解释 Vue 2 中为什么对数组的 `push`, `pop`, `shift`, `unshift` 等方法进行重写,并分析其源码实现。

各位观众老爷,晚上好!今天咱们来聊聊 Vue 2 里的一个小秘密,一个隐藏在数组操作背后的性能优化大招:Vue 如何对 push, pop, shift, unshift 这些数组方法进行“狸猫换太子”式的重写。

在正式开始之前,先跟大家声明一点,虽然咱们今天的主题是技术性的,但咱们的目标是“听得懂,记得住,用得上”。所以,我会尽量用大白话把这事儿给各位讲明白。

一、 为什么Vue要搞事情?——响应式系统的需求

要理解 Vue 为啥要重写数组方法,首先得明白 Vue 的核心理念:响应式系统

简单来说,响应式系统就是当你的数据发生变化时,页面上的视图(View)能够自动更新。想象一下,你有一个数据模型,里面存着一个数组,比如 items = ['apple', 'banana']。 如果你往这个数组里 push 了一个新的水果,比如 items.push('orange'),Vue 应该能立刻知道这个变化,并且自动更新页面上显示水果列表的部分。

问题来了,JavaScript 原生的数组方法并不会通知 Vue 数据发生了变化。它们就像一群默默干活的程序员,干完活就走,啥也不说。Vue 怎么知道数组里的数据变了呢?难道要 Vue 时时刻刻盯着数组吗?这也太笨了吧!

所以,Vue 就得想办法让这些数组方法变得“听话”,能够在数组发生变化时主动通知 Vue。 这就是 Vue 重写数组方法的根本原因:为了实现响应式更新

二、 Vue的“障眼法”——如何重写数组方法

Vue 重写数组方法的思路其实并不复杂,有点像“狸猫换太子”,或者说“中间人攻击”。

  1. 拿到原生的数组方法: 先把 JavaScript 原生的数组方法(比如 push, pop, shift, unshift)保存下来,免得以后用不了。

  2. 创建一个新的数组原型: 创建一个新的对象,作为数组的原型。 这个新的原型对象会继承自原生的数组原型,所以它仍然拥有所有原生的数组方法。

  3. 替换掉原生的数组方法: 在新的原型对象上,针对 push, pop, shift, unshift, splice, sort, reverse 这七个会修改数组自身的方法进行重写。 这些被重写的方法会在执行原生逻辑的同时,通知 Vue 数据发生了变化。

  4. 把新的原型设置为目标数组的原型: 最后,将目标数组的原型设置为我们创建的这个新的原型对象。这样,当我们在目标数组上调用 push 等方法时,实际上调用的是我们重写过的方法。

三、 源码剖析——看看Vue是怎么玩转数组方法的

接下来,咱们来扒一扒 Vue 的源码,看看它是怎么一步步实现这个“狸猫换太子”的。

首先,Vue 定义了一个名为 arrayProto 的变量,用来保存原生的数组原型:

const arrayProto = Array.prototype

然后,Vue 创建了一个新的对象 arrayMethods, 继承自 arrayProto。 也就是说,arrayMethods 拥有了所有原生的数组方法。

export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)

接下来,Vue 定义了一个 mutatingMethods 数组,里面包含了所有需要重写的数组方法:

const mutatingMethods = [
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]

然后,Vue 循环遍历 mutatingMethods 数组,针对每个方法进行重写:

mutatingMethods.forEach(function (method) {
  // cache original method
  const original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
    const result = original.apply(this, args)
    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
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

这段代码做了几件事:

  1. 缓存原始方法: const original = arrayProto[method] 这行代码把原生的数组方法保存到了 original 变量中, 以后我们还需要调用它。

  2. 定义新的方法: def(arrayMethods, method, function mutator (...args) { ... }) 这行代码在 arrayMethods 对象上定义了一个新的方法, 方法名和原生的方法名一样。 这个新的方法就是一个“代理”, 它会先执行一些额外的逻辑,然后再调用原生的方法。

  3. 调用原始方法: const result = original.apply(this, args) 这行代码调用了原生的数组方法,并且把结果保存到了 result 变量中。

  4. 处理新增的元素:

    • switch (method) { ... } 这段代码判断了当前调用的方法是不是 push, unshiftsplice。 如果是,说明有新的元素被添加到数组中,我们需要对这些新的元素进行观测,让它们也变成响应式的。
    • ob.observeArray(inserted) 这行代码调用了 observeArray 方法,对新增的元素进行观测。 ob 是一个 Observer 实例, 它负责观测数组的变化。
  5. 通知数据变化: ob.dep.notify() 这行代码通知 Vue 数据发生了变化, 触发视图的更新。 ob.dep 是一个 Dep 实例,它负责管理所有依赖于这个数组的 Watcher 实例。 当数组发生变化时,ob.dep.notify() 会通知所有 Watcher 实例进行更新。

  6. 返回结果: return result 这行代码返回了原生数组方法的返回值。

最后,Vue 在创建 Observer 实例时,会判断被观测的对象是不是数组。 如果是数组,Vue 会把这个数组的原型设置为 arrayMethods

if (Array.isArray(value)) {
  if (hasProto) {
    protoAugment(value, arrayMethods)
  } else {
    copyAugment(value, arrayMethods, arrayKeys)
  }
  this.observeArray(value)
}

这段代码做了两件事:

  1. 替换数组的原型:
    • protoAugment(value, arrayMethods) 或者 copyAugment(value, arrayMethods, arrayKeys) 这两行代码的作用是把数组的原型设置为 arrayMethodsprotoAugment 方法直接修改数组的 __proto__ 属性, 而 copyAugment 方法则把 arrayMethods 上的方法复制到数组自身。 之所以有两种不同的实现方式,是因为有些浏览器不支持直接修改 __proto__ 属性。
  2. 观测数组中的元素: this.observeArray(value) 这行代码调用了 observeArray 方法,对数组中的每个元素进行观测, 让它们也变成响应式的。

至此,Vue 就完成了对数组方法的重写。 当我们调用 push 等方法修改数组时,Vue 就能知道数据发生了变化,并且自动更新页面。

四、 总结与思考

咱们来总结一下今天讲的内容:

步骤 作用
1. 保存原生方法 为了在重写的方法中能够调用原生的数组方法,需要先将它们保存起来。
2. 创建新原型 创建一个新的对象作为数组的原型,这个新的原型对象继承自原生的数组原型,并且包含了我们重写的方法。
3. 重写数组方法 针对 push, pop, shift, unshift, splice, sort, reverse 这七个会修改数组自身的方法进行重写。 重写的方法会在执行原生逻辑的同时,通知 Vue 数据发生了变化。
4. 设置数组原型 将目标数组的原型设置为我们创建的新的原型对象。这样,当我们在目标数组上调用 push 等方法时,实际上调用的是我们重写过的方法。
5. 观测新增元素 如果数组方法添加了新的元素(比如 push, unshift, splice),我们需要对这些新的元素进行观测,让它们也变成响应式的。
6. 通知数据变化 当数组发生变化时,我们需要通知 Vue 数据发生了变化,触发视图的更新。

通过重写数组方法,Vue 实现了一个非常优雅的响应式系统。 它既能够监听到数组的变化,又不会对原生的数组方法造成太大的影响。

最后,留给大家一个思考题: Vue 3 使用 Proxy 代理了整个对象,那么它又是如何实现数组的响应式更新的呢? 欢迎大家在评论区留言讨论。

今天的讲座就到这里, 感谢各位的观看! 希望大家能够有所收获。 我们下次再见!

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