defineProperty和Proxy如何实现的响应式系统
这篇文章主要介绍了defineProperty和Proxy如何实现的响应式系统，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。
一、极简双向绑定
首先从最简单的双向绑定入手：
// html
// jslet input = document.getElementById('input')let span = document.getElementById('span')input.addEventListener('keyup', function(e) { span[xss_clean] = e.target.value})以上似乎运行起来也没毛病，但我们要的是数据驱动，而不是直接操作dom：
// 操作obj数据来驱动更新let obj = {}let input = document.getElementById('input')let span = document.getElementById('span')Object.defineProperty(obj, 'text', { configurable: true, enumerable: true, get() { console.log('获取数据了') return obj.text }, set(newVal) { console.log('数据更新了') input.value = newVal span[xss_clean] = newVal }})input.addEventListener('keyup', function(e) { obj.text = e.target.value})以上就是一个简单的双向数据绑定，但显然是不足的，下面继续升级。
二、以defineProperty实现响应系统
在Vue3版本来临前以defineProperty实现的数据响应，基于发布订阅模式，其主要包含三部分：Observer、Dep、Watcher。
1. 一个思路例子
// 需要劫持的数据let data = { a: 1, b: { c: 3 }}// 劫持数据dataobserver(data)// 监听订阅数据data的属性new Watch('a', () => { alert(1)})new Watch('a', () => { alert(2)})new Watch('b.c', () => { alert(3)})以上就是一个简单的劫持和监听流程，那对应的observer和Watch该如何实现？
2. Observer
observer的作用就是劫持数据，将数据属性转换为访问器属性，理一下实现思路：
①Observer需要将数据转化为响应式的，那它就应该是一个函数(类)，能接收参数。
②为了将数据变成响应式，那需要使用Object.defineProperty。
③数据不止一种类型，这就需要递归遍历来判断。
// 定义一个类供传入监听数据class Observer { constructor(data) { let keys = Object.keys(data) for (let i = 0; i < keys.length; i++) { defineReactive(data, keys[i], data[keys[i]]) } }}// 使用Object.definePropertyfunction defineReactive (data, key, val) { // 每次设置访问器前都先验证值是否为对象，实现递归每个属性 observer(val) // 劫持数据属性 Object.defineProperty(data, key, { configurable: true, enumerable: true, get () { return val }, set (newVal) { if (newVal === val) { return } else { data[key] = newVal // 新值也要劫持 observer(newVal) } } })}// 递归判断function observer (data) { if (Object.prototype.toString.call(data) === '[object, Object]') { new Observer(data) } else { return }}// 监听objobserver(data)3. Watcher
根据new Watch('a', () => {alert(1)})我们猜测Watch应该是这样的：
class Watch { // 第一个参数为表达式，第二个参数为回调函数 constructor (exp, cb) { this.exp = exp this.cb = cb }}那Watch和observer该如何关联？想想它们之间有没有关联的点？似乎可以从exp下手，这是它们共有的点：
class Watch { // 第一个参数为表达式，第二个参数为回调函数 constructor (exp, cb) { this.exp = exp this.cb = cb data[exp] // 想想多了这句有什么作用 }}data[exp]这句话是不是表示在取某个值，如果exp为a的话，那就表示data.a，在这之前data下的属性已经被我们劫持为访问器属性了，那这就表明我们能触发对应属性的get函数，那这就与observer产生了关联，那既然如此，那在触发get函数的时候能不能把触发者Watch给收集起来呢？此时就得需要一个桥梁Dep来协助了。
4. Dep
思路应该是data下的每一个属性都有一个唯一的Dep对象，在get中收集仅针对该属性的依赖，然后在set方法中触发所有收集的依赖，这样就搞定了，看如下代码：
class Dep { constructor () { // 定义一个收集对应属性依赖的容器 this.subs = [] } // 收集依赖的方法 addSub () { // Dep.target是个全局变量，用于存储当前的一个watcher this.subs.push(Dep.target) } // set方法被触发时会通知依赖 notify () { for (let i = 1; i < this.subs.length; i++) { this.subs[i].cb() } }}Dep.target = nullclass Watch { constructor (exp, cb) { this.exp = exp this.cb = cb // 将Watch实例赋给全局变量Dep.target，这样get中就能拿到它了 Dep.target = this data[exp] }}此时对应的defineReactive我们也要增加一些代码：
function defineReactive (data, key, val) { observer() let dep = new Dep() // 新增：这样每个属性就能对应一个Dep实例了 Object.defineProperty(data, key, { configurable: true, enumerable: true, get () { dep.addSub() // 新增：get触发时会触发addSub来收集当前的Dep.target，即watcher return val }, set (newVal) { if (newVal === val) { return } else { data[key] = newVal observer(newVal) dep.notify() // 新增：通知对应的依赖 } } })}至此observer、Dep、Watch三者就形成了一个整体，分工明确。但还有一些地方需要处理，比如我们直接对被劫持过的对象添加新的属性是监测不到的，修改数组的元素值也是如此。这里就顺便提一下Vue源码中是如何解决这个问题的：
对于对象：Vue中提供了Vue.set和vm.$set这两个方法供我们添加新的属性，其原理就是先判断该属性是否为响应式的，如果不是，则通过defineReactive方法将其转为响应式。
