作者：Naice

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前言

这篇文章将带大家全面理解vue的watcher、computed和user watcher，其实computed和user watcher都是基于Watcher来实现的，我们通过一个一个功能点去敲代码，让大家全面理解其中的实现原理和核心思想。所以这篇文章将实现以下这些功能点：

• 实现数据响应式
• 基于渲染wather实现首次数据渲染到界面上
• 数据依赖收集和更新
• 实现数据更新触发渲染watcher执行，从而更新ui界面
• 基于watcher实现computed
• 基于watcher实现user watcher

废话不要多说，先看下面的最终例子。

例子看完之后我们就直接开工了。

准备工作

首先我们准备了一个index.html文件和一个vue.js文件，先看看index.html的代码

index.html里面分别有一个id是root的div节点，这是跟节点，然后在script标签里面，引入了vue.js，里面提供了Vue构造函数，然后就是实例化Vue，参数是一个对象，对象里面分别有data 和 render 函数。然后我们看看vue.js的代码：

vue.js代码里面就是执行this._init()和this.$mount()，this._init的方法就是对我们的传进来的配置进行各种初始化，包括数据初始化initState(vm)、计算属性初始化initComputed(vm)、自定义watch初始化initWatch(vm)。this.$mount方法把render函数渲染到页面中去、这些方法我们后面都写到，先让让大家了解整个代码结构。下面我们正式去填满我们上面写的这些方法。

实现数据响应式

要实现这些watcher首先去实现数据响应式，也就是要实现上面的initState(vm)这个函数。相信大家都很熟悉响应式这些代码，下面我直接贴上来。

function initState(vm) {
  let data = vm.$options.data; // 拿到配置的data属性值
  // 判断data 是函数还是别的类型
  data = vm._data = typeof data === 'function' ? data.call(vm, vm) : data || {};
  const keys = Object.keys(data);
  let i = keys.length;
  while(i--) {
    // 从this上读取的数据全部拦截到this._data到里面读取
    // 例如 this.name 等同于  this._data.name
    proxy(vm, '_data', keys[i]);
  }
  observe(data); // 数据观察
}

// 数据观察函数
function observe(data) {
  if (typeof data !== 'object' && data != null) {
    return;
  }
  return new Observer(data)
}

// 从this上读取的数据全部拦截到this._data到里面读取
// 例如 this.name 等同于  this._data.name
function proxy(vm, source, key) {
  Object.defineProperty(vm, key, {
    get() {
      return vm[source][key] // this.name 等同于  this._data.name
    },
    set(newValue) {
      return vm[source][key] = newValue
    }
  })
}

class Observer{
  constructor(value) {
    this.walk(value) // 给每一个属性都设置get set
  }
  walk(data) {
    let keys = Object.keys(data);
    for (let i = 0, len = keys.length; i < len; i++) {
      let key = keys[i]
      let value = data[key]
      defineReactive(data, key, value) // 给对象设置get set
    }
  }
}

function defineReactive(data, key, value) {
  Object.defineProperty(data, key, {
    get() {
      return value
    },
    set(newValue) {
      if (newValue == value) return
      observe(newValue) // 给新的值设置响应式
      value = newValue
    }
  })
  observe(value); // 递归给数据设置get set
}

重要的点都在注释里面，主要核心就是给递归给data里面的数据设置get和set，然后设置数据代理，让 this.name 等同于 this._data.name。设置完数据观察，我们就可以看到如下图的数据了。

console.log(vue.name) // 张三
console.log(vue.age) // 10

ps: 数组的数据观察大家自行去完善哈，这里重点讲的是watcher的实现。

首次渲染

数据观察搞定了之后，我们就可以把render函数渲染到我们的界面上了。在Vue里面我们有一个this.$mount()函数，所以要实现Vue.prototype.$mount函数：

以上的代码终于牵扯到我们Watcher这个主角了，这里其实就是我们的渲染wather，这里的目的是通过Watcher来实现执行render函数，从而把数据插入到root节点里面去。下面看最简单的Watcher实现

通过上面的一顿操作，终于在render中终于可以通过this.name 读取到data的数据了，也可以插入到root.innerHTML中去。阶段性的工作我们完成了。如下图，完成的首次渲染??

数据依赖收集和更新

首先数据收集，我们要有一个收集的地方，就是我们的Dep类，下面呢看看我们去怎么实现这个Dep。

Dep收集的类是实现了，但是我们怎么去收集了，就是我们数据观察的get里面实例化Dep然后让Dep收集当前的watcher。下面我们一步步来：

• 1、在上面this.$mount()的代码中，我们运行了new Watcher(vm, vm.$options.render, () => {}, true)，这时候我们就可以在Watcher里面执行this.get()，然后执行pushTarget(this)，就可以执行这句话Dep.target = watcher，把当前的watcher挂载Dep.target上。下面看看我们怎么实现。

• 2、知道Dep.target是怎么来之后，然后上面代码运行了this.get()，相当于运行了vm.$options.render，在render里面会执行this.name，这时候会触发Object.defineProperty·get方法，我们在里面就可以做些依赖收集(dep.depend)了，如下代码

