Vue源码分析之响应式对象（八）

Vue的一个最大的特点就是数据响应式，修改数据之后即会更新视图，这样我们只需要聚焦在数据上，不必过多关注怎么取修改视图。Vue的数据响应主要是通过ES5中的Object.defineProperty()来实现的，具体怎么实现的，让我们从源码的角度分析。

首先，在初始化的过程中，Vue就会为data和props里的属性加上响应式。在new Vue的过程中会执行initState(vm)函数，该函数在'core/instance/state.js'中被定义

可以看到该函数的主要功能是初始化props，methods, data, computed等等。这里我们先关注

export function initState (vm: Component) {
  vm._watchers = []
  const opts = vm.$options
  if (opts.props) initProps(vm, opts.props)
  if (opts.methods) initMethods(vm, opts.methods)
  if (opts.data) {
    initData(vm)
  } else {
    observe(vm._data = {}, true /* asRootData */)
  }
  if (opts.computed) initComputed(vm, opts.computed)
  if (opts.watch && opts.watch !== nativeWatch) {
    initWatch(vm, opts.watch)
  }
}

在initProps中，主要完成的是拿到vm实例中的props，然后对props进行校验。同时使用defineReactive()函数对props中的值实现响应式。并在最后使用代理proxy将this.vm.xxx代理到this.xxx，方便用户访问。

function initProps (vm: Component, propsOptions: Object) {
  const propsData = vm.$options.propsData || {}
  const props = vm._props = {}
  // cache prop keys so that future props updates can iterate using Array
  // instead of dynamic object key enumeration.
  const keys = vm.$options._propKeys = []
  const isRoot = !vm.$parent
  // root instance props should be converted
  if (!isRoot) {
    toggleObserving(false)
  }
  for (const key in propsOptions) {
    keys.push(key)
    const value = validateProp(key, propsOptions, propsData, vm)
    /* istanbul ignore else */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      const hyphenatedKey = hyphenate(key)
      if (isReservedAttribute(hyphenatedKey) ||
          config.isReservedAttr(hyphenatedKey)) {
        warn(
          `"${hyphenatedKey}" is a reserved attribute and cannot be used as component prop.`,
          vm
        )
      }
      defineReactive(props, key, value, () => {
        if (vm.$parent && !isUpdatingChildComponent) {
          warn(
            `Avoid mutating a prop directly since the value will be ` +
            `overwritten whenever the parent component re-renders. ` +
            `Instead, use a data or computed property based on the prop's ` +
            `value. Prop being mutated: "${key}"`,
            vm
          )
        }
      })
    } else {
      defineReactive(props, key, value)
    }
    // static props are already proxied on the component's prototype
    // during Vue.extend(). We only need to proxy props defined at
    // instantiation here.
    if (!(key in vm)) {
      proxy(vm, `_props`, key)
    }
  }
  toggleObserving(true)
}

在initData中，首先是对data进行一些判断，然后是比较data中的属性跟props和methods中的名字是否有相同的，有的话就抛出警告。最后同样使用proxy函数对data进行代理，使得使用this.xxx能够访问到props中的属性，最后使用observe函数观察data中的数据。

function initData (vm: Component) {
  let data = vm.$options.data
  data = vm._data = typeof data === 'function'
    ? getData(data, vm)
    : data || {}
  if (!isPlainObject(data)) {
    data = {}
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      'data functions should return an object:\n' +
      'https://vuejs.org/v2/guide/components.html#data-Must-Be-a-Function',
      vm
    )
  }
  // proxy data on instance
  const keys = Object.keys(data)
  const props = vm.$options.props
  const methods = vm.$options.methods
  let i = keys.length
  while (i--) {
    const key = keys[i]
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      if (methods && hasOwn(methods, key)) {
        warn(
          `Method "${key}" has already been defined as a data property.`,
          vm
        )
      }
    }
    if (props && hasOwn(props, key)) {
      process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
        `The data property "${key}" is already declared as a prop. ` +
        `Use prop default value instead.`,
        vm
      )
    } else if (!isReserved(key)) {
      proxy(vm, `_data`, key)
    }
  }
  // observe data
  observe(data, true /* asRootData */)
}

observe函数定义在'core/observer/index.js'中，主要完成的功能是对于传进来的value值，首先判断是不是对象或者是不是VNode的实例，如果不是对象或者是VNode的实例，则直接返回。

