較官方化,所以我們講個(gè)故事來(lái)理解它。

A:是共產(chǎn)黨派往國(guó)民黨密探,代號(hào) 001(發(fā)布者)
B:是共產(chǎn)黨的通信人員,負(fù)責(zé)與 A 進(jìn)行秘密交接(訂閱者)

  1. A 日常工作就是在明面采集國(guó)民黨的一些情報(bào)
  2. B 則負(fù)責(zé)暗中觀察著 A
  3. 一旦 A 傳遞出一些有關(guān)國(guó)民黨的消息(更多時(shí)候需要對(duì)消息進(jìn)行封裝傳遞,后面根據(jù)源碼具體分析)
  4. B 會(huì)立馬訂閱到該消息,然后做一些相對(duì)應(yīng)的變更,比如說(shuō)通知共產(chǎn)黨們做一些事情應(yīng)對(duì)國(guó)民黨的一些動(dòng)作。

適用性

以下任一場(chǎng)景都可以使用觀察者模式

  1. 當(dāng)一個(gè)抽象模型有兩個(gè)方面,其中一個(gè)方面依賴于另一方面。講這兩者封裝在獨(dú)立的對(duì)象中可以讓它們可以各自獨(dú)立的改變和復(fù)用
  2. 當(dāng)一個(gè)對(duì)象的改變的時(shí)候,需要同時(shí)改變其它對(duì)象,但是卻不知道具體多少對(duì)象有待改變
  3. 當(dāng)一個(gè)對(duì)象必須通知其它對(duì)象,但是卻不知道具體對(duì)象到底是誰(shuí)。換句話說(shuō),你不希望這些對(duì)象是緊密耦合的。

vue 對(duì)于觀察者模式的使用

vue 使用到觀察者模式的地方有很多,這里我們主要談?wù)剬?duì)于數(shù)據(jù)初始化這一塊的。

var vm = new Vue({
 data () {
  return {
   a: 'hello vue'
  }
 }
})

淺析從vue源碼看觀察者模式

1、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)劫持

上圖我們可以看到,vue 是利用的是 Object.defineProperty() 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行劫持。 并在數(shù)據(jù)傳遞變更的時(shí)候封裝了一層中轉(zhuǎn)站,即我們看到的 Dep 和 Watcher 兩個(gè)類。

這一小節(jié),我們只看如何通過(guò)觀察者模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行劫持。

1.1、遞歸遍歷

我們都知道,vue 對(duì)于 data 里面的數(shù)據(jù)都做了劫持的,那只能對(duì)對(duì)象進(jìn)行遍歷從而完成每個(gè)屬性的劫持,源碼具體如下

walk (obj: Object) {
 const keys = Object.keys(obj)
 // 遍歷將其變成 vue 的訪問(wèn)器屬性
 for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
  defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]])
 }
}

1.2、發(fā)布/訂閱

從上面對(duì)象的遍歷我們看到了 defineReactive ,那么劫持最關(guān)鍵的點(diǎn)也在于這個(gè)函數(shù),該函數(shù)里面封裝了 getter  和 setter 函數(shù),使用觀察者模式,互相監(jiān)聽(tīng)

// 設(shè)置為訪問(wèn)器屬性,并在其 getter 和 setter 函數(shù)中,使用發(fā)布/訂閱模式,互相監(jiān)聽(tīng)。
export function defineReactive (
 obj: Object,
 key: string,
 val: any
) {
 // 這里用到了觀察者(發(fā)布/訂閱)模式進(jìn)行了劫持封裝,它定義了一種一對(duì)多的關(guān)系,讓多個(gè)觀察者監(jiān)聽(tīng)一個(gè)主題對(duì)象,這個(gè)主題對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)會(huì)通知所有觀察者對(duì)象,觀察者對(duì)象就可以更新自己的狀態(tài)。
 // 實(shí)例化一個(gè)主題對(duì)象,對(duì)象中有空的觀察者列表
 const dep = new Dep() 
 // 獲取屬性描述符對(duì)象(更多的為了 computed 里面的自定義 get 和 set 進(jìn)行的設(shè)計(jì))
 const property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key)
 if (property && property.configurable === false) {
  return
 }
 const getter = property && property.get
 const setter = property && property.set 
 let childOb = observe(val)
 Object.defineProperty(obj, key, {
  enumerable: true,
  configurable: true,
  // 收集依賴,建立一對(duì)多的的關(guān)系,讓多個(gè)觀察者監(jiān)聽(tīng)當(dāng)前主題對(duì)象
  get: function reactiveGetter () {
   const value = getter ? getter.call(obj) : val
   if (Dep.target) {
    dep.depend()
    if (childOb) {
     childOb.dep.depend()
     // 這里是對(duì)數(shù)組進(jìn)行劫持
     if (Array.isArray(value)) {
      dependArray(value)
     }
    }
   }
   return value
  },
  // 劫持到數(shù)據(jù)變更,并發(fā)布消息進(jìn)行通知
  set: function reactiveSetter (newVal) {
   const value = getter ? getter.call(obj) : val
   if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
    return
   }
   if (setter) {
    setter.call(obj, newVal)
   } else {
    val = newVal
   }
   childOb = observe(newVal)
   dep.notify()
  }
 })
}

1.3、返回 Observer 實(shí)例

上面我們看到了observe 函數(shù),核心就是返回一個(gè) Observer 實(shí)例

return new Observer(value)

2、消息封裝,實(shí)現(xiàn) "中轉(zhuǎn)站"

首先我們要理解,為什么要做一層消息傳遞的封裝?

