vue-toy: 200行代码模拟Vue实现

Posted 2020-12-13

vue-toy

200行左右代码模拟vue实现，视图渲染部分使用React来代替Snabbdom，欢迎Star。
项目地址：https://github.com/bplok20010/vue-toy

codesandbox示例

已实现的参数:

interface Options {
    el: htmlElement | string;
    propsData?: Record<string, any>;
    props?: string[];
    name?: string;
    data?: () => Record<string, any>;
    methods?: Record<string, (e: Event) => void>;
    computed?: Record<string, () => any>;
    watch?: Record<string, (newValue: any, oldValue: any) => any>;
    render: (h: typeof React.createElement) => React.ReactNode;
    renderError?: (h: typeof React.createElement, error: Error) => React.ReactNode;
    mounted?: () => void;
    updated?: () => void;
    destroyed?: () => void;
    errorCaptured?: (e: Error, vm: React.ReactInstance) => void;
}

示例：

import Vue from "vue-toy";

const Hello = Vue.component({
    render(h){
        return h(‘span‘, null, ‘vue-toy‘) ;
    }
})

new Vue({
  el: document.getElementById("root"),
  data() {
    return {
      msg: "hello vue toy"
    };
  },
  render(h) {
    return h("h1", null, this.msg, h(Hello));
  }
});

基本原理

官方原理图：

实现基本步骤：

1. 使用Observable创建观察对象
2. 定义好视图既render函数
3. 收集视图依赖，并监听依赖属性
4. 渲染视图
5. 重复3-4

// 创建观察对象
// 观察对象主要使用的是Object.defineProperty或Proxy来实现，
const data = observable({
    name: ‘vue-toy‘,
});

// 渲染模版
const render = function(){
    return <h1>{data.name}</h1>
}

// 计算render的依赖属性，
// 依赖属性改变时，会重新计算computedFn，并执行监控函数watchFn，
// 属性依赖计算使用栈及可以了。
// watch(computedFn, watchFn);
watch(render, function(newVNode, oldVNode){
    update(newVNode, mountNode);
});

//初始渲染
mount(render(), mountNode);

// 改变观察对象属性，如果render依赖了该属性，则会重新渲染
data.name = ‘hello vue toy‘;

视图渲染部分(既render)使用的是vdom技术，vue使用Snabbdom库，vue-toy使用的是react来进行渲染，所以在render函数里你可以直接使用React的JSX语法,不过别忘记import React from ‘react‘，当然也可以使用preact inferno 等 vdom库。

由于vue的template的最终也是解析并生成render函数，模版的解析可用htmleParser库来生成AST，剩下就是解析指令并生产代码，由于工作量大，这里就不具体实现，直接使用jsx。

响应式实现

一个响应式示例代码：

const data = Observable({
    name: "none",
});

const watcher =new Watch(
    data,
    function computed() {
        return "hello " + this.name;
    },
    function listener(newValue, oldValue) {
        console.log("changed:", newValue, oldValue);
    }
);
// changed vue-toy none
data.name = "vue-toy";

Observable实现

源码
观察对象创建这里使用Proxy实现，示例：

function Observable(data) {
    return new Proxy(data, {
        get(target, key) {
            return target[key];
        },
        set(target, key, value) {
            target[key] = value;
            return true;
        },
    });
}

这就完成了一个对象的观察，但以上示例代码虽然能观察对象，但无法实现对象属性改动后通知观察者，这时还缺少Watch对象来计算观察函数的属性依赖及Notify来实现属性变更时的通知。

Watch实现

源码

定义如下：

Watch(data, computedFn, watchFn);

• data 为 computedFn 的 上下文 既 this 非必须
• computedFn 为观察函数并返回观察的数据，Watch会计算出里面的依赖属性。
• watchFn 当computedFn 返回内容发生改变时，watchFn会被调用，同时接收到新、旧值

大概实现如下：

// Watch.js
// 当前正在收集依赖的Watch
const CurrentWatchDep = {
    current: null,
};
class Watch {
    constructor(data, exp, fn) {
        this.deps = []; 
        this.watchFn = fn;
        this.exp =  () => {
                    return exp.call(data);
                };
        // 保存上一个依赖收集对象
        const lastWatchDep = CurrentWatchDep.current;
        // 设置当前依赖收集对象
        CurrentWatchDep.current = this;
        // 开始收集依赖，并获取观察函数返回的值
        this.last = this.exp();
        // 还原
        CurrentWatchDep.current = lastWatchDep;
    }
    clearDeps() {
        this.deps.forEach((cb) => cb());
        this.deps = [];
    }
    // 监听依赖属性的改动，并保存取消回调
    addDep(notify) {
        // 当依赖属性改变时，重新触发依赖计算
        this.deps.push(notify.sub(() => {
            this.check();
        }));
    }
    // 重新执行依赖计算
    check() {
        // 清空所有依赖，重新计算
        this.clearDeps();
        // 作用同构造函数
        const lastWatchDep = CurrentWatchDep.current;
        CurrentWatchDep.current = this;
        const newValue = this.exp();
        CurrentWatchDep.current = lastWatchDep;
        const oldValue = this.last;
        // 对比新旧值是否改变
        if (!shallowequal(oldValue, newValue)) {
            this.last = newValue;
            // 调用监听函数
            this.watchFn(newValue, oldValue);
        }
    }
}

