系列文章:
- Vue源码解读(设计篇)
- Vue源码解读(Rollup篇)
- Vue源码解读(入口到构造函数整体流程)
介绍
分析过initState()
方法的整体流程,知道它会处理props
、methods
和data
等等相关的内容:
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)
}
}
那么深入响应式原理介绍会以initState()
方法开始,逐步分析Vue
中响应式的原理,下面这张图可以很好的展示响应式的原理。
前置核心概念
Object.defineProperty介绍
也许你已经从很多地方了解到,Vue.js
利用了Object.defineProperty(obj, key, descriptor)
方法来实现响应式,其中Object.defineProperty()
方法的参数介绍如下:
obj
:要定义其属性的对象。key
:要定义或修改属性的名称。descriptor
:要定义或修改属性的描述符。
其中descriptor
有很多可选的键值, 然而对Vue
响应式来说最重要的是get
和set
方法,它们分别会在获取属性值触发getter
和设置属性值的时候触发setter
。在介绍原理之前,来使用Object.defineProperty()
来实现一个简单的响应式例子:
function defineReactive (obj, key, val) {
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get: function reactiveGetter () {
console.log('get msg')
return val
},
set: function reactiveSetter (newVal) {
console.log('set msg')
val = newVal
}
})
}
const vm = {
msg: 'hello, Vue.js'
}
let msg = ''
defineReactive(vm, 'msg', vm.msg)
msg = vm.msg // get msg
vm.msg = 'Hello, Msg' // set msg
msg = vm.msg // get msg
为了在别的地方方便的使用Object.defineProperty()
方法,把其封装成一个defineReactive
函数。
proxy代理
在开发过程中,经常会直接使用this.xxx
的形式直接访问props
或者data
中的值,这是因为Vue
为props
和data
默认做了proxy
代理。关于什么是proxy
代理,请先看一个简单的例子:
this._data = {
name: 'AAA',
age: 23
}
// 代理前
console.log(this._data.name) // AAA
proxy(vm, '_data', key)
// 代理后
console.log(this.name) // AAA
接下来详细介绍proxy()
方法是如何实现的,在instance/state.js
文件中定义了proxy
方法,它的代码也很简单:
const sharedPropertyDefinition = {
enumerable: true,
configurable: true,
get: noop,
set: noop
}
export function proxy (target: Object, sourceKey: string, key: string) {
sharedPropertyDefinition.get = function proxyGetter () {
return this[sourceKey][key]
}
sharedPropertyDefinition.set = function proxySetter (val) {
this[sourceKey][key] = val
}
Object.defineProperty(target, key, sharedPropertyDefinition)
}
可以从上面的代码中发现,proxy
方法主要是做了属性的get
和set
方法劫持。
const name = this.name
this.name = 'BBB'
// 等价于
const name = this._data.name
this._data.name = 'BBB'
$options属性
在之前的介绍中, 知道当 初始化Vue
实例的时候传递的options
会根据不同的情况进行配置合并,关于具体的options
合并策略我们会在之后的章节详细介绍,现阶段我们只需要知道$options
可以拿到合并后的所有属性,例如props
、methods
以及data
等等。
假设定义了如下实例:
const vm = new Vue({
el: '#app',
props: {
msg: ''
},
data () {
return {
firstName: 'AAA',
lastName: 'BBB',
age: 23
}
},
methods: {
sayHello () {
console.log('Hello, Vue.js')
}
},
computed: {
fullName () {
return this.firstName + this.lastName
}
}
})
那么在之后可以通过下面的方式来取这些属性。
const opts = this.$options
const props = opts.props
const methods = opts.methods
const data = opts.data
const computed = opts.computed
const watch = opts.watch
// ...等等
props处理
介绍完以上前置核心概念后,第一个要学习的就是Vue.js
是如何处理与props
相关的逻辑的。把与props
相关的逻辑主要分成三个部分,分别是props
规范化、props
初始化和props
更新。
props规范化
