相关学习推荐:javascript
我在前文中曾经介绍过鸿蒙的 Javascript 框架,这几天终于把 JS 仓库编译通过了,期间踩了不少坑,也给鸿蒙贡献了几个 PR。今天我们就来逐行分析鸿蒙系统中的 JS 框架。
文中的所有代码都基于鸿蒙的当前最新版(版本为 677ed06,提交日期为 2020-09-10)。
鸿蒙系统使用 JavaScript 开发 GUI 是一种类似于微信小程序、轻应用的模式。而这个 MVVM 模式中,V 其实是由 C++ 来承担的。JavaScript 代码只是其中的 ViewModel 层。
鸿蒙 JS 框架是零依赖的,只在开发打包过程中使用到了一些 npm 包。打包完之的代码是没有依赖任何 npm 包的。我们先看一下使用鸿蒙 JS 框架写出来的 JS 代码到底长什么样。
export default { data() { return { count: 1 }; }, increase() { ++this.count; }, decrease() { --this.count; }, }复制代码
如果我不告诉你这是鸿蒙,你甚至会以为它是 vue 或小程序。如果单独把 JS 拿出来使用(脱离鸿蒙系统),代码是这样:
const vm = new ViewModel({ data() { return { count: 1 }; }, increase() { ++this.count; }, decrease() { --this.count; }, });console.log(vm.count); // 1vm.increase();console.log(vm.count); // 2vm.decrease();console.log(vm.count); // 1复制代码
仓库中的所有 JS 代码实现了一个响应式系统,充当了 MVVM 中的 ViewModel。
下面我们逐行分析。
src 目录中一共有 4 个目录,总计 8 个文件。其中 1 个是单元测试。还有 1 个性能分析。再除去 2 个 index.js 文件,有用的文件一共是 4 个。也是本文分析的重点。
src ├── __test__ │ └── index.test.js ├── core │ └── index.js ├── index.js ├── observer │ ├── index.js │ ├── observer.js │ ├── subject.js │ └── utils.js └── profiler └── index.js复制代码
首先是入口文件,src/index.js,只有 2 行代码:
import { ViewModel } from './core';export default ViewModel;复制代码
其实就是重新导出。
另一个类似的文件是 src/observer/index.js,也是 2 行代码:
export { Observer } from './observer';export { Subject } from './subject';复制代码
observer 和 subject 实现了一个观察者模式。subject 是主题,也就是被观察者。observer 是观察者。当 subject 有任何变化时需要主动通知被观察者。这就是响应式。
这 2 个文件都使用到了 src/observer/utils.js,所以我们先分析一下 utils 文件。分 3 部分。
第一部分
export const ObserverStack = { stack: [], push(observer) { this.stack.push(observer); }, pop() { return this.stack.pop(); }, top() { return this.stack[this.stack.length - 1]; } };复制代码
首先是定义了一个用来存放观察者的栈,遵循后进先出的原则,内部使用 stack
数组来存储。
入栈操作 push
,和数组的 push
函数一样,在栈顶放入一个观察者 observer。出栈操作 pop
,和数组的 pop
函数一样,在将栈顶的观察者删除,并返回这个被删除的观察者。取栈顶元素 top
,和 pop
操作不同,top
是把栈顶元素取出来,但是并不删除。
第二部分
export const SYMBOL_OBSERVABLE = '__ob__';export const canObserve = target => typeof target === 'object';复制代码
定义了一个字符串常量 SYMBOL_OBSERVABLE
。为了后面用着方便。
定义了一个函数 canObserve
,目标是否可以被观察。只有对象才能被观察,所以使用 typeof
来判断目标的类型。等等,好像有什么不对。如果 target
为 null
的话,函数也会返回 true
。如果 null
不可观察,那么这就是一个 bug。(写这篇文章的时候我已经提了一个 PR,并询问了这种行为是否是期望的行为)。
第三部分
export const defineProp = (target, key, value) => { Object.defineProperty(target, key, { enumerable: false, value }); };复制代码
这个没有什么好解释的,就是 Object.defineProperty
代码太长了,定义一个函数来避免代码重复。
下面再来分析观察者 src/observer/observer.js,分 4 部分。
第一部分
export function Observer(context, getter, callback, meta) { this._ctx = context; this._getter = getter; this._fn = callback; this._meta = meta; this._lastValue = this._get(); }复制代码
构造函数。接受 4 个参数。
context
当前观察者所处的上下文,类型是 ViewModel
