vue生命周期图示：

Vue.js最显著的功能就是响应式系统，它是一个典型的MVVM框架，Model只是普通的Javascript对象，修改它则View会自动更新，这种设计让状态管理变得非常简单而直观。

如何追踪变化？我们先看一个简单的例子：

    
    
     
count:{
   {times}}
    

运行后，我们可以从页面中看到，count后面的times每隔一秒递增1，视图一直在更新，在代码中仅仅是通过setInterval方法每隔一秒来修改vm.times的值，并没有任何dom操作，那么vue是怎么实现这个过程呢，我们通过一张图来看下：

图中的Model就是data方法返回的{times:1},View是最终在浏览器中显示的DOM，模型通过Observer,Dep,Watcher,Directive等一系列对象的关联，最终和视图建立起关系。总的来说，vue在些做了3件事：

• 通过Observer对data做监听，并提供了订阅某个数据项变化的能力。
• 把template编译成一段document fragment,然后解析其中的Directive,得到每一个Directive所依赖的数据项和update方法。
• 通过Watcher把上述2部分结合起来，即把Directive中的数据依赖通过Watcher订阅在对应数据的Observer的Dep上，当数据变化时，就会触发Observer的Dep上的notify方法通知对应的Watcher的update,进而触发Directive的update方法来更新dom视图，最后达到模型和视图关联起来。

Observer

我们来看下vue是如何给data对象添加Observer的，我们知道，vue的实例创建的过程会有一个生命周期，其中有一个过程就是调用vm.initData方法处理data选项，代码如下：

src/core/instance/state.jsfunction initData (vm: Component) {  let data = vm.$options.data  data = vm._data = typeof data === 'function' ? getData(data, vm) : data || {}  if (!isPlainObject(data)) {    data = {}    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(      'data functions should return an object:\n' +      'https://vuejs.org/v2/guide/components.html#data-Must-Be-a-Function',      vm    )  }  // proxy data on instance  const keys = Object.keys(data)  const props = vm.$options.props  const methods = vm.$options.methods  let i = keys.length  while (i--) {    const key = keys[i]    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {      if (methods && hasOwn(methods, key)) {        warn(          `Method "${key}" has already been defined as a data property.`,          vm        )      }    }    if (props && hasOwn(props, key)) {      process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(        `The data property "${key}" is already declared as a prop. ` +        `Use prop default value instead.`,        vm      )    } else if (!isReserved(key)) {      proxy(vm, `_data`, key)    }  }  // observe data  observe(data, true /* asRootData */)}

我们要注意下proxy方法，它的功能是遍历data的key,把data上的属性代理到vm实例上，proxy源码如下：

const sharedPropertyDefinition = {  enumerable: true,  configurable: true,  get: noop,  set: noop}function proxy (target: Object, sourceKey: string, key: string) {  sharedPropertyDefinition.get = function proxyGetter () {    return this[sourceKey][key]  }  sharedPropertyDefinition.set = function proxySetter (val) {    this[sourceKey][key] = val  }  Object.defineProperty(target, key, sharedPropertyDefinition)}

方法主要通过Object.defineProperty的getter和setter方法实现了代理，在 前面的例子中，我们调用vm.times就相当于访问了vm._data.times.

在initData的最后，我们调用了observer(data,this)来对data做监听，observer的源码定义如下：

src/core/observer/index.js/** *尝试创建一个值的观察者实例， *如果成功观察到新的观察者， *或现有的观察者，如果该值已经有一个。 */export function observe (value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void {  if (!isObject(value) || value instanceof VNode) {    return  }  let ob: Observer | void  if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) {    ob = value.__ob__  } else if (    observerState.shouldConvert &&    !isServerRendering() &&    (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) &&    Object.isExtensible(value) &&    !value._isVue  ) {    ob = new Observer(value)  }  if (asRootData && ob) {    ob.vmCount++  }  return ob}

它会首先判断value是否已经添加了_ob_属性，它是一个Observer对象的实例，如果是就直接用，否则在value满足一些条件（数组或对象，可扩展，非vue组件等）的情况下创建一个Observer对象，下面看下Observer这个类的源码：

class Observer {  value: any;  dep: Dep;  vmCount: number; // 将这个对象作为根$data的vm的数量。  constructor (value: any) {    this.value = value    this.dep = new Dep()    this.vmCount = 0    def(value, '__ob__', this)    if (Array.isArray(value)) {      const augment = hasProto        ? protoAugment        : copyAugment      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)      this.observeArray(value)    } else {      this.walk(value)    }  }  /**   *遍历每个属性并将其转换为拥有getter / setter。这个方法应该只在什么时候调用。当obj是对象。   */  walk (obj: Object) {    const keys = Object.keys(obj)    for (let i = 0; i < keys.length; i++) {      defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]])    }  }  /**   观察数组项的列表。   */  observeArray (items: Array
    
     ) {    for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {      observe(items[i])    }  }}
    

这个构造函数主要做了这么几件事，首先创建了一个Dep对象实例，然后把自身this添加到value的_ob_属性上，最后对value的类型进行判断，如果是数组则观察数组，否则观察单个元素。obsersverArray方法就是对数组进行遍历，递归调用observer方法，最终都会调用walk方法观察单个元素。walk方法就是对obj的key进行遍历。然后调用了defineReactive，把要观察的data对象的每个属性都赋予getter和setter方法，这样一旦属性被访问或者更新，我们就可以追踪到这些变化。源码如下：