在了解规范化之前,先来列举一下在日常的开发过程中,主要有如下几种撰写组件props
的方式:
- 数组形式:
props
可以写成一个数组,但数组中的key
元素必须为string
类型。
export default {
props: ['name', 'age']
}
- 键值不为对象:此种方式常见于只需要定义
key
类型的props
。
export default {
props: {
name: String
}
}
- 规范格式:此种方式是
Vue.js
接受props
最好的格式,对于一个有很高要求的组件来说,它通过会撰写很严格的props
规则,这在各个开源UI框架中是最常见的。
export default {
props: {
name: {
type: String,
default: ''
},
age: {
type: Number,
default: 0,
validator (value) {
return value >= 0 && value <= 100
}
}
}
}
而props
规范化所做的事情,就是把各种不是规范格式的形式,规范化为规范格式,方便Vue.js
在后续的过程中处理props
。那么接下来,就来分析Vue.js
是如何对props
规范化的。
props
规范化的过程发生在this._init()
方法中的mergeOptions
合并配置中:
import { mergeOptions } from '../util/index'
export function _init (Vue) {
const vm = this
vm.$options = mergeOptions(
resolveConstructorOptions(vm.constructor),
options || {},
vm
)
}
其中mergeOptions()
方法是定义在src/core/util/options.js
文件中,它在其中有一段这样的方法调用:
export function mergeOptions (
parent: Object,
child: Object,
vm?: Component
): Object {
// 省略代码
normalizeProps(child, vm)
return options
}
可以发现,规范化props
的代码,主要集中在normalizeProps()
方法中,那么接下来详细分析normalizeProps()
方法:
function normalizeProps (options: Object, vm: ?Component) {
const props = options.props
if (!props) return
const res = {}
let i, val, name
if (Array.isArray(props)) {
i = props.length
while (i--) {
val = props[i]
if (typeof val === 'string') {
name = camelize(val)
res[name] = { type: null }
} else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
warn('props must be strings when using array syntax.')
}
}
} else if (isPlainObject(props)) {
for (const key in props) {
val = props[key]
name = camelize(key)
res[name] = isPlainObject(val)
? val
: { type: val }
}
} else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
warn(
`Invalid value for option "props": expected an Array or an Object, ` +
`but got ${toRawType(props)}.`,
vm
)
}
options.props = res
}
为了更好的理解normalizeProps()
方法,来撰写几个案例来详细说明:
- 数组形式:当
props
是数组时,会首先倒序遍历这个数组,然后使用typeof
来判断数组元素的类型。如果不是string
类型,则在开发环境下报错,如果是string
类型,则先把key
转化为驼峰形式,然后把这个key
赋值到临时的res
对象中,此时的键值固定为{ type: null }
// 规范化前
export default {
props: ['age', 'nick-name']
}
// 规范化后
export default {
props: {
age: {
type: null
},
nickName: {
type: null
}
}
}
- 对象形式:当为对象时会使用
for-in
遍历对象,紧接着和数组形式一样使用camelize
来把key
转成驼峰形式,然后使用isPlainObject()
方法来判断是否为普通对象。如果不是,则转成{ type: Type }
对象形式,其中Type
为定义key
时的Type
,如果是,则直接使用这个对象。
// 规范化前
export default {
props: {
name: String,
age: Number
}
}
// 规范化后
export default {
props: {
name: {
type: String
},
age: {
type: Number
}
}
}
- 既不是数组形式也不是对象形式:报错
// 报错:Invalid value for option "props": expected an Array or an Object,but got String
export default {
props: 'name, age'
}
props初始化
在了解了props
规范化后,紧接着来了解一下props
初始化的过程。props
初始化过程同样是发生在this._init()
