vue的源码学习之七——5.侦听属性(watch)

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1 介绍  

         版本：2.5.17 

        我们使用vue-vli创建基于Runtime+Compiler的vue脚手架。

       学习文档：https://ustbhuangyi.github.io/vue-analysis/reactive/computed-watcher.html#watch

2 功能

我们知道一个对象，键是需要观察的表达式，值是对应回调函数。值也可以是方法名，或者包含选项的对象。Vue 实例将会在实例化时调用 $watch()，遍历 watch 对象的每一个属性。

官方文档列子：

var vm = new Vue({
  data: {
    a: 1,
    b: 2,
    c: 3,
    d: 4,
    e: {
      f: {
        g: 5
      }
    }
  },
  watch: {
    a: function (val, oldVal) {
      console.log('new: %s, old: %s', val, oldVal)
    },
    // 方法名
    b: 'someMethod',
    // 深度 watcher
    c: {
      handler: function (val, oldVal) { /* ... */ },
      deep: true
    },
    // 该回调将会在侦听开始之后被立即调用
    d: {
      handler: function (val, oldVal) { /* ... */ },
      immediate: true
    },
    e: [
      function handle1 (val, oldVal) { /* ... */ },
      function handle2 (val, oldVal) { /* ... */ }
    ],
    // watch vm.e.f's value: {g: 5}
    'e.f': function (val, oldVal) { /* ... */ }
  }
})
vm.a = 2 // => new: 2, old: 1

3 源码解析 

3.1 initState

我们从之前的一章节（vue的源码学习之五——2.数据驱动（new Vue发生了什么）） 知道， Vue 实例初始化阶段，运行initState函数。

其定义在src\core\instance\state.js中：

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 computed 初始化之后，执行了 initWatch；

3.2  initWatch

function initWatch (vm: Component, watch: Object) {
  for (const key in watch) {
    const handler = watch[key]
    if (Array.isArray(handler)) {
      for (let i = 0; i < handler.length; i++) {
        createWatcher(vm, key, handler[i])
      }
    } else {
      createWatcher(vm, key, handler)
    }
  }
}

这里就是对 watch 对象做遍历，拿到每一个 handler，因为 Vue 是支持 watch 的同一个 key 对应多个 handler，所以如果 handler 是一个数组，则遍历这个数组，调用 createWatcher 方法，否则直接调用 createWatcher

3.3 createWatcher

function createWatcher (
  vm: Component,
  expOrFn: string | Function,
  handler: any,
  options?: Object
) {
  if (isPlainObject(handler)) {
    options = handler
    handler = handler.handler
  }
  if (typeof handler === 'string') {
    handler = vm[handler]
  }
  return vm.$watch(expOrFn, handler, options)
}

 首先对 hanlder 的类型做判断，拿到它最终的回调函数，最后调用 vm.$watch(keyOrFn, handler, options) 函数。

3.4 $watch

$watch 是 Vue 原型上的方法，它是在执行 stateMixin 的时候定义的： 

Vue.prototype.$watch = function (
  expOrFn: string | Function,
  cb: any,
  options?: Object
): Function {
  const vm: Component = this
  if (isPlainObject(cb)) {
    return createWatcher(vm, expOrFn, cb, options)
  }
  options = options || {}
  options.user = true
  const watcher = new Watcher(vm, expOrFn, cb, options)
  if (options.immediate) {
    cb.call(vm, watcher.value)
  }
  return function unwatchFn () {
    watcher.teardown()
  }
}

侦听属性 watch 最终会调用 $watch 方法。

1、首先判断 cb 如果是一个对象，则调用 createWatcher 方法，这是因为 $watch 方法是用户可以直接调用的，它可以传递一个对象，也可以传递函数。

2、执行 const watcher = new Watcher(vm, expOrFn, cb, options) 实例化了一个 watcher，这里需要注意一点这是一个 user watcher，因为 options.user = true。通过实例化 watcher 的方式，一旦我们 watch 的数据发送变化。

3、执行 watcher 的 run 方法，执行回调函数 cb，并且如果我们设置了 immediate 为 true，则直接会执行回调函数 cb。

4、返回了一个 unwatchFn 方法，它会调用 teardown 方法去移除这个 watcher。

4  Watcher支持的类型

本质上侦听属性也是基于 Watcher 实现的，它是一个 user watcher。其实 Watcher 支持了不同的类型，下面我们梳理一下它有哪些类型以及它们的作用。

Watcher 的构造函数对 options 做的了处理，代码如下：

if (options) {
  this.deep = !!options.deep
  this.user = !!options.user
  this.computed = !!options.computed
  this.sync = !!options.sync
  // ...
} else {
  this.deep = this.user = this.computed = this.sync = false
}

watcher 总共有 4 种类型，我们来一一分析它们，看看不同的类型执行的逻辑有哪些差别。

4.1 deep watcher

通常，如果我们想对一下对象做深度观测的时候，需要设置这个属性为 true，考虑到这种情况：

var vm = new Vue({
  data() {
    a: {
      b: 1
    }
  },
  watch: {
    a: {
      handler(newVal) {
        console.log(newVal)
      }
    }
  }
})
vm.a.b = 2