然后判断该对象有没有'__ob__'属性以及该属性是不是Oberserver类的实例，是的话赋值给ob，最后返回ob。否则value是不是数组，或者是不是对象，以及value是不是可扩展。是的话就创建一个Observer类。

export function observe (value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void {
  if (!isObject(value) || value instanceof VNode) {
    return
  }
  let ob: Observer | void
  if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) {
    ob = value.__ob__
  } else if (
    shouldObserve &&
    !isServerRendering() &&
    (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) &&
    Object.isExtensible(value) &&
    !value._isVue
  ) {
    ob = new Observer(value)
  }
  if (asRootData && ob) {
    ob.vmCount++
  }
  return ob
}

Observer类完成了什么功能。在构造函数中，对属性进行初始化，然后使用def函数将this(也即是ob对象)定义到value(也即是data对象)中，这里为什么要用def函数而不直接用value['__ob__'] = this呢？原因应该是__ob__不是一个响应式的，所以在下面的walk函数中不用在value的属性中进行遍历，所以设置它的emurable为false(!!undefined)。

然后判断vaule对象是不是数组，是的话调用observeArray函数，不是的话调用walk函数。

在walk函数中，主要完成的功能是对对象中的每个属性调用defineReactive函数实现响应式。

在observeArray函数中，主要是对数组中的每个值调用observe函数，因为数组中可能还会有数组。

export class Observer {
  value: any;
  dep: Dep;
  vmCount: number; // number of vms that has this object as root $data

  constructor (value: any) {
    this.value = value
    this.dep = new Dep()
    this.vmCount = 0
    def(value, '__ob__', this)
    if (Array.isArray(value)) {
      const augment = hasProto
        ? protoAugment
        : copyAugment
      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
      this.observeArray(value)
    } else {
      this.walk(value)
    }
  }

  /**
   * Walk through each property and convert them into
   * getter/setters. This method should only be called when
   * value type is Object.
   */
  walk (obj: Object) {
    const keys = Object.keys(obj)
    for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
      defineReactive(obj, keys[i])
    }
  }

  /**
   * Observe a list of Array items.
   */
  observeArray (items: Array) {
    for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
      observe(items[i])
    }
  }
}

export function def (obj: Object, key: string, val: any, enumerable?: boolean) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    value: val,
    enumerable: !!enumerable,
    writable: true,
    configurable: true
  })
}

最后看看defineReactive函数中完成了什么功能。首先拿到该属性的描述符，判断该属性的configurable是不是false，如果是的话直接返回。

然后得到属性描述符中的getter和setter，如果传入的参数只有两个，则把该属性对应的值赋给val。并对val调用observe函数进行递归地观察。同时设置属性的get和set，它们主要完成了依赖的收集和派发更新。具体内容之后再分析。

export function defineReactive (
  obj: Object,
  key: string,
  val: any,
  customSetter?: ?Function,
  shallow?: boolean
) {
  const dep = new Dep()

  const property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key)
  if (property && property.configurable === false) {
    return
  }

  // cater for pre-defined getter/setters
  const getter = property && property.get
  const setter = property && property.set
  if ((!getter || setter) && arguments.length === 2) {
    val = obj[key]
  }

  let childOb = !shallow && observe(val)
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter () {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {
        dep.depend()
        if (childOb) {
          childOb.dep.depend()
          if (Array.isArray(value)) {
            dependArray(value)
          }
        }
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      /* eslint-disable no-self-compare */
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
        return
      }
      /* eslint-enable no-self-compare */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && customSetter) {
        customSetter()
      }
      if (setter) {
        setter.call(obj, newVal)
      } else {
        val = newVal
      }
      childOb = !shallow && observe(newVal)
      dep.notify()
    }
  })
}

总结

在对props和data进行响应式处理时，主要是对属性调用defineReactive函数。

对于data，则会先调用observe函数，判断data中是否已经对属性进行了响应式处理，添加了__ob__属性，没有的话，则实例化Observer类。在该类中，会对__ob__属性进行挂载。同时也会判断属性值的类型，如果是数组的话，则会仔调用obeserve函数，实现对每一个值的监听。如果不是的话，则直接调用defineReactive函数。

在defindeReactive函数中，还会对属性值调用observe函数。为什么呢？想象一下，一开始，直接对data调用observe函数，但是data是一个对象，并不是数组。所以会直接调用defineReactive函数，但是data对象中可能会有数组，会有对象，所以在defineReactive中还会再调用observe函数对每个属性进行响应式初始化处理。