方法中,它在initState
的时候被处理:
export function initState (vm) {
// 省略代码
const opts = vm.$options
if (opts.props) initProps(vm, opts.props)
}
然后来详细看一下initProps
中的代码:
function initProps (vm: Component, propsOptions: Object) {
const propsData = vm.$options.propsData || {}
const props = vm._props = {}
const keys = vm.$options._propKeys = []
const isRoot = !vm.$parent
if (!isRoot) {
toggleObserving(false)
}
for (const key in propsOptions) {
keys.push(key)
const value = validateProp(key, propsOptions, propsData, vm)
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
const hyphenatedKey = hyphenate(key)
if (isReservedAttribute(hyphenatedKey) ||
config.isReservedAttr(hyphenatedKey)) {
warn(
`"${hyphenatedKey}" is a reserved attribute and cannot be used as component prop.`,
vm
)
}
defineReactive(props, key, value, () => {
if (!isRoot && !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: "${key}"`,
vm
)
}
})
} else {
defineReactive(props, key, value)
}
if (!(key in vm)) {
proxy(vm, `_props`, key)
}
}
toggleObserving(true)
}
在仔细阅读initProps()
方法后,可以对initProps()
方法进行总结,它主要做三件事情:props校验和求值、props响应式和props代理。
props响应式
先来看看最简单的props
响应式,这部分的过程主要使用了在之前介绍过的defineReactive
方法:
defineReactive(props, key, value, () => {
if (!isRoot && !isUpdatingChildComponent) {
warn(
`Avoid mutating a prop directly since the value will be ` +
`overwritten whenever the parent component re-renders. ` +
`Instead, use a data or computed property based on the prop's ` +
`value. Prop being mutated: "${key}"`,
vm
)
}
})
唯一值得注意的地方就是:在开发环境下,props
的响应式劫持了setter
方法,这样做的是为了保证props
为单项数据流:既不能在子组件中直接修改父组件传递的props
值。
props代理
经过props
响应式后,会在实例上得到this._props
对象,为了方便更好的获取props
的值,需要对props
做一层proxy
代理。关于proxy
的实现,已经在之前的章节中介绍过了。
this._props = {
name: '',
age: 0
}
// 代理前
console.log(this._props.name)
proxy(vm, `_props`, key)
// 代理后
console.log(this.name)
props校验求值
最后来看稍微复杂一点的props
校验求值,这部分的功能发生在validateProp
,它的代码如下:
export function validateProp (
key: string,
propOptions: Object,
propsData: Object,
vm?: Component
): any {
const prop = propOptions[key]
const absent = !hasOwn(propsData, key)
let value = propsData[key]
// boolean casting
const booleanIndex = getTypeIndex(Boolean, prop.type)
if (booleanIndex > -1) {
if (absent && !hasOwn(prop, 'default')) {
value = false
} else if (value === '' || value === hyphenate(key)) {
// only cast empty string / same name to boolean if
// boolean has higher priority
const stringIndex = getTypeIndex(String, prop.type)
if (stringIndex < 0 || booleanIndex < stringIndex) {
value = true
}
}
}
// check default value
if (value === undefined) {
value = getPropDefaultValue(vm, prop, key)
// since the default value is a fresh copy,
// make sure to observe it.