我們?cè)谥v解觀察者模式的時(shí)候有提到它的 適用性 。這里也同理,我們?cè)诮俪值綌?shù)據(jù)變更的時(shí)候,并進(jìn)行數(shù)據(jù)變更通知的時(shí)候,如果不做一個(gè)"中轉(zhuǎn)站"的話,我們根本不知道到底誰(shuí)訂閱了消息,具體有多少對(duì)象訂閱了消息。

這就好比上文中我提到的故事中的密探 A(發(fā)布者) 和共產(chǎn)黨 B(訂閱者)。密探 A 與 共產(chǎn)黨 B 進(jìn)行信息傳遞,兩人都知道對(duì)方這么一個(gè)人的存在,但密探 A 不知道具體 B 是誰(shuí)以及到底有多少共產(chǎn)黨(訂閱者)訂閱著自己,可能很多共產(chǎn)黨都訂閱著密探 A 的信息,so 密探 A(發(fā)布者) 需要通過(guò)暗號(hào) 收集到所有訂閱著其消息的共產(chǎn)黨們(訂閱者),這里對(duì)于訂閱者的收集其實(shí)就是一層封裝。然后密探 A 只需將消息發(fā)布出去,而訂閱者們接受到通知,只管進(jìn)行自己的 update 操作即可。

簡(jiǎn)單一點(diǎn),即收集完訂閱者們的密探 A 只管發(fā)布消息,共產(chǎn)黨 B 以及更多的共產(chǎn)黨只管訂閱消息并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的 update 操作,每個(gè)模塊確保其獨(dú)立性,實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚低耦合這兩大原則。

廢話不多說(shuō),我們接下來(lái)直接開(kāi)始講 vue 是如何做的消息封裝的

2.1、Dep

Dep,全名 Dependency,從名字我們也能大概看出 Dep 類是用來(lái)做依賴收集的,具體怎么收集呢。我們直接看源碼

let uid = 0

export default class Dep {
 static target: ?Watcher;
 id: number;
 subs: Array<Watcher>;

 constructor () {
  // 用來(lái)給每個(gè)訂閱者 Watcher 做唯一標(biāo)識(shí)符,防止重復(fù)收集
  this.id = uid++
  // 定義subs數(shù)組,用來(lái)做依賴收集(收集所有的訂閱者 Watcher)
  this.subs = []
 }

 // 收集訂閱者
 addSub (sub: Watcher) {
  this.subs.push(sub)
 }

 depend () {
  if (Dep.target) {
   Dep.target.addDep(this)
  }
 }

 notify () {
  // stabilize the subscriber list first
  const subs = this.subs.slice()
  for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
   subs[i].update()
  }
 }
}

// the current target watcher being evaluated.
// this is globally unique because there could be only one
// watcher being evaluated at any time.
Dep.target = null

代碼很簡(jiǎn)短,但它做的事情卻很重要

  1. 定義subs數(shù)組,用來(lái)收集訂閱者Watcher
  2. 當(dāng)劫持到數(shù)據(jù)變更的時(shí)候,通知訂閱者Watcher進(jìn)行update操作

源碼中,還拋出了兩個(gè)方法用來(lái)操作 Dep.target ,具體如下

// 定義收集目標(biāo)棧
const targetStack = []

export function pushTarget (_target: Watcher) {
 if (Dep.target) targetStack.push(Dep.target)
 // 改變目標(biāo)指向
 Dep.target = _target
}

export function popTarget () {
 // 刪除當(dāng)前目標(biāo),重算指向
 Dep.target = targetStack.pop()
}

2.2、 Watcher

Watcher 意為觀察者,它負(fù)責(zé)做的事情就是訂閱 Dep ,當(dāng)Dep 發(fā)出消息傳遞(notify)的時(shí)候,所以訂閱著 Dep 的 Watchers 會(huì)進(jìn)行自己的 update 操作。廢話不多說(shuō),直接看源碼就知道了。

export default class Watcher {
 vm: Component;
 expression: string;
 cb: Function;

 constructor (
  vm: Component,
  expOrFn: string | Function,
  cb: Function,
  options?: Object
 ) {
  this.vm = vm
  vm._watchers.push(this)
  this.cb = cb
  // parse expression for getter
  if (typeof expOrFn === 'function') {
   this.getter = expOrFn
  } else {
   // 解析表達(dá)式
   this.getter = parsePath(expOrFn)
   if (!this.getter) {
    this.getter = function () {}
   }
  }
  this.value = this.get()
 }

 get () {
  // 將目標(biāo)收集到目標(biāo)棧
  pushTarget(this)
  const vm = this.vm
  
  let value = this.getter.call(vm, vm)
  // 刪除目標(biāo)
  popTarget()
  
  return value
 }

 // 訂閱 Dep,同時(shí)讓 Dep 知道自己訂閱著它
 addDep (dep: Dep) {
  const id = dep.id
  if (!this.newDepIds.has(id)) {
   this.newDepIds.add(id)
   this.newDeps.push(dep)
   if (!this.depIds.has(id)) {
    // 收集訂閱者
    dep.addSub(this)
   }
  }
 }