这个时候是不会 log 任何数据的，因为我们是 watch 了 a 对象，只触发了 a 的 getter，并没有触发 a.b 的 getter，所以并没有订阅它的变化，导致我们对 vm.a.b = 2 赋值的时候，虽然触发了 setter，但没有可通知的对象，所以也并不会触发 watch 的回调函数了。

而我们只需要对代码做稍稍修改，就可以观测到这个变化了

watch: {
  a: {
    deep: true,
    handler(newVal) {
      console.log(newVal)
    }
  }
}

这样就创建了一个 deep watcher 了，在 watcher 执行 get 求值的过程中有一段逻辑：

get() {
  let value = this.getter.call(vm, vm)
  // ...
  if (this.deep) {
    traverse(value)
  }
}

在对 watch 的表达式或者函数求值后，会调用 traverse 函数。

4.1.1 traverse 

定义在 src/core/observer/traverse.js 中：

import { _Set as Set, isObject } from '../util/index'
import type { SimpleSet } from '../util/index'
import VNode from '../vdom/vnode'

const seenObjects = new Set()

/**
 * Recursively traverse an object to evoke all converted
 * getters, so that every nested property inside the object
 * is collected as a "deep" dependency.
 */
export function traverse (val: any) {
  _traverse(val, seenObjects)
  seenObjects.clear()
}

function _traverse (val: any, seen: SimpleSet) {
  let i, keys
  const isA = Array.isArray(val)
  if ((!isA && !isObject(val)) || Object.isFrozen(val) || val instanceof VNode) {
    return
  }
  if (val.__ob__) {
    const depId = val.__ob__.dep.id
    if (seen.has(depId)) {
      return
    }
    seen.add(depId)
  }
  if (isA) {
    i = val.length
    while (i--) _traverse(val[i], seen)
  } else {
    keys = Object.keys(val)
    i = keys.length
    while (i--) _traverse(val[keys[i]], seen)
  }
}

traverse 的逻辑也很简单，它实际上就是对一个对象做深层递归遍历，因为遍历过程中就是对一个子对象的访问，会触发它们的 getter 过程，这样就可以收集到依赖，也就是订阅它们变化的 watcher，这个函数实现还有一个小的优化，遍历过程中会把子响应式对象通过它们的 dep id 记录到 seenObjects，避免以后重复访问。

那么在执行了 traverse 后，我们再对 watch 的对象内部任何一个值做修改，也会调用 watcher 的回调函数了。

对 deep watcher 的理解非常重要，今后工作中如果大家观测了一个复杂对象，并且会改变对象内部深层某个值的时候也希望触发回调，一定要设置 deep 为 true，但是因为设置了 deep 后会执行 traverse函数，会有一定的性能开销，所以一定要根据应用场景权衡是否要开启这个配置。

4.2 user watcher

通过 vm.$watch 创建的 watcher 是一个 user watcher，其实它的功能很简单，在对 watcher 求值以及在执行回调函数的时候，会处理一下错误，如下：

get() {
  if (this.user) {
    handleError(e, vm, `getter for watcher "${this.expression}"`)
  } else {
    throw e
  }
},
getAndInvoke() {
  // ...
  if (this.user) {
    try {
      this.cb.call(this.vm, value, oldValue)
    } catch (e) {
      handleError(e, this.vm, `callback for watcher "${this.expression}"`)
    }
  } else {
    this.cb.call(this.vm, value, oldValue)
  }
}

 handleError 在 Vue 中是一个错误捕获并且暴露给用户的一个利器。

4.3 computed watcher

computed watcher 几乎就是为计算属性量身定制的，上一节我们做了详细的分析，这里不再赘述了。 

4.4 sync watcher

在我们之前对 setter 的分析过程知道，当响应式数据发送变化后，触发了 watcher.update()，只是把这个 watcher 推送到一个队列中，在 nextTick 后才会真正执行 watcher 的回调函数。而一旦我们设置了 sync，就可以在当前 Tick 中同步执行 watcher 的回调函数。

update () {
  if (this.computed) {
    // ...
  } else if (this.sync) {
    this.run()
  } else {
    queueWatcher(this)
  }
}

只有当我们需要 watch 的值的变化到执行 watcher 的回调函数是一个同步过程的时候才会去设置该属性为 true。

5 总结

通过这一小节和上一节的分析我们对计算属性和侦听属性的实现有了深入的了解，计算属性本质上是 computed watcher，而侦听属性本质上是 user watcher。就应用场景而言，计算属性适合用在模板渲染中，某个值是依赖了其它的响应式对象甚至是计算属性计算而来；而侦听属性适用于观测某个值的变化去完成一段复杂的业务逻辑。

同时我们又了解了 watcher 的 4 个 options，通常我们会在创建 user watcher 的时候配置 deep 和 sync，可以根据不同的场景做相应的配置。