const prevShouldObserve = shouldObserve
toggleObserving(true)
observe(value)
toggleObserving(prevShouldObserve)
}
if (
process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
// skip validation for weex recycle-list child component props
!(__WEEX__ && isObject(value) && ('@binding' in value))
) {
assertProp(prop, key, value, vm, absent)
}
return value
}
代码分析:可以从以上代码中发现,validateProp
虽然说的是带有校验的功能,但它并不会抛出错误进而阻止validateProp()
方法返回value
,而是根据校验的过程中的不同情况尽可能的提示出很清晰的提示。实质上validateProp()
方法最主要的还是返回value
,同时也根据不同的props
写法处理不同的情况。可以将validateProp()
方法进行总结,它主要做如下几件事情:
- 处理
Boolean
类型的props
。 - 处理
default
默认数据。 props
断言。
那么接下来将分别对这几件事情进行详细的描述。
处理Boolean类型
先来看几个props
传递Boolean
的例子:
// Component A
export default {
props: {
fixed: Boolean
}
}
// Component B
export default {
props: {
fixed: [Boolean, String]
}
}
// Component C
export default {
props: {
fixed: []
}
}
然后回到源码中处理Boolean
类型getTypeIndex
的地方,这个函数的代码如下:
function getTypeIndex (type, expectedTypes): number {
if (!Array.isArray(expectedTypes)) {
return isSameType(expectedTypes, type) ? 0 : -1
}
for (let i = 0, len = expectedTypes.length; i < len; i++) {
if (isSameType(expectedTypes[i], type)) {
return i
}
}
return -1
}
这个函数的实现逻辑比较清晰:
- 以
Component A
组件为例,它的props
不是一个数组但却是Boolean
类型,因此返回索引0
。 - 以
Component B
组件为例,因为它的props
都是一个数组,所以要遍历这个数组,然后返回Boolean
类型在数组中的索引i
。 - 以
Component C
组件为例,虽然它是一个数组,但数组中没有任何元素,因此返回索引-1
。
在拿到booleanIndex
后,需要走下面这段代码逻辑:
const booleanIndex = getTypeIndex(Boolean, prop.type)
if (booleanIndex > -1) {
if (absent && !hasOwn(prop, 'default')) {
value = false
} else if (value === '' || value === hyphenate(key)) {
// only cast empty string / same name to boolean if
// boolean has higher priority
const stringIndex = getTypeIndex(String, prop.type)
if (stringIndex < 0 || booleanIndex < stringIndex) {
value = true
}
}
}
代码分析:
- 在
if
条件判断中absent
代表虽然在子组件中定义了props
,但是父组件并没有传递任何值,然后&
条件又判断了子组件props
有没有提供default
默认值选项,如果没有,那么它的值只能为false
。
// 父组件未传递fixed
export default {
name: 'ParentComponent'
template: `<child-component />`
}
// 子组件fixed值取false
export default {
name: 'ChildComponent',
props: {
fixed: Boolean
}
}
- 在
else if
条件判断中,判断了两种特殊的props
传递方式:
// Parent Component A
export default {
name: 'ParentComponentA',
template: `<child-component fixed />`
}
// Parent Component B
export default {
name: 'ParentComponentB',
template: `<child-component fixed="fixed" />`
}
对于第一个种情况stringIndex
为-1
,booleanIndex
为0
,因此value
的值为true
。对于第二种情况,则需要根据props
的定义具体区分:
// Child Component A
export default {
name: 'ChildComponentA'
props: {
fixed: [Boolean, String]
}
}
// Child Component B
export default {
name: 'ChildComponentB',
props: [String, Boolean]
}
- 对于
ChildComponentA
来说,由于stringIndex
值为1
,booleanIndex
值为0
,booleanIndex < stringIndex
因此可以认为Boolean
具有更高的优先级,此时value
的值为true
。 - 对于
ChildComponentB
来说,由于stringIndex
值为0
,booleanIndex
值为1
,stringIndex < booleanIndex
因此可以认为String
具有更高的优先级,此时value
的值不处理。
处理default默认数据
处理完Boolean
类型后,来处理默认值,既提到过的虽然子组件定义了props
,但父组件没有传递的情况。
// 父组件未传递fixed
export default {
name: 'ParentComponent'
template: `<child-component />`
}
// 子组件提供了default选项
export default {
name: 'ChildComponent',
props: {
fixed: {
type: Boolean,
default: false
}
}
}
对于以上案例会走如下代码的逻辑:
if (value === undefined) {
value = getPropDefaultValue(vm, prop, key)
}
function getPropDefaultValue (vm: ?Component, prop: PropOptions, key: string): any {
// no default, return undefined
if (!hasOwn(prop, 'default')) {
return undefined
}
const def = prop.default
