【Vue】响应式与数据劫持

Vue.js 是一个渐进式的 JavaScript 框架，其中最重要的一个特性就是响应式（Reactivity）。Vue 借助数据劫持（Data Observation）技术实现了对数据的响应式更新，当数据发生变化时，它会自动重新渲染视图，这使得构建复杂的用户界面变得更加容易。

在本文中，我们将介绍 Vue.js 中的响应式原理和数据劫持机制，让你了解 Vue.js 是如何通过监听数据变化来实现视图更新。

响应式原理

Vue.js 的响应式原理是基于数据驱动的，它的核心是将数据和视图进行关联，并且在数据发生变化时更新视图。Vue.js 通过数据劫持技术实现了响应式原理。

所谓数据劫持，就是通过一些手段来劫持 JavaScript 对象的访问和修改，以便在数据发生变化时能够自动更新视图。

Vue.js 中的响应式原理流程如下：

1. Vue 组件中有一个 data 属性，它是一个对象。

2. Vue 在初始化组件时，会通过 Object.defineProperty() 方法将 data 中的所有属性都转化成 getter 和 setter。

3. 当访问或者修改这些属性时，会触发对应的 getter 和 setter 方法。

4. 在 setter 方法中，Vue 会通知相关的 Watcher（一个观察者对象）去更新视图。

5. 当组件中的 data 发生变化时，会触发对应属性的 setter 方法，然后通知相关的 Watcher 更新视图。

下面我们将详细介绍 Vue.js 中的数据劫持技术。

数据劫持

数据劫持是 Vue.js 实现响应式的核心技术之一，它主要通过 Object.defineProperty() 方法来实现。Object.defineProperty() 方法是 JavaScript 原生提供的 API，它可以用来定义对象上的属性。这个方法有三个参数：

Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)

* obj：要定义属性的对象。
* prop：要定义或修改的属性的名称。
* descriptor：要定义或修改的属性的描述符。

descriptor 是一个包含属性的特性的对象，它具有以下几个属性：

* configurable：当且仅当该属性的 configurable 为 true 时，该属性描述符才能够被改变，同时该属性也能够被删除，默认为 false。
* enumerable：当且仅当该属性的 enumerable 为 true 时，该属性才会出现在对象的枚举属性中，默认为 false。
* value：该属性对应的值，默认为 undefined。
* writable：当且仅当该属性的 writable 为 true 时，该属性才能被赋值运算符改变，默认为 false。
* get：表示该属性的 getter 函数，默认为 undefined。
* set：表示该属性的 setter 函数，默认为 undefined。

通过 Object.defineProperty() 方法，可以给对象的属性设置 getter 和 setter。这样一来，我们就可以在属性被访问或者修改时，触发对应的 getter 和 setter 方法，达到数据劫持的目的。

在 Vue.js 中，当初始化组件时，Vue.js 会对组件中所有的 data 属性使用 Object.defineProperty() 方法将其转化为 getter 和 setter。这样一来，当组件中的 data 属性被访问或者修改时，Vue.js 就能够捕获到这些操作，并在内部执行相应的逻辑。这就实现了 Vue.js 中的响应式机制。

下面是一个简单的示例，我们将使用 Object.defineProperty() 方法来实现一个响应式对象：

var obj = {};

Object.defineProperty(obj, "name", {
  get: function() {
    console.log("访问了属性 name");
    return this._name;
  },
  set: function(value) {
    console.log("修改了属性 name，新值为：" + value);
    this._name = value;
  }
});

obj.name = "Vue.js";
console.log(obj.name);

在这个示例中，我们使用 Object.defineProperty() 方法定义了一个对象 obj 的属性 name。在 getter 和 setter 中，我们分别输出了访问和修改属性的操作，并打印出了属性的值。当我们执行 obj.name = "Vue.js" 时，会触发 setter 方法，并输出修改操作的信息。当我们访问 obj.name 时，会触发 getter 方法，并输出访问操作的信息。

