详解Vue 如何监听Array的变化

回忆

在上一篇Vue响应式原理-理解Observer、Dep、Watcher简单讲解了Observer、Dep、Watcher三者的关系。

在Observer的伪代码中我们模拟了如下代码:

class Observer {
 constructor() {
  // 响应式绑定数据通过方法
  observe(this.data);
 }
}

export function observe (data) {
 const keys = Object.keys(data);
 for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
  // 将data中我们定义的每个属性进行响应式绑定
  defineReactive(obj, keys[i]);
 }
}

export function defineReactive () {
 // ...省略 Object.defineProperty get-set
}

今天我们就进一步了解Observer里还做了什么事。

Array的变化如何监听？

data 中的数据如果是一个数组怎么办？我们发现Object.defineProperty对数组进行响应式化是有缺陷的。

虽然我们可以监听到索引的改变。

function defineReactive (obj, key, val) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: () => {
      console.log('我被读了，我要不要做点什么好?');
      return val;
    },
    set: newVal => {
      if (val === newVal) {
        return;
      }
      val = newVal;
      console.log("数据被改变了，我要渲染到页面上去!");
    }
  })
}

let data = [1];

// 对数组key进行监听
defineReactive(data, 0, 1);
console.log(data[0]); // 我被读了，我要不要做点什么好?
data[0] = 2; // 数据被改变了，我要渲染到页面上去!

但是defineProperty不能检测到数组长度的变化，准确的说是通过改变length而增加的长度不能监测到。这种情况无法触发任何改变。

data.length = 0; // 控制台没有任何输出

而且监听数组所有索引的的代价也比较高，综合一些其他因素，Vue用了另一个方案来处理。

首先我们的observe需要改造一下，单独加一个数组的处理。

// 将data中我们定义的每个属性进行响应式绑定
export function observe (data) {
  const keys = Object.keys(data);
  for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
    // 如果是数组
    if (Array.isArray(keys[i])) {
      observeArray(keys[i]);
    } else {
      // 如果是对象
      defineReactive(obj, keys[i]);
    }
  }
}

// 数组的处理
export function observeArray () {
  // ...省略
}

那接下来我们就应该考虑下Array变化如何监听？

Vue 中对这个数组问题的解决方案非常的简单粗暴，就是对能够改变数组的方法做了一些手脚。

我们知道，改变数组的方法有很多，举个例子比如说push方法吧。push存在Array.prototype上的，如果我们能
能拦截到原型上的push方法，是不是就可以做一些事情呢？

Object.defineProperty

对象里目前存在的属性描述符有两种主要形式：数据描述符和存取描述符。存取描述符是由getter-setter函数对描述的属性，也就是我们用来给对象做响应式绑定的。Object.defineProperty-MDN

虽然我们无法使用Object.defineProperty将数组进行响应式的处理，也就是getter-setter，但是还有其他的功能可以供我们使用。就是数据描述符，数据描述符是一个具有值的属性，该值可能是可写的，也可能不是可写的。

value

该属性对应的值。可以是任何有效的 JavaScript 值（数值，对象，函数等）。默认为 undefined。

writable

当且仅当该属性的writable为true时，value才能被赋值运算符改变。默认为 false。

因此我们只要把原型上的方法，进行value的重新赋值。

如下代码，在重新赋值的过程中，我们可以获取到方法名和所有参数。

function def (obj, key) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true,
    value: function(...args) {
      console.log('key', key);
      console.log('args', args); 
    }
  });
}

// 重写的数组方法
let obj = {
  push() {}
}

// 数组方法的绑定
def(obj, 'push');

obj.push([1, 2], 7, 'hello!');
// 控制台输出 key push
// 控制台输出 args [Array(2), 7, "hello!"]