// warn against non-factory defaults for Object & Array
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && isObject(def)) {
warn(
'Invalid default value for prop "' + key + '": ' +
'Props with type Object/Array must use a factory function ' +
'to return the default value.',
vm
)
}
// the raw prop value was also undefined from previous render,
// return previous default value to avoid unnecessary watcher trigger
if (vm && vm.$options.propsData &&
vm.$options.propsData[key] === undefined &&
vm._props[key] !== undefined
) {
return vm._props[key]
}
// call factory function for non-Function types
// a value is Function if its prototype is function even across different execution context
return typeof def === 'function' && getType(prop.type) !== 'Function'
? def.call(vm)
: def
}
代码分析:
- 首先判断了子组件有没有提供
default
默认值选项,没有则直接返回undefined
。 - 随后判断了
default
如果是引用类型,则提示必须把default
写成一个函数,既:
default: {}
default: []
// 必须写成
default () {
return {}
}
default () {
return []
}
- 最后再根据
default
的类型来取值,如果是函数类型则调用这个函数,如果不是函数类型则直接使用。 - 其中下面一段代码在这里并不会说明和分析它的具体作用,而是会在
props
更新章节来介绍。
if (vm && vm.$options.propsData &&
vm.$options.propsData[key] === undefined &&
vm._props[key] !== undefined
) {
return vm._props[key]
}
props断言
最后来分析一下props
断言。
function assertProp (
prop: PropOptions,
name: string,
value: any,
vm: ?Component,
absent: boolean
) {
if (prop.required && absent) {
warn(
'Missing required prop: "' + name + '"',
vm
)
return
}
if (value == null && !prop.required) {
return
}
let type = prop.type
let valid = !type || type === true
const expectedTypes = []
if (type) {
if (!Array.isArray(type)) {
type = [type]
}
for (let i = 0; i < type.length && !valid; i++) {
const assertedType = assertType(value, type[i])
expectedTypes.push(assertedType.expectedType || '')
valid = assertedType.valid
}
}
if (!valid) {
warn(
getInvalidTypeMessage(name, value, expectedTypes),
vm
)
return
}
const validator = prop.validator
if (validator) {
if (!validator(value)) {
warn(
'Invalid prop: custom validator check failed for prop "' + name + '".',
vm
)
}
}
}
在assertProp
中有三种情况需要去断言:
required
:如果子组件props
提供了required
选项,代表这个props
必须在父组件中传递值,如果不传递则抛出错误信息Missing required prop: fixed
。- 对于定义了多个
type
的类型数组,则会遍历这个类型数组,只要当前props
的类型和类型数组中某一个元素匹配则终止遍历。,否则抛出错误提示信息。
// Parent Component
export default {
name: 'ParentComponent',
template: `<child-component :age="true" />`
}
// Chil Component
export default {
name: 'ChilComponent',
props: {
age: [Number, String]
}
}
// 报错:Invalid prop: type check failed for prop age,Expected Number, String,got with value true
- 用户自己提供的
validator
校验器也需要进行断言:
// Parent Component
export default {
name: 'ParentComponent',
template: `<child-component :age="101" />`
}
// Chil Component
export default {
name: 'ChilComponent',
props: {
age: {
type: Number,
validator (value) {
return value >=0 && value <=100
}
}
}
}
// 报错:Invalid prop: custom validator check failed for prop age
props更新
都知道子组件的props
值来源于父组件,当父组件值更新时,子组件的值也会发生改变,同时触发子组件的重新渲染。先跳过父组件的具体编译逻辑,直接看父组件的值更新,改变子组件props
值的步骤:
export function updateChildComponent (
vm: Component,
propsData: ?Object,
listeners: ?Object,
parentVnode: MountedComponentVNode,
renderChildren: ?Array<VNode>
) {
// 省略代码
// update props
if (propsData && vm.$options.props) {
toggleObserving(false)
const props = vm._props
const propKeys = vm.$options._propKeys || []
for (let i = 0; i < propKeys.length; i++) {
const key = propKeys[i]
const propOptions: any = vm.$options.props // wtf flow?
