淺析Vue原始碼（三）—— initMixin(下)

這片文章主要是根據上一篇文章《淺析Vue原始碼（三）—— initMixin(上)》去解讀 initMixin後續的執行過程，上篇我們已經可以看到，接下來主要會發生這幾個操作過程：

initLifecycle(vm)
initEvents(vm)
initRender(vm)
callHook(vm, 'beforeCreate')
initInjections(vm)
initState(vm)
initProvide(vm)
callHook(vm, 'created')
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在瞭解之前，首選我們需要了解一下響應式資料原理，也就是我們常說的：訂閱-釋出 模式。

接下來我主要從Observe、Observer、Watcher、Dep、defineReactive來解析：

Observe

這個函式定義在core檔案下observer的index.js檔案中，傳送地址。

/**
 * Attempt to create an observer instance for a value,
 * returns the new observer if successfully observed,
 * or the existing observer if the value already has one.
 嘗試建立一個Observer例項（__ob__），如果成功建立Observer例項則返回新的Observer例項，如果已有Observer例項則返回現有的Observer例項。
 */
export function observe (value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void {
  /*判斷是否是一個物件或者傳入的值是否是VNode的屬性*/
  if (!isObject(value) || value instanceof VNode) {
    return
  }
  let ob: Observer | void
  /*這裡用__ob__這個屬性來判斷是否已經有Observer例項，如果沒有Observer例項則會新建一個Observer例項並賦值給__ob__這個屬性，如果已有Observer例項則直接返回該Observer例項*/
  if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) {
    ob = value.__ob__
  } else if (
  /*這裡的判斷是為了確保value是單純的物件，而不是函式或者是Regexp等情況。*/
    shouldObserve &&
    !isServerRendering() &&
    (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) &&
    Object.isExtensible(value) &&
    !value._isVue
  ) {
    ob = new Observer(value)
  }
  if (asRootData && ob) {
  /*如果是，資料則計數，後面Observer中的observe的asRootData非true*/
    ob.vmCount++
  }
  return ob
}
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Vue的響應式資料都會有一個__ob__的屬性作為標記，裡面存放了該屬性的觀察器，也就是Observer的例項，防止重複繫結。

Observer

接下來看一下新建的Observer。Observer的作用就是遍歷物件的所有屬性將其進行雙向繫結。

/**
 * Observer class that is attached to each observed
 * object. Once attached, the observer converts the target
 * object's property keys into getter/setters that
 * collect dependencies and dispatch updates.
 */
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
    /*
    將Observer例項繫結到data的__ob__屬性上面去，之前說過observe的時候會先檢測是否已經有__ob__物件存放Observer例項了，def方法定義可以參考https://github.com/vuejs/vue/blob/dev/src/core/util/lang.js#L16
    */
    def(value, '__ob__', this)
     /*
          如果是陣列，將修改後可以截獲響應的陣列方法替換掉該陣列的原型中的原生方法，達到監聽陣列資料變化響應的效果。
          這裡如果當前瀏覽器支援__proto__屬性，則直接覆蓋當前陣列物件原型上的原生陣列方法，如果不支援該屬性，則直接覆蓋陣列物件的原型。
      */
    if (Array.isArray(value)) {
      const augment = hasProto
        ? protoAugment /*直接覆蓋原型的方法來修改目標物件*/
        : copyAugment  /*定義（覆蓋）目標物件或陣列的某一個方法*/
      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
      /*Github:https://github.com/answershuto*/
      /*如果是陣列則需要遍歷陣列的每一個成員進行observe*/
      this.observeArray(value)
    } else {
    /*如果是物件則直接walk進行繫結*/
      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)
    /*walk方法會遍歷物件的每一個屬性進行defineReactive繫結*/
    for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
      defineReactive(obj, keys[i])
    }
  }

  /**
   * Observe a list of Array items.
   */
  observeArray (items: Array<any>) {
  /*陣列需要便利每一個成員進行observe*/
    for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
      observe(items[i])
    }
  }
}
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Observer為資料加上響應式屬性進行雙向繫結。如果是物件則進行深度遍歷，為每一個子物件都繫結上方法，如果是陣列則為每一個成員都繫結上方法。