• 3、调用的dep.depend() 实际上是调用了 Dep.target.addDep(this), 此时Dep.target等于当前的watcher，然后就会执行

这里双向保存有点绕，大家可以好好去理解一下。下面我们看看收集后的des是怎么样子的。

• 4、数据更新，调用this.name = '李四'的时候会触发Object.defineProperty.set方法，里面直接调用dep.notify()，然后循环调用所有的watcer.update方法更新所有watcher，例如：这里也就是重新执行vm.$options.render方法。

有了依赖收集个数据更新，我们也在index.html增加修改data属性的定时方法:

运行效果如下图

到这里我们渲染watcher就全部实现了。

实现computed

首先我们在index.html里面配置一个computed，script标签的代码就如下：

上面的代码，注意computed是在render里面使用了。

在vue.js中，之前写了下面这行代码。

if (options.computed) {
  // 初始化计算属性
  initComputed(vm)
}

我们现在就实现这个initComputed，代码如下

大家都知道computed是有缓存的，所以创建watcher的时候，会传一个配置{ lazy: true }，同时也可以区分这是computed watcher，然后到watcer里面接收到这个对象

从上面这句this.value = this.lazy ? undefined : this.get()代码可以看到，computed创建watcher的时候是不会指向this.get的。只有在render函数里面有才执行。

现在在render函数通过this.info还不能读取到值，因为我们还没有挂载到vm上面，上面defineComputed(vm, key, userDef)这个函数功能就是让computed挂载到vm上面。下面我们实现一下。

上面代码有看到在watcher中调用了watcher.evaluate()和watcher.depend()，然后去watcher里面实现这两个方法，下面直接看watcher的完整代码。

class Watcher {
  constructor(vm, exprOrFn, cb, options) {
    this.vm = vm
    if (typeof exprOrFn === 'function') {
      this.getter = exprOrFn
    }
    if (options) {
      this.lazy = !!options.lazy // 为computed 设计的
    } else {
      this.lazy = false
    }
    this.dirty = this.lazy
    this.cb = cb
    this.options = options
    this.id = wId++
    this.deps = []
    this.depsId = new Set() // dep 已经收集过相同的watcher 就不要重复收集了
    this.value = this.lazy ? undefined : this.get()
  }
  get() {
    const vm = this.vm
    pushTarget(this)
    // 执行函数
    let value = this.getter.call(vm, vm)
    popTarget()
    return value
  }
  addDep(dep) {
    let id = dep.id
    if (!this.depsId.has(id)) {
      this.depsId.add(id)
      this.deps.push(dep)
      dep.addSub(this);
    }
  }
  update(){
    if (this.lazy) {
      this.dirty = true
    } else {
      this.get()
    }
  }
  // 执行get，并且 this.dirty = false
+  evaluate() {
+    this.value = this.get()
+    this.dirty = false
+  }
  // 所有的属性收集当前的watcer
+  depend() {
+    let i = this.deps.length
+    while(i--) {
+      this.deps[i].depend()
+    }
+  }
}

代码都实现完完成之后，我们说下流程，

• 1、首先在render函数里面会读取this.info，这个会触发createComputedGetter(key)中的computedGetter(key)；
• 2、然后会判断watcher.dirty，执行watcher.evaluate()；
• 3、进到watcher.evaluate()，才真想执行this.get方法，这时候会执行pushTarget(this)把当前的computed watcher push到stack里面去，并且把Dep.target 设置成当前的computed watcher`；
• 4、然后运行this.getter.call(vm, vm) 相当于运行computed的info: function() { return this.name + this.age }，这个方法；
• 5、info函数里面会读取到this.name，这时候就会触发数据响应式Object.defineProperty.get的方法，这里name会进行依赖收集，把watcer收集到对应的dep上面；并且返回name = '张三'的值，age收集同理；
• 6、依赖收集完毕之后执行popTarget()，把当前的computed watcher从栈清除，返回计算后的值('张三+10')，并且this.dirty = false；
• 7、watcher.evaluate()执行完毕之后，就会判断Dep.target 是不是true，如果有就代表还有渲染watcher，就执行watcher.depend()，然后让watcher里面的deps都收集渲染watcher，这就是双向保存的优势。
• 8、此时name都收集了computed watcher 和 渲染watcher。那么设置name的时候都会去更新执行watcher.update()
• 9、如果是computed watcher的话不会重新执行一遍只会把this.dirty 设置成 true，如果数据变化的时候再执行watcher.evaluate()进行info更新，没有变化的的话this.dirty 就是false，不会执行info方法。这就是computed缓存机制。

实现了之后我们看看实现效果：

这里conputed的对象set配置没有实现，大家可以自己看看源码

watch实现

先在script标签配置watch配置如下代码：

知道了computed实现之后，自定义watch实现很简单，下面直接实现initWatch

然后修改一下Watcher,直接看Wacher的完整代码。

最后看看效果

当然很多配置没有实现，比如说options.immediate 或者options.deep等配置都没有实现。篇幅太长了。自己也懒～～～ 完结撒花

详细代码：https://github.com/naihe138/write-vue

作者：Naice

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