computed的原理

Jouryjc發表於2019-03-04

工具推薦

推薦vue/cli的一個工具,零配置直接執行vue檔案。

安裝方法:

npm install -g @vue/cli-service-global
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使用方法:

vue serve
# or
vue serve MyComponent.vue
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computed

這篇文章分享一下computed計算屬性的實現原理。首先分享一個工作中遇到的code review問題!利用3分鐘先看一個例子:

<template>
    <div>
        <p>valueText:{{ valueText }}</p>
        <p>xxx:{{ xxx }}</p>
        <button @click="changeValue">改變 abc 和 xxx 的值</button>
    </div>
</template>

<script>
    export default {
        data () {
            return {
                xxx: false
            }
        },

        computed: {
            valueText () {
                return this.abc && this.xxx;
            }
        },

        created () {
            this.abc = false;
        },

        methods:{
            changeValue () {
                this.abc = true;
                this.xxx = true;
            }
        }
    }
</script>
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按鈕點選前後分別輸出什麼?

點選前
點選後

上面的答案是不是如你所想呢?

又或者有為什麼點選後valueText不是true的疑問?如果有,就繼續往下通過原始碼分析computed的原理!

// new Vue之後就呼叫_init方法
  Vue.prototype._init = function (options?: Object) {
    const vm: Component = this
    ......
    vm._self = vm

    // 初始化生命週期
    initLifecycle(vm)

    // 初始化事件中心
    initEvents(vm)

    // 初始化渲染
    initRender(vm)
    callHook(vm, `beforeCreate`)

    // 初始化注入
    initInjections(vm) // resolve injections before data/props

    // 初始化狀態
    // 初始化 props、data、methods、watch、computed 等屬性
    initState(vm)

    initProvide(vm) // resolve provide after data/props
    callHook(vm, `created`)
    ......
  }
}
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在Vue例項初始化時,注意到有一個 initState 的方法。這個方法就是初始化 props、data、methods、watch、computed 等屬性。進入函式體裡面繼續看:

export function initState (vm: Component) {
  vm._watchers = []
  const opts = vm.$options
  if (opts.props) initProps(vm, opts.props) // 初始化props
  if (opts.methods) initMethods(vm, opts.methods) // 初始化事件
  if (opts.data) {
    initData(vm)  // 初始化data
  } else {
    observe(vm._data = {}, true /* asRootData */)
  }
  if (opts.computed) initComputed(vm, opts.computed)  // 初始化computed
  if (opts.watch && opts.watch !== nativeWatch) {
    initWatch(vm, opts.watch)
  }
}
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非常簡單,就是對一些屬性做初始化呼叫,本文重點是 computed !好,繼續看 initComputed 的內容:

const computedWatcherOptions = { computed: true }

// 定義computed屬性
function initComputed (vm: Component, computed: Object) {
  // 先宣告一個computedWatcher空物件
  const watchers = vm._computedWatchers = Object.create(null)

  // 判斷是不是服務端渲染
  const isSSR = isServerRendering()

  // 遍歷computed中的物件
  for (const key in computed) {
    const userDef = computed[key]

    // 獲取屬性的getter方法,這裡有兩種情況:是函式就直接獲取,是物件就獲取get值
    const getter = typeof userDef === `function` ? userDef : userDef.get
    if (process.env.NODE_ENV !== `production` && getter == null) {
      warn(
        `Getter is missing for computed property "${key}".`,
        vm
      )
    }

    // 非服務端渲染,new一個computed watcher例項。
    if (!isSSR) {
      watchers[key] = new Watcher(
        vm,
        getter || noop,
        noop,
        computedWatcherOptions
      )
    }

    // 不存在Vue例項中,就去定義
    if (!(key in vm)) {
      defineComputed(vm, key, userDef)
    } else if (process.env.NODE_ENV !== `production`) {

      // 開發環境下判斷computed的key不能跟data或props同名
      if (key in vm.$data) {
        warn(`The computed property "${key}" is already defined in data.`, vm)
      } else if (vm.$options.props && key in vm.$options.props) {
        warn(`The computed property "${key}" is already defined as a prop.`, vm)
      }
    }
  }
}
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到這裡,我們先不去深入 computed watcher 例項的宣告,先看 defineComputed :

export function defineComputed (
  target: any,
  key: string,
  userDef: Object | Function
) {

  // 不是服務端渲染shouldCache為true
  const shouldCache = !isServerRendering() 

  // 如果是使用者定義的函式
  if (typeof userDef === `function`) {
    sharedPropertyDefinition.get = shouldCache
      ? createComputedGetter(key)
      : userDef
    sharedPropertyDefinition.set = noop

  // 不是函式,也就是物件,那麼獲取使用者定義的getter和setter方法
  } else {
    sharedPropertyDefinition.get = userDef.get
      ? shouldCache && userDef.cache !== false
        ? createComputedGetter(key)
        : userDef.get
      : noop
    sharedPropertyDefinition.set = userDef.set
      ? userDef.set
      : noop
  }
  if (process.env.NODE_ENV !== `production` &&
      sharedPropertyDefinition.set === noop) {
    sharedPropertyDefinition.set = function () {
      warn(
        `Computed property "${key}" was assigned to but it has no setter.`,
        this
      )
    }
  }
  Object.defineProperty(target, key, sharedPropertyDefinition)
}
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sharedPropertyDefinition結構如下:

const sharedPropertyDefinition = {
  enumerable: true,
  configurable: true,
  get: noop,
  set: noop
}
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sharedPropertyDefinition 的 get 函式也就是 createComputedGetter(key) 的結果:

// 建立計算屬性的getter方法
function createComputedGetter (key) {
  return function computedGetter () {

    const watcher = this._computedWatchers && this._computedWatchers[key]

    if (watcher) {
      watcher.depend()  // 收集依賴
      return watcher.evaluate() // 計算屬性的值
    }
  }
}
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當計算屬性被呼叫時便會執行 get 訪問函式,從而關聯上觀察者物件 watcher 然後執行
wather.depend() 收集依賴和 watcher.evaluate() 計算求值。

OK,下面我們回到computed watcher的例項化:

watchers[key] = new Watcher(
        vm,
        getter || noop,
        noop,
        computedWatcherOptions
      )
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這裡的引數意義都比較清晰。 vm 指的 Vue 例項, getter 指的是計算屬性的 getter 方法, computedWatcherOptions 即表明這是一個 computed watcher 。

export default class Watcher {
  constructor (
    vm: Component,
    expOrFn: string | Function,
    cb: Function,
    options?: ?Object,
    isRenderWatcher?: boolean
  ) {
    this.vm = vm
    if (isRenderWatcher) {
      vm._watcher = this
    }

    vm._watchers.push(this)
    // options
    if (options) {
      this.deep = !!options.deep
      this.user = !!options.user
      this.computed = !!options.computed
      this.sync = !!options.sync
      this.before = options.before
    } else {
      this.deep = this.user = this.computed = this.sync = false
    }
    this.cb = cb
    this.id = ++uid // uid for batching
    this.active = true
    this.dirty = this.computed // for computed watchers
    this.deps = []
    this.newDeps = []
    this.depIds = new Set()
    this.newDepIds = new Set()
    this.expression = process.env.NODE_ENV !== `production`
      ? expOrFn.toString()
      : ``
    // 對於computed watcher這裡是一個getter函式,賦值給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
        )
      }
    }

    // 計算屬性執行到這裡為true
    if (this.computed) {

      // 和其他watcher的區別,計算屬性這裡並不會立刻返回求值
      this.value = undefined

      // 建立了該屬性的訊息訂閱器
      this.dep = new Dep()
    } else {
      this.value = this.get()
    }
  }
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export default class Dep {
  static target: ?Watcher;
  id: number;
  subs: Array<Watcher>;

  constructor () {
    this.id = uid++
    this.subs = []
  }

  addSub (sub: Watcher) {
    this.subs.push(sub)
  }

  removeSub (sub: Watcher) {
    remove(this.subs, 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()
    }
  }
}
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這裡Watcher和Dep的關係就是:

watcher 中例項化了 dep 並向 dep.subs 中新增了訂閱者,dep 通過 notify 遍歷了 dep.subs 通知每個 watcher 更新。

當獲取到計算屬性的值時,就會執行getter函式,即

if (watcher) {
      watcher.depend() 
      return watcher.evaluate() 
}
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再看到watcher物件中的depend和evaluate方法:

depend () {
    // Dep.target代表的是渲染watcher
    // 在獲取計算屬性值時,觸發其他響應式資料的getter,此時Dep.target代表的是computed watcher
    if (this.dep && Dep.target) {

      // 渲染watcher訂閱computed watcher的變化
      this.dep.depend()
    }
  }
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evaluate () {
    if (this.dirty) {
      // 這裡的get就是computed上的getter函式
      this.value = this.get()
      this.dirty = false
    }

    // 返回getter的值
    return this.value
  }
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以上就是計算屬性getter的整個過程,這裡稍微總結一下:

  • new Vue 或 Vue.extend 例項化一個元件時,data 或 computed 會各自建立響應式系統,Observer 遍歷 data 中每個屬性設定 get/set 資料攔截。對於 computed 屬性,會呼叫 initComputed 函式
  • 例項化一個computed watcher,其中會註冊依賴物件dep
  • 呼叫計算屬性的 watcher 執行 depend() 方法向自身的訊息訂閱器 dep 的 subs 中新增其他屬性的 watcher
  • 呼叫 watcher 的 evaluate 方法(進而呼叫 watcher 的 get 方法)讓自身成為其他 watcher 的訊息訂閱器的訂閱者,首先將 watcher 賦給 Dep.target,然後執行 getter 求值函式,當訪問求值函式裡面的屬性(比如來自 data、props 或其他 computed)時,會同樣觸發它們的 get 訪問器函式從而將該計算屬性的 watcher 新增到求值函式中屬性的 watcher 的訊息訂閱器 dep 中,當這些操作完成,最後關閉 Dep.target 賦為 null 並返回求值函式結果。

計算屬性的setter的流程比較簡單:

  • 呼叫 set 攔截函式,然後呼叫自身訊息訂閱器 dep 的 notify 方法,遍歷當前 dep 中儲存著所有訂閱者 wathcer 的 subs 陣列,並逐個呼叫 watcher 的 update 方法,完成響應更新。

現在再回頭去看第一個問題的答案就一清二楚了。計算屬性 valueText 因為 this.abc 為 undefined 並沒有收集到 this.abc 的變化。所以點選之後是 valueText 並不會改變。如果將兩個屬性調換位置,那麼就如我們所願了:

computed: {
    valueText () {
         return this.xxx && this.abc;
    }
}
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這裡可以得出結論:

computed屬性getter中,保證第一次呼叫時能執行到你所希望的監聽的繫結資料。

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