如果是修改一個陣列的成員，該成員是一個物件，那隻需要遞迴對陣列的成員進行雙向繫結即可。但這時候出現了一個問題？如果我們進行pop、push等操作的時候，push進去的物件根本沒有進行過雙向繫結，更別說pop了，那麼我們如何監聽陣列的這些變化呢？ Vue.js提供的方法是重寫push、pop、shift、unshift、splice、sort、reverse這七個陣列方法。修改陣列原型方法的程式碼可以參考observer/array.js以及observer/index.js。不過接下來聽說尤雨溪大神會通過proxy來監聽更多的陣列變化哦~

observer/array.js
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/*
 * not type checking this file because flow doesn't play well with
 * dynamically accessing methods on Array prototype
 */

import { def } from '../util/index'

/*取得原生陣列的原型*/
const arrayProto = Array.prototype
/*建立一個新的陣列物件，修改該物件上的陣列的七個方法，防止汙染原生陣列方法*/
export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)

/*這裡重寫了陣列的這些方法，在保證不汙染原生陣列原型的情況下重寫陣列的這些方法，截獲陣列的成員發生的變化，執行原生陣列操作的同時dep通知關聯的所有觀察者進行響應式處理*/
const methodsToPatch = [
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]

/**
 * Intercept mutating methods and emit events
 */
methodsToPatch.forEach(function (method) {
  // cache original method
   /*將陣列的原生方法快取起來，後面要呼叫*/
  const original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
    /*呼叫原生的陣列方法*/
    const result = original.apply(this, args)
    /*陣列新插入的元素需要重新進行observe才能響應式*/
    const ob = this.__ob__
    let inserted
    switch (method) {
      case 'push':
      case 'unshift':
        inserted = args
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2)
        break
    }
    if (inserted) ob.observeArray(inserted)
    // notify change
    /*dep通知所有註冊的觀察者進行響應式處理*/
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})
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從陣列的原型新建一個Object.create(arrayProto)物件，通過修改此原型可以保證原生陣列方法不被汙染。如果當前瀏覽器支援__proto__這個屬性的話就可以直接覆蓋該屬性則使陣列物件具有了重寫後的陣列方法。如果沒有該屬性的瀏覽器，則必須通過遍歷def所有需要重寫的陣列方法，這種方法效率較低，所以優先使用第一種。

在保證不汙染不覆蓋陣列原生方法新增監聽，主要做了兩個操作，第一是通知所有註冊的觀察者進行響應式處理，第二是如果是新增成員的操作，需要對新成員進行observe。

但是修改了陣列的原生方法以後我們還是沒法像原生陣列一樣直接通過陣列的下標或者設定length來修改陣列，可以通過Vue.set以及splice方法。

Watcher

Watcher是一個觀察者物件。依賴收集以後Watcher物件會被儲存在Deps中，資料變動的時候會由Deps通知Watcher例項，然後由Watcher例項回撥cb進行檢視的更新。

/* @flow */

import {
  warn,
  remove,
  isObject,
  parsePath,
  _Set as Set,
  handleError
} from '../util/index'

import { traverse } from './traverse'
import { queueWatcher } from './scheduler'
import Dep, { pushTarget, popTarget } from './dep'

import type { SimpleSet } from '../util/index'

let uid = 0

/**
 * A watcher parses an expression, collects dependencies,
 * and fires callback when the expression value changes.
 * This is used for both the $watch() api and directives.
 */
export default class Watcher {
  vm: Component;
  expression: string;
  cb: Function;
  id: number;
  deep: boolean;
  user: boolean;
  lazy: boolean;
  sync: boolean;
  dirty: boolean;
  active: boolean;
  deps: Array<Dep>;
  newDeps: Array<Dep>;
  depIds: SimpleSet;
  newDepIds: SimpleSet;
  before: ?Function;
  getter: Function;
  value: any;

  constructor (
    vm: Component,
    expOrFn: string | Function,
    cb: Function,
    options?: ?Object,
    isRenderWatcher?: boolean
  ) {
    this.vm = vm
    /*_watchers存放訂閱者例項*/
    if (isRenderWatcher) {
      vm._watcher = this
    }
    vm._watchers.push(this)
    // options
    if (options) {
      this.deep = !!options.deep
      this.user = !!options.user
      this.lazy = !!options.lazy
      this.sync = !!options.sync
      this.before = options.before
    } else {
      this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false
    }
    this.cb = cb
    this.id = ++uid // uid for batching
    this.active = true
    this.dirty = this.lazy // for lazy watchers
    this.deps = []
    this.newDeps = []
    this.depIds = new Set()
    this.newDepIds = new Set()
    this.expression = process.env.NODE_ENV !== 'production'
      ? expOrFn.toString()
      : ''
    // parse expression for getter
     /*把表示式expOrFn解析成getter*/
    if (typeof expOrFn === 'function') {
      this.getter = expOrFn
    } else {
      this.getter = parsePath(expOrFn)
      if (!this.getter) {
        this.getter = function () {}
        process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
          `Failed watching path: "${expOrFn}" ` +
          'Watcher only accepts simple dot-delimited paths. ' +
          'For full control, use a function instead.',
          vm
        )
      }
    }
    this.value = this.lazy
      ? undefined
      : this.get()
  }