。当第三个参数 callback 调用时,函数的 this
就是这个 context
。
getter
类型是一个函数,用来获取某个属性的值。
callback
类型是一个函数,当某个值变化后执行的回调函数。
meta
元数据。观察者(Observer)并不关注 meta
元数据。
在构造函数的最后一行,this._lastValue = this._get()
。下面来分析 _get
函数。
第二部分
Observer.prototype._get = function() { try { ObserverStack.push(this); return this._getter.call(this._ctx); } finally { ObserverStack.pop(); } };复制代码
ObserverStack
就是上面分析过的用来存储所有观察者的栈。将当前观察者入栈,并通过 _getter
取得当前值。结合第一部分的构造函数,这个值存储在了 _lastValue
属性中。
执行完这个过程后,这个观察者就已经初始化完成了。
第三部分
Observer.prototype.update = function() { const lastValue = this._lastValue; const nextValue = this._get(); const context = this._ctx; const meta = this._meta; if (nextValue !== lastValue || canObserve(nextValue)) { this._fn.call(context, nextValue, lastValue, meta); this._lastValue = nextValue; } };复制代码
这部分实现了数据更新时的脏检查(Dirty checking)机制。比较更新后的值和当前值,如果不同,那么就执行回调函数。如果这个回调函数是渲染 UI,那么则可以实现按需渲染。如果值相同,那么再检查设置的新值是否可以被观察,再决定到底要不要执行回调函数。
第四部分
Observer.prototype.subscribe = function(subject, key) { const detach = subject.attach(key, this); if (typeof detach !== 'function') { return; } if (!this._detaches) { this._detaches = []; } this._detaches.push(detach); }; Observer.prototype.unsubscribe = function() { const detaches = this._detaches; if (!detaches) { return; } while (detaches.length) { detaches.pop()(); } };复制代码
订阅与取消订阅。
我们前面经常说观察者和被观察者。对于观察者模式其实还有另一种说法,叫订阅/发布模式。而这部分代码则实现了对主题(subject)的订阅。
先调用主题的 attach
方法进行订阅。如果订阅成功,subject.attach
方法会返回一个函数,当调用这个函数就会取消订阅。为了将来能够取消订阅,这个返回值必需保存起来。
subject 的实现很多人应该已经猜到了。观察者订阅了 subject,那么 subject 需要做的就是,当数据变化时即使通知观察者。subject 如何知道数据发生了变化呢,机制和 vue2 一样,使用 Object.defineProperty
做属性劫持。
下面再来分析观察者 src/observer/subject.js,分 7 部分。
第一部分
export function Subject(target) { const subject = this; subject._hijacking = true; defineProp(target, SYMBOL_OBSERVABLE, subject); if (Array.isArray(target)) { hijackArray(target); } Object.keys(target).forEach(key => hijack(target, key, target[key])); }复制代码
构造函数。基本没什么难点。设置 _hijacking
属性为 true
,用来标示这个对象已经被劫持了。Object.keys
通过遍历来劫持每个属性。如果是数组,则调用 hijackArray
。
第二部分
两个静态方法。
Subject.of = function(target) { if (!target || !canObserve(target)) { return target; } if (target[SYMBOL_OBSERVABLE]) { return target[SYMBOL_OBSERVABLE]; } return new Subject(target); }; Subject.is = function(target) { return target && target._hijacking; };复制代码
Subject 的构造函数并不直接被外部调用,而是封装到了 Subject.of
静态方法中。
如果目标不能被观察,那么直接返回目标。
如果 target[SYMBOL_OBSERVABLE]
不是 undefined
,说明目标已经被初始化过了。
否则,调用构造函数初始化 Subject。
Subject.is
则用来判断目标是否被劫持过了。
第三部分
Subject.prototype.attach = function(key, observer) { if (typeof key === 'undefined' || !observer) { return; } if (!this._obsMap) { this._obsMap = {}; } if (!this._obsMap[key]) { this._obsMap[key] = []; } const observers = this._obsMap[key]; if (observers.indexOf(observer) < 0) { observers.push(observer); return function() { observers.splice(observers.indexOf(observer), 1); }; } };复制代码