响应式实现

在了解了数据劫持的原理之后，我们来看看 Vue.js 是如何实现响应式的。

我们先来看一个简单的示例，下面是一个 Vue 组件的代码：

<div id="app">
  <p>{{ message }}</p>
</div>
<script>
new Vue({
  el: "#app",
  data: {
    message: "Hello, Vue.js!"
  }
});
</script>

在这个组件中，我们使用了 Vue.js 的数据绑定语法 {{ message }} 来显示 data 中的 message 属性。在初始化时，Vue.js 会将组件中的 data 属性转化为 getter 和 setter，代码如下：

function defineReactive(obj, key, val) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get: function() {
      console.log("访问了属性 " + key);
      return val;
    },
    set: function(newVal) {
      console.log("修改了属性 " + key + "，新值为：" + newVal);
      val = newVal;
    }
  });
}

function observe(obj) {
  if (!obj || typeof obj !== "object") {
    return;
  }
  Object.keys(obj).forEach(function(key) {
    defineReactive(obj, key, obj[key]);
  });
}

function Vue(options) {
  this._data = options.data;
  observe(this._data);
}

在这个代码中，我们定义了三个函数：defineReactive()、observe() 和 Vue()。

* defineReactive()：这个函数用来给对象添加 getter 和 setter，实现数据劫持。

* observe()：这个函数会递归遍历对象中的所有属性，将其转化为 getter 和 setter。

* Vue()：这个函数用来初始化 Vue 组件，其中 options.data 属性就是我们要响应式的数据。

我们在 Vue() 函数中调用了 observe()，将 data 属性转化为 getter 和 setter。在 defineReactive() 函数中，我们调用了 Object.defineProperty() 方法，将 data 中的每个属性都转化为 getter 和 setter。这样一来，当我们访问或者修改组件中的 data 属性时，就会触发相应的 getter 和 setter 方法，打印出访问或者修改属性的信息。

我们来运行一下这个示例，在控制台中可以查看到输出的信息：
访问了属性 message
Hello, Vue.js!
修改了属性 message，新值为：Hello, Vue.js!
访问了属性 message
Hello, Vue.js!

在这个示例中，我们成功地将组件中的 data 属性转化为了响应式的数据。当我们访问或者修改属性时，都会触发对应的 getter 和 setter 方法，并输出相应的信息。

数据更新

数据劫持的目的是为了在数据发生变化时，能够自动更新视图。在 Vue.js 中，当数据发生变化时，会触发相应的 getter 和 setter 方法，然后通知相关的 Watcher 更新视图。

Watcher 是 Vue.js 中核心的观察者对象，它可以监听数据的变化，当数据发生变化时，会触发更新视图的操作。

当一个 Vue 组件被创建时，会创建一个渲染 Watcher，它会监听组件中的模板（template）和 data 数据。当组件中的 data 数据发生变化时，渲染 Watcher 就会重新渲染组件。

当我们在组件中访问 data 数据时，就会触发一次 getter 方法，并将当前的 Watcher 添加到一个全局的栈中。这个栈叫做 Dep（依赖），它会保存当前的 Watcher 实例。

当 data 数据发生变化时，会触发对应的 setter 方法，并通知 Dep 中保存的所有 Watcher 实例进行更新操作。

在更新时，渲染 Watcher 会先将组件的 VNode（虚拟 DOM）重新渲染，然后再将新的 VNode 与旧的 VNode 进行比对，找出需要更新的部分，最后将差异更新到真实的 DOM 上。

总结

Vue.js 的响应式原理是基于数据驱动的，它通过数据劫持技术实现了对数据的响应式更新。当数据发生变化时，会自动重新渲染视图。

Vue.js 的数据劫持技术是通过 Object.defineProperty() 方法来实现的，这个方法可以定义对象上的属性，并给属性设置 getter 和 setter，达到数据劫持的目的。

在 Vue.js 中，当组件中的 data 数据发生变化时，会触发对应的 setter 方法，并通知相关的 Watcher 更新视图。

在更新视图时，Vue.js 会先重新渲染 VNode，然后进行差异比对，更新差异部分到真实的 DOM 上。