  /**
   * Evaluate the getter, and re-collect dependencies.
   */
   /*獲得getter的值並且重新進行依賴收集*/
  get () {
  /*將自身watcher觀察者例項設定給Dep.target，用以依賴收集。*/
    pushTarget(this)
    let value
    const vm = this.vm
    /*
      執行了getter操作，看似執行了渲染操作，其實是執行了依賴收集。
      在將Dep.target設定為自生觀察者例項以後，執行getter操作。
      譬如說現在的的data中可能有a、b、c三個資料，getter渲染需要依賴a跟c，
      那麼在執行getter的時候就會觸發a跟c兩個資料的getter函式，
      在getter函式中即可判斷Dep.target是否存在然後完成依賴收集，
      將該觀察者物件放入閉包中的Dep的subs中去。
    */
    try {
      value = this.getter.call(vm, vm)
    } catch (e) {
      if (this.user) {
        handleError(e, vm, `getter for watcher "${this.expression}"`)
      } else {
        throw e
      }
    } finally {
      // "touch" every property so they are all tracked as
      // dependencies for deep watching
      /*如果存在deep，則觸發每個深層物件的依賴，追蹤其變化*/
      if (this.deep) {
      /*遞迴每一個物件或者陣列，觸發它們的getter，使得物件或陣列的每一個成員都被依賴收集，形成一個“深（deep）”依賴關係*/
        traverse(value)
      }
      /*將觀察者例項從target棧中取出並設定給Dep.target*/
      popTarget()
      this.cleanupDeps()
    }
    return value
  }

  /**
   * Add a dependency to this directive.
   */
   /*新增一個依賴關係到Deps集合中*/
  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)) {
        dep.addSub(this)
      }
    }
  }

  /**
   * Clean up for dependency collection.
   */
    /*清理依賴收集*/
  cleanupDeps () {
  /*移除所有觀察者物件*/
    let i = this.deps.length
    while (i--) {
      const dep = this.deps[i]
      if (!this.newDepIds.has(dep.id)) {
        dep.removeSub(this)
      }
    }
    let tmp = this.depIds
    this.depIds = this.newDepIds
    this.newDepIds = tmp
    this.newDepIds.clear()
    tmp = this.deps
    this.deps = this.newDeps
    this.newDeps = tmp
    this.newDeps.length = 0
  }

  /**
   * Subscriber interface.
   * Will be called when a dependency changes.
   */
   /*
      排程者介面，當依賴發生改變的時候進行回撥。
   */
  update () {
    /* istanbul ignore else */
    if (this.lazy) {
      this.dirty = true
    } else if (this.sync) {
    /*同步則執行run直接渲染檢視*/
      this.run()
    } else {
    /*非同步推送到觀察者佇列中，由排程者呼叫。*/
      queueWatcher(this)
    }
  }

  /**
   * Scheduler job interface.
   * Will be called by the scheduler.
   */
   /*
      排程者工作介面，將被排程者回撥。
    */
  run () {
    if (this.active) {
      const value = this.get()
      if (
        value !== this.value ||
        // Deep watchers and watchers on Object/Arrays should fire even
        // when the value is the same, because the value may
        // have mutated.
        /*
            即便值相同，擁有Deep屬性的觀察者以及在物件／陣列上的觀察者應該被觸發更新，因為它們的值可能發生改變。
        */
        isObject(value) ||
        this.deep
      ) {
        // set new value
        const oldValue = this.value
         /*設定新的值*/
        this.value = value
        /*觸發回撥渲染檢視*/
        if (this.user) {
          try {
            this.cb.call(this.vm, value, oldValue)
          } catch (e) {
            handleError(e, this.vm, `callback for watcher "${this.expression}"`)
          }
        } else {
          this.cb.call(this.vm, value, oldValue)
        }
      }
    }
  }

  /**
   * Evaluate the value of the watcher.
   * This only gets called for lazy watchers.
   */
   /*獲取觀察者的值*/
  evaluate () {
    this.value = this.get()
    this.dirty = false
  }

  /**
   * Depend on all deps collected by this watcher.
   */
   /*收集該watcher的所有deps依賴*/
  depend () {
    let i = this.deps.length
    while (i--) {
      this.deps[i].depend()
    }
  }