Notify实现

观察对象发生改变后需要通知监听者，所以还需要实现通知者Notify：

class Notify {
    constructor() {
        this.listeners = [];
    }
    sub(fn) {
        this.listeners.push(fn);
        return () => {
            const idx = this.listeners.indexOf(fn);
            if (idx === -1)
                return;
            this.listeners.splice(idx, 1);
        };
    }
    pub() {
        this.listeners.forEach((fn) => fn());
    }
}

调整Observable

前面的Observable太简单了，无法完成属性计算的需求，结合上面Watch Notify的来调整下Observable。

function Observable(data) {
    const protoListeners = Object.create(null);
    // 给观察数据的所有属性创建一个Notify
    each(data, (_, key) => {
        protoListeners[key] = new Notify();
    });
    return new Proxy(data, {
        get(target, key) {
            // 属性依赖计算
            if (CurrentWatchDep.current) {
                const watcher = CurrentWatchDep.current;
                watcher.addDep(protoListener[key]);
            }
            return target[key];
        },
        set(target, key, value) {
            target[key] = value;
            if (protoListeners[key]) {
                // 通知所有监听者
                protoListeners[key].pub();
            }
            return true;
        },
    });
}

好了，观察者的创建和订阅都完成了，开始模拟Vue。

模拟Vue

vue-toy 使用React来实现视图的渲染，所以render函数里如果使用JSX则需要引入React

准备

既然已经实现了Observable和Watch，那我们就来实现基本原理的示例：

codesandbox示例

import Observable from "vue-toy/cjs/Observable";
import Watch from "vue-toy/cjs/Watch";

function mount(vnode) {
  console.log(vnode);
}

function update(vnode) {
  console.log(vnode);
}

const data = Observable({
  msg: "hello vue toy!",
  counter: 1
});

function render() {
  return `render: ${this.counter} | ${this.msg}`;
}

new Watch(data, render, update);

mount(render.call(data));

setInterval(() => data.counter++, 1000);
// 在控制台可看到每秒的输出信息

这时将mount update的实现换成vdom就可以完成一个基本的渲染。

但这还不够，我们需要抽象并封装成组件来用。

Component

源码

这里的Component像是React的高阶函数HOC，使用示例：

const Hello = Component({
    props: ["msg"],
    data() {
        return {
            counter: 1,
        };
    },
    render(h) {
        return h("h1", null, this.msg, this.counter);
    },
});

大概实现如下，options 参考文章开头

function Component(options) {
    return class extends React.Component {
        // 省略若干...
        constructor(props) {
            super(props);
            // 省略若干...
            // 创建观察对象
            this.$data = Observable({ ...propsData, ...methods, ...data }, computed);
            // 省略若干...
            // 计算render依赖并监听
            this.$watcher = new Watch(
                this.$data,
                () => {
                    return options.render.call(this, React.createElement);
                },
                debounce((children) => { 
                    this.$children = children;
                    this.forceUpdate();
                })
            );
            this.$children = options.render.call(this, React.createElement);
        }
        shouldComponentUpdate(nextProps) {
            if (
                !shallowequal(
                    pick(this.props, options.props || []),
                    pick(nextProps, options.props || [])
                )
            ) {
                this.updateProps(nextProps);
                this.$children = options.render.call(this, React.createElement);
                return true;
            }
            return false;
        }
        // 生命周期关联
        componentDidMount() {
            options.mounted?.call(this);
        }

        componentWillUnmount() {
            this.$watcher.clearDeps();
            options.destroyed?.call(this);
        }

        componentDidUpdate() {
            options.updated?.call(this);
        }

        render() {
            return this.$children;
        }
    };
}

创建主函数 Vue

最后创建入口函数Vue，实现代码如下：

export default function Vue(options) {
    const RootComponent = Component(options);
    let el;
    if (typeof el === "string") {
        el = document.querySelector(el);
    }

    const props = {
        ...options.propsData,
        $el: el,
    };

    return ReactDOM.render(React.createElement(RootComponent, props), el);
}
Vue.component = Component;

好了，Vue的基本实现完成了。

感谢阅读。

最后，欢迎Star：https://github.com/bplok20010/vue-toy