props[key] = validateProp(key, propOptions, propsData, vm)
}
toggleObserving(true)
// keep a copy of raw propsData
vm.$options.propsData = propsData
}
}
代码分析:
- 以上
vm
实例为子组件,propsData
为父组件中传递的props
的值,而_propKeys
是之前props
初始化过程中缓存起来的所有的props
的key。 - 在父组件值更新后,会通过遍历
propsKey
来重新对子组件props
进行校验求值,最后赋值。
以上代码就是子组件props
更新的过程,在props
更新后会进行子组件的重新渲染,这个重新渲染的过程分两种情况:
- 普通
props
值被修改:当props
值被修改后,其中有段代码props[key] = validateProp(key, propOptions, propsData, vm)
根据响应式原理,会触发属性的setter
,进而子组件可以重新渲染。 - 对象
props
内部属性变化:当这种情况发生时,并没有触发子组件prop
的更新,但是在子组件渲染的时候读取到了props
,因此会收集到这个props
的render watcher
,当对象props
内部属性变化的时候,根据响应式原理依然会触发setter
,进而子组件可以重新进行渲染。
toggleObserving作用
toggleObserving
是定义在src/core/observer/index.js
文件中的一个函数,其代码很简单:
export let shouldObserve: boolean = true
export function toggleObserving (value: boolean) {
shouldObserve = value
}
它的作用就是修改当前模块的shouldObserve
变量,用来控制在observe
的过程中是否需要把当前值变成一个observer
对象。
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
}
接下来来分析,在处理props
的过程中,什么时候toggleObserving(true)
,什么时候toggleObserving(false)
以及为什么需要这样处理?
function initProps (vm: Component, propsOptions: Object) {
if (!isRoot) {
toggleObserving(false)
}
// 省略defineReactive的过程
toggleObserving(true)
}
props
初始化的时候:
可以看到在最开始判断了当为非根实例(子组件)的时候,进行了toggleObserving(false)
的操作,这样做的目的是因为:当非根实例的时候,组件的props
来自于父组件。当props
为对象或者数组时,根据响应式原理,会递归遍历子属性然后进行observe(val)
,而正是因为props
来源于父组件,这个过程其实已经在父组件执行过了,如果不做任何限制,那么会在子组件中又重复一次这样的过程,因此这里需要toggleObserving(false)
,用来避免递归props
子属性的情况,这属于响应式优化的一种手段。在代码最后,又调用了toggleObserving(true)
,把shouldObserve
的值还原。
props
校验的时候:
先来看props
提供了default
默认值,且默认值返回了对象或者数组。
export default {
props: {
point: {
type: Object,
default () {
return {
x: 0,
y: 0
}
}
},
list: {
type: Array,
default () {
return []
}
}
}
}
对于以上point
和list
取默认值的情况,这个时候的props
值与父组件没有关系,那么这个时候需要toggleObserving(true)
,在observe
后再把shouldObserve
变量设置为原来的值。
export function validateProp () {
// 省略代码
if (value === undefined) {
value = getPropDefaultValue(vm, prop, key)
const prevShouldObserve = shouldObserve
toggleObserving(true)
observe(value)
toggleObserving(prevShouldObserve)
}
}
在props
更新的时候:
当父组件更新的时候,会调用updateChildComponent()
方法,用来更新子组件的props
值,这个时候其实和props
初始化的逻辑一样,同样不需要对指向父组件的对象或数组props
进行递归子属性observe
的过程,因此这里需要执行toggleObserving(false)
。
export function updateChildComponent () {
// update props
if (propsData && vm.$options.props) {
toggleObserving(false)
const props = vm._props
const propKeys = vm.$options._propKeys || []
for (let i = 0; i < propKeys.length; i++) {
const key = propKeys[i]
const propOptions: any = vm.$options.props // wtf flow?
props[key] = validateProp(key, propOptions, propsData, vm)
}
toggleObserving(true)
vm.$options.propsData = propsData
}
}
整体流程图
在分析完以上所有与props
相关的逻辑后,可以总结如下流程图。
常见问题FAQ
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