 // 訂閱者'消費(fèi)'動(dòng)作,當(dāng)接收到變更時(shí)則會(huì)執(zhí)行
 update () {
  this.run()
 }

 run () {
  const value = this.get()
  const oldValue = this.value
  this.value = value
  this.cb.call(this.vm, value, oldValue)
 }
}

上述代碼中,我刪除了一些與目前探討無(wú)關(guān)的代碼,如果需要進(jìn)行詳細(xì)研究的,可以自行查閱 vue2.5.3 版本的源碼。

現(xiàn)在再去看 Dep 和 Watcher,我們需要知道兩個(gè)點(diǎn)

  1. Dep 負(fù)責(zé)收集所有的訂閱者 Watcher ,具體誰(shuí)不用管,具體有多少也不用管,只需要通過(guò) target 指向的計(jì)算去收集訂閱其消息的 Watcher 即可,然后只需要做好消息發(fā)布 notify 即可。
  2. Watcher 負(fù)責(zé)訂閱 Dep ,并在訂閱的時(shí)候讓 Dep 進(jìn)行收集,接收到 Dep 發(fā)布的消息時(shí),做好其 update 操作即可。

兩者看似相互依賴,實(shí)則卻保證了其獨(dú)立性,保證了模塊的單一性。

更多的應(yīng)用

vue 還有一些地方用到了"萬(wàn)能"的觀察者模式,比如我們熟知的組件之間的事件傳遞,$on 以及 $emit 的設(shè)計(jì)。

$emit 負(fù)責(zé)發(fā)布消息,并對(duì)訂閱者 $on 做統(tǒng)一消費(fèi),即執(zhí)行 cbs 里面所有的事件。

Vue.prototype.$on = function (event: string | Array<string>, fn: Function): Component {
 const vm: Component = this
 if (Array.isArray(event)) {
  for (let i = 0, l = event.length; i < l; i++) {
   this.$on(event[i], fn)
  }
 } else {
  (vm._events[event] || (vm._events[event] = [])).push(fn)
 }
 return vm
}

Vue.prototype.$emit = function (event: string): Component {
 const vm: Component = this
 let cbs = vm._events[event]
 if (cbs) {
  cbs = cbs.length > 1 ? toArray(cbs) : cbs
  const args = toArray(arguments, 1)
  for (let i = 0, l = cbs.length; i < l; i++) {
   cbs[i].apply(vm, args)
  }
 }
 return vm
}

總結(jié)

本文探討了觀察者模式的基本概念、適用場(chǎng)景,以及在 vue 源碼中的具體應(yīng)用。這一節(jié)將總結(jié)一下觀察者模式的一些優(yōu)缺點(diǎn)

  1. 目標(biāo)和觀察者間的抽象耦合:一個(gè)目標(biāo)只知道他有一系列的觀察者(目標(biāo)進(jìn)行依賴收集),卻不知道其中任意一個(gè)觀察者屬于哪一個(gè)具體的類,這樣目標(biāo)與觀察者之間的耦合是抽象的和最小的。
  2. 支持廣播通信:觀察者里面的通信,不像其它通常的一些請(qǐng)求需要指定它的接受者。通知將會(huì)自動(dòng)廣播給所有已訂閱該目標(biāo)對(duì)象的相關(guān)對(duì)象,即上文中的 dep.notify() 。當(dāng)然,目標(biāo)對(duì)象并不關(guān)心到底有多少對(duì)象對(duì)自己感興趣,它唯一的職責(zé)就是通知它的各位觀察者,處理還是忽略一個(gè)通知取決于觀察者本身。
  3. 一些意外的更新:因?yàn)橐粋€(gè)觀察者它自己并不知道其它觀察者的存在,它可能對(duì)改變目標(biāo)的最終代價(jià)一無(wú)所知。如果觀察者直接在目標(biāo)上做操作的話,可能會(huì)引起一系列對(duì)觀察者以及依賴于這些觀察者的那些對(duì)象的更新,所以一般我們會(huì)把一些操作放在目標(biāo)內(nèi)部,防止出現(xiàn)上述的問(wèn)題。

OK,本文到這就差不多了,更多的源碼設(shè)計(jì)思路細(xì)節(jié)將在同系列的其它文章中進(jìn)行一一解讀。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持億速云。

向AI問(wèn)一下細(xì)節(jié)

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