对于数组：直接使用下标修改值还是无效的，Vue只hack了数组中的七个方法：pop','push','shift','unshift','splice','sort','reverse'，使得我们用起来依旧是响应式的。其原理是：在我们调用数组的这七个方法时，Vue会改造这些方法，它内部同样也会执行这些方法原有的逻辑，只是增加了一些逻辑：取到所增加的值，然后将其变成响应式，然后再手动出发dep.notify()
三、以Proxy实现响应系统
Proxy是在目标前架设一层"拦截"，外界对该对象的访问，都必须先通过这层拦截，因此提供了一种机制，可以对外界的访问进行过滤和改写，我们可以这样认为，Proxy是Object.defineProperty的全方位加强版。
依旧是三大件：Observer、Dep、Watch，我们在之前的基础再完善这三大件。
1. Dep
let uid = 0 // 新增：定义一个idclass Dep { constructor () { this.id = uid++ // 新增：给dep添加id，避免Watch重复订阅 this.subs = [] } depend() { // 新增：源码中在触发get时是先触发depend方法再进行依赖收集的，这样能将dep传给Watch Dep.target.addDep(this); } addSub () { this.subs.push(Dep.target) } notify () { for (let i = 1; i < this.subs.length; i++) { this.subs[i].cb() } }}2. Watch
class Watch { constructor (exp, cb) { this.depIds = {} // 新增：储存订阅者的id，避免重复订阅 this.exp = exp this.cb = cb Dep.target = this data[exp] // 新增：判断是否订阅过该dep，没有则存储该id并调用dep.addSub收集当前watcher addDep (dep) { if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) { dep.addSub(this) this.depIds[dep.id] = dep } } // 新增：将订阅者放入待更新队列等待批量更新 update () { pushQueue(this) } // 新增：触发真正的更新操作 run () { this.cb() } }}3. Observer
与Object.defineProperty监听属性不同，Proxy可以监听(实际是代理)整个对象，因此就不需要遍历对象的属性依次监听了，但是如果对象的属性依然是个对象，那么Proxy也无法监听，所以依旧使用递归套路即可。
function Observer (data) { let dep = new Dep() return new Proxy(data, { get () { // 如果订阅者存在，进去depend方法 if (Dep.target) { dep.depend() } // Reflect.get了解一下 return Reflect.get(data, key) }, set (data, key, newVal) { // 如果值未变，则直接返回，不触发后续操作 if (Reflect.get(data, key) === newVal) { return } else { // 设置新值的同时对新值判断是否要递归监听 Reflect.set(target, key, observer(newVal)) // 当值被触发更改的时候，触发Dep的通知方法 dep.notify(key) } } })}// 递归监听function observer (data) { // 如果不是对象则直接返回 if (Object.prototype.toString.call(data) !== '[object, Object]') { return data } // 为对象时则递归判断属性值 Object.keys(data).forEach(key => { data[key] = observer(data[key]) }) return Observer(data)}// 监听objObserver(data)至此就基本完成了三大件了，同时其不需要hack也能对数组进行监听。
四、触发依赖收集与批量异步更新
完成了响应式系统，也顺便提一下Vue源码中是如何触发依赖收集与批量异步更新的。
1. 触发依赖收集
在Vue源码中的$mount方法调用时会间接触发了一段代码：
vm._watcher = new Watcher(vm, () => { vm._update(vm._render(), hydrating)}, noop)这使得new Watcher()会先对其传入的参数进行求值，也就间接触发了vm._render()，这其实就会触发了对数据的访问，进而触发属性的get方法而达到依赖的收集。
2. 批量异步更新
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。
根据以上这段官方文档，这个队列主要是异步和去重，首先我们来整理一下思路：
需要有一个队列来存储一个事件循环中的数据变更，且要对它去重。
将当前事件循环中的数据变更添加到队列。
异步的去执行这个队列中的所有数据变更。
// 使用Set数据结构创建一个队列，这样可自动去重let queue = new Set()// 在属性出发set方法时会触发watcher.update，继而执行以下方法function pushQueue (watcher) { // 将数据变更添加到队列 queue.add(watcher) // 下一个tick执行该数据变更,所以nextTick接受的应该是一个能执行queue队列的函数 nextTick('一个能遍历执行queue的函数')}// 用Promise模拟nextTickfunction nextTick('一个能遍历执行queue的函数') { Promise.resolve().then('一个能遍历执行queue的函数')}以上已经有个大体的思路了，那接下来完成'一个能遍历执行queue的函数'：
// queue是一个数组，所以直接遍历执行即可function flushQueue () { queue.forEach(watcher => { // 触发watcher中的run方法进行真正的更新操作 watcher.run() }) // 执行后清空队列 queue = new Set()}还有一个问题，那就是同一个事件循环中应该只要触发一次nextTick即可，而不是每次添加队列时都触发：
// 设置一个是否触发了nextTick的标识let waiting = falsefunction pushQueue (watcher) { queue.add(watcher) if (!waiting) { // 保证nextTick只触发一次 waiting = true nextTick('一个能遍历执行queue的函数') }}完整代码如下：
// 定义队列let queue = new Set()// 供传入nextTick中的执行队列的函数function flushQueue () { queue.forEach(watcher => { watcher.run() }) queue = new Set()}// nextTickfunction nextTick(flushQueue) { Promise.resolve().then(flushQueue)}// 添加到队列并调用nextTicklet waiting = falsefunction pushQueue (watcher) { queue.add(watcher) if (!waiting) { waiting = true nextTick(flushQueue) }}感谢你能够认真阅读完这篇文章，希望小编分享的"defineProperty和Proxy如何实现的响应式系统"这篇文章对大家有帮助，同时也希望大家多多支持，关注行业资讯频道，更多相关知识等着你来学习!