  /**
   * Remove self from all dependencies' subscriber list.
   */
    /*將自身從所有依賴收集訂閱列表刪除*/
  teardown () {
    if (this.active) {
      // remove self from vm's watcher list
      // this is a somewhat expensive operation so we skip it
      // if the vm is being destroyed.
      /*從vm例項的觀察者列表中將自身移除，由於該操作比較耗費資源，所以如果vm例項正在被銷燬則跳過該步驟。*/
      if (!this.vm._isBeingDestroyed) {
        remove(this.vm._watchers, this)
      }
      let i = this.deps.length
      while (i--) {
        this.deps[i].removeSub(this)
      }
      this.active = false
    }
  }
}
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Dep

Dep其實就是一個釋出者，可以訂閱多個觀察者，依賴收集之後Deps中會存在一個或多個Watcher物件，在資料變更的時候通知所有的Watcher。

/* @flow */

import type Watcher from './watcher'
import { remove } from '../util/index'
import config from '../config'

let uid = 0

/**
 * A dep is an observable that can have multiple
 * directives subscribing to it.
 */
export default class Dep {
  static target: ?Watcher;
  id: number;
  subs: Array<Watcher>;

  constructor () {
    this.id = uid++
    this.subs = []
  }
  /*新增一個觀察者物件*/
  addSub (sub: Watcher) {
    this.subs.push(sub)
  }
  /*移除一個觀察者物件*/
  removeSub (sub: Watcher) {
    remove(this.subs, sub)
  }
  /*依賴收集，當存在Dep.target的時候新增觀察者物件*/
  depend () {
    if (Dep.target) {
      Dep.target.addDep(this)
    }
  }
  /*通知所有訂閱者*/
  notify () {
    // stabilize the subscriber list first
    const subs = this.subs.slice()
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !config.async) {
      // subs aren't sorted in scheduler if not running async
      // we need to sort them now to make sure they fire in correct
      // order
      subs.sort((a, b) => a.id - b.id)
    }
    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.
/*依賴收集完需要將Dep.target設為null，防止後面重複新增依賴。*/
Dep.target = null
const targetStack = []

export function pushTarget (_target: ?Watcher) {
  if (Dep.target) targetStack.push(Dep.target)
  Dep.target = _target
}

export function popTarget () {
  Dep.target = targetStack.pop()
}
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defineReactive

接下來是defineReactive。defineReactive的作用是通過Object.defineProperty為資料定義上getter\setter方法，進行依賴收集後閉包中的Deps會存放Watcher物件。觸發setter改變資料的時候會通知Deps訂閱者通知所有的Watcher觀察者物件進行檢視的更新。

/**
 * Define a reactive property on an Object.
 */
export function defineReactive (
  obj: Object,
  key: string,
  val: any,
  customSetter?: ?Function,
  shallow?: boolean
) {
/*在閉包中定義一個dep物件*
  const dep = new Dep()

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

  // cater for pre-defined getter/setters
  /*如果之前該物件已經預設了getter以及setter函式則將其取出來，新定義的getter/setter中會將其執行，保證不會覆蓋之前已經定義的getter/setter。*/
  const getter = property && property.get
  const setter = property && property.set
  if ((!getter || setter) && arguments.length === 2) {
    val = obj[key]
  }
  
  /*物件的子物件遞迴進行observe並返回子節點的Observer物件*/
  let childOb = !shallow && observe(val)
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter () {
      /*如果原本物件擁有getter方法則執行*/
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {
       /*進行依賴收集*/
        dep.depend()
        if (childOb) {
         /*子物件進行依賴收集，其實就是將同一個watcher觀察者例項放進了兩個depend中，一個是正在本身閉包中的depend，另一個是子元素的depend*/
          childOb.dep.depend()
          if (Array.isArray(value)) {
          /*是陣列則需要對每一個成員都進行依賴收集，如果陣列的成員還是陣列，則遞迴。*/
            dependArray(value)
          }
        }
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
    /*通過getter方法獲取當前值，與新值進行比較，一致則不需要執行下面的操作*/
      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) {
      /*如果原本物件擁有setter方法則執行setter*/
        setter.call(obj, newVal)
      } else {
        val = newVal
      }
      /*新的值需要重新進行observe，保證資料響應式*/
      childOb = !shallow && observe(newVal)
      /*dep物件通知所有的觀察者*/
      dep.notify()
    }
  })
}
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現在再來看這張圖官方提供的解析圖是不是更清晰了呢？

要是喜歡可以給我一個star，github

在這裡要感謝染陌老師提供的思路。