通过如上代码我们就可以知道，用户使用了数组上原型的方法以及参数我们都可以拦截到，这个拦截的过程就可以做一些变化的通知。

Vue监听Array三步曲

接下来，就看看Vue是如何实现的吧~

第一步：先获取原生 Array 的原型方法，因为拦截后还是需要原生的方法帮我们实现数组的变化。

第二步：对 Array 的原型方法使用 Object.defineProperty 做一些拦截操作。

第三步：把需要被拦截的 Array 类型的数据原型指向改造后原型。

我们将代码进行下改造，拦截的过程中还是要将开发者的参数传给原生的方法，保证数组按照开发者的想法被改变，然后我们再去做视图的更新等操作。

const arrayProto = Array.prototype // 获取Array的原型

function def (obj, key) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    value: function(...args) {
      console.log(key); // 控制台输出 push
      console.log(args); // 控制台输出 [Array(2), 7, "hello!"]
      
      // 获取原生的方法
      let original = arrayProto[key];
      // 将开发者的参数传给原生的方法，保证数组按照开发者的想法被改变
      const result = original.apply(this, args);

      // do something 比如通知Vue视图进行更新
      console.log('我的数据被改变了，视图该更新啦');
      this.text = 'hello Vue';
      return result;
    }
  });
}

// 新的原型
let obj = {
  push() {}
}

// 重写赋值
def(obj, 'push');

let arr = [0];

// 原型的指向重写
arr.__proto__ = obj;

// 执行push
arr.push([1, 2], 7, 'hello!');
console.log(arr);

被改变后的arr。

Vue源码解析

array.js

Vue在array.js中重写了methodsToPatch中七个方法，并将重写后的原型暴露出去。

// Object.defineProperty的封装
import { def } from '../util/index'

// 获得原型上的方法
const arrayProto = Array.prototype

// Vue拦截的方法
const methodsToPatch = [
 'push',
 'pop',
 'shift',
 'unshift',
 'splice',
 'sort',
 'reverse'
];

// 将上面的方法重写
methodsToPatch.forEach(function (method) {
  def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
    console.log('method', method); // 获取方法
    console.log('args', args); // 获取参数

   // ...功能如上述，监听到某个方法执行后，做一些对应的操作
    // 1、将开发者的参数传给原生的方法，保证数组按照开发者的想法被改变
    // 2、视图更新等
  })
})

export const arrayMethods = Object.create(arrayProto);

observer

在进行数据observer绑定的时候，我们先判断是否hasProto，如果存在__proto__，就直接将value 的 __proto__指向重写过后的原型。如果不能使用 __proto__，貌似有些浏览器厂商没有实现。那就直接循环 arrayMethods把它身上的这些方法直接装到 value 身上好了。毕竟调用某个方法是先去自身查找，当自身找不到这关方法的时候，才去原型上查找。

// 判断是否有__proto__，因为部分浏览器是没有__proto__
const hasProto = '__proto__' in {}
// 重写后的原型
import { arrayMethods } from './array'
// 方法名
const arrayKeys = Object.getOwnPropertyNames(arrayMethods);

// 数组的处理
export function observeArray (value) {
  // 如果有__proto__，直接覆盖        
  if (hasProto) {
    protoAugment(value, arrayMethods);
  } else {
    // 没有__proto__就把方法加到属性自身上
    copyAugment(value, arrayMethods, )
  }
}

// 原型的赋值
function protoAugment (target, src) {
  target.__proto__ = src;
}

// 复制
function copyAugment (target, src, keys) {
  for (let i = 0, l = keys.length; i < l; i++) {
    const key = keys[i]
    def(target, key, src[key]);
  }
}

通过上面的代码我们发现，没有直接修改 Array.prototype，而是直接把 arrayMenthods 赋值给 value 的 __proto__ 。因为这样不会污染全局的Array， arrayMenthods 只对 data中的Array 生效。

总结

因为监听的数组带来的代价和一些问题，Vue使用了重写原型的方案代替。拦截了数组的一些方法，在这个过程中再去做通知变化等操作。

本文的一些代码均是Vue源码简化后的，为了方便大家理解。思想理解了，源码就容易看懂了。

本文详解Vue 如何监听Array的变化到此结束。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下，又怎样会明白要多努力才能走到远方。小编再次感谢大家对我们的支持！