这个方法很眼熟,对,就是上文的 Observer.prototype.subscribe
中调用的。作用是某个观察者用来订阅主题。而这个方法则是“主题是怎么订阅的”。
观察者维护这一个主题的哈希表 _obsMap
。哈希表的 key 是需要订阅的 key。比如某个观察者订阅了 name
属性的变化,而另一个观察者订阅了 age
属性的变化。而且属性的变化还可以被多个观察者同时订阅,因此哈希表存储的值是一个数组,数据的每个元素都是一个观察者。
第四部分
Subject.prototype.notify = function(key) { if ( typeof key === 'undefined' || !this._obsMap || !this._obsMap[key] ) { return; } this._obsMap[key].forEach(observer => observer.update()); };复制代码
当属性发生变化是,通知订阅了此属性的观察者们。遍历每个观察者,并调用观察者的 update
方法。我们上文中也提到了,脏检查就是在这个方法内完成的。
第五部分
Subject.prototype.setParent = function(parent, key) { this._parent = parent; this._key = key; }; Subject.prototype.notifyParent = function() { this._parent && this._parent.notify(this._key); };复制代码
这部分是用来处理属性嵌套(nested object)的问题的。就是类似这种对象:{ user: { name: 'JJC' } }
。
第六部分
function hijack(target, key, cache) { const subject = target[SYMBOL_OBSERVABLE]; Object.defineProperty(target, key, { enumerable: true, get() { const observer = ObserverStack.top(); if (observer) { observer.subscribe(subject, key); } const subSubject = Subject.of(cache); if (Subject.is(subSubject)) { subSubject.setParent(subject, key); } return cache; }, set(value) { cache = value; subject.notify(key); } }); }复制代码
这一部分展示了如何使用 Object.defineProperty
进行属性劫持。当设置属性时,会调用 set(value),设置新的值,然后调用 subject 的 notify 方法。这里并不进行任何检查,只要设置了属性就会调用,即使属性的新值和旧值一样。notify 会通知所有的观察者。
第七部分
劫持数组方法。
const ObservedMethods = { PUSH: 'push', POP: 'pop', UNSHIFT: 'unshift', SHIFT: 'shift', SPLICE: 'splice', REVERSE: 'reverse'};const OBSERVED_METHODS = Object.keys(ObservedMethods).map( key => ObservedMethods[key] );复制代码
ObservedMethods
定义了需要劫持的数组函数。前面大写的用来做 key,后面小写的是需要劫持的方法。
function hijackArray(target) { OBSERVED_METHODS.forEach(key => { const originalMethod = target[key]; defineProp(target, key, function() { const args = Array.prototype.slice.call(arguments); originalMethod.apply(this, args); let inserted; if (ObservedMethods.PUSH === key || ObservedMethods.UNSHIFT === key) { inserted = args; } else if (ObservedMethods.SPLICE) { inserted = args.slice(2); } if (inserted && inserted.length) { inserted.forEach(Subject.of); } const subject = target[SYMBOL_OBSERVABLE]; if (subject) { subject.notifyParent(); } }); }); }复制代码
数组的劫持和对象不同,不能使用 Object.defineProperty
。
我们需要劫持 6 个数组方法。分别是头部添加、头部删除、尾部添加、尾部删除、替换/删除某几项、数组反转。
通过重写数组方法实现了数组的劫持。但是这里有一个需要注意的地方,数据的每一个元素都是被观察过的,但是当在数组中添加了新元素时,这些元素还没有被观察。因此代码中还需要判断当前的方法如果是 push
、unshift
、splice
,那么需要将新的元素放入观察者队列中。
另外两个文件分别是单元测试和性能分析,这里就不再分析了。
想了解更多编程学习,敬请关注php培训栏目!