/** * 在对象上定义一个反应性属性 setter,getter。 */export function defineReactive (  obj: Object,  key: string,  val: any,  customSetter?: ?Function,  shallow?: boolean) {  const dep = new Dep()  const property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key)  if (property && property.configurable === false) {    return  }  // 满足预定义的getter / setter  const getter = property && property.get  const setter = property && property.set  let childOb = !shallow && observe(val)    // 在这里添加setter,getter。  Object.defineProperty(obj, key, {    enumerable: true,    configurable: true,    get: function reactiveGetter () {      const value = getter ? getter.call(obj) : val      if (Dep.target) {        dep.depend()        if (childOb) {          childOb.dep.depend()          if (Array.isArray(value)) {            dependArray(value)          }        }      }      return value    },    set: function reactiveSetter (newVal) {      const value = getter ? getter.call(obj) : val      /* eslint-disable no-self-compare */      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {        return      }      /* eslint-enable no-self-compare */      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && customSetter) {        customSetter()      }      if (setter) {        setter.call(obj, newVal)      } else {        val = newVal      }      childOb = !shallow && observe(newVal)        // 通知data某属性改变，遍历所有的订阅者，就是watcher实例，然后调用watcher实例的update方法      dep.notify()    }  })}

些方法最核心的部分就是通过调用Object.defineProperty给data的每个属性添加getter和setter方法。当data的某个属性被访问时，则会调用getter方法，判断当Dep.target不为空时调用dep.depend和childOb.dep.depend方法做依赖收集，如果访问的属性是一个数组则会遍历这个数组收集数组元素的依赖，当改变data的属性时，则会调用setter方法，这时调用dep.notify方法进行通知。其中用到的Dep类是一个简单的观察者模式的实现，然后我们看下源码：

src/core/observer/dep.jsclass Dep {  static target: ?Watcher;  id: number;  subs: Array
    
     ;  constructor () {    this.id = uid++    this.subs = [] // 用来存储所有订阅它的watcher  }  addSub (sub: Watcher) {    this.subs.push(sub)  }  removeSub (sub: Watcher) {    remove(this.subs, sub)  }  depend () {    if (Dep.target) { // Dep.target表示当前正在计算的watcher,是全局唯一的，同一时间只能有一个watcher被计算      // 把当前Dep的实例添加到当前正在计算的watcher依赖中      Dep.target.addDep(this)    }  }// 遍历所有的的订阅watcher，调用它们的update方法。  notify () {    // 首先稳定用户列表。    const subs = this.subs.slice()    for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {      subs[i].update()    }  }}
    

watcher

src/core/observer/watcher.jslet uid = 0/** * 观察者解析表达式，收集依赖项， *当表达式值发生变化时触发回调。 这用于$watch() api和指令。 */export default class Watcher {   constructor (    vm: Component,    expOrFn: string | Function,    cb: Function,    options?: Object  ) {    this.vm = vm    vm._watchers.push(this)    // options    if (options) {      this.deep = !!options.deep      this.user = !!options.user      this.lazy = !!options.lazy      this.sync = !!options.sync    } else {      this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false    }    this.cb = cb    this.id = ++uid // uid 为批处理    this.active = true    this.dirty = this.lazy // for lazy watchers    this.deps = []    this.newDeps = []    this.depIds = new Set()    this.newDepIds = new Set()    this.expression = process.env.NODE_ENV !== 'production'      ? expOrFn.toString()      : ''    // parse expression for getter    if (typeof expOrFn === 'function') {      this.getter = expOrFn    } else {      this.getter = parsePath(expOrFn)      if (!this.getter) {        this.getter = function () {}        process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(          `Failed watching path: "${expOrFn}" ` +          'Watcher only accepts simple dot-delimited paths. ' +          'For full control, use a function instead.',          vm        )      }    }    this.value = this.lazy ? undefined : this.get()  }  /**   * 评估getter并重新收集依赖项。   */  get () {    pushTarget(this)    let value    const vm = this.vm    try {      value = this.getter.call(vm, vm)    } catch (e) {      if (this.user) {        handleError(e, vm, `getter for watcher "${this.expression}"`)      } else {        throw e      }    } finally {      // “触摸”每个属性，所以它们都被跟踪。        // 对深度观察的依赖。      if (this.deep) {        traverse(value)      }      popTarget()      this.cleanupDeps()    }    return value  }  /**   * Add a dependency to this directive.把dep添加到watcher实例的依赖中，同时通过            dep.addsup(this)把watcher实例添加到dep的订阅者中。   */  addDep (dep: Dep) {    const id = dep.id    if (!this.newDepIds.has(id)) {      this.newDepIds.add(id)      this.newDeps.push(dep)      if (!this.depIds.has(id)) {        dep.addSub(this)      }    }  }  /**   * Clean up for dependency collection.   */  cleanupDeps () {    let i = this.deps.length    while (i--) {      const dep = this.deps[i]      if (!this.newDepIds.has(dep.id)) {        dep.removeSub(this)      }    }    let tmp = this.depIds    this.depIds = this.newDepIds    this.newDepIds = tmp    this.newDepIds.clear()    tmp = this.deps    this.deps = this.newDeps    this.newDeps = tmp    this.newDeps.length = 0  }  /**   *用户界面。时将调用一个依赖的变化。   */  update () {    /* istanbul ignore else */    if (this.lazy) {      this.dirty = true    } else if (this.sync) {      this.run()    } else { // 调用，把watcher实例推入队列中，延迟this.run调用的时机。      queueWatcher(this)    }  }  /**   * 调度器的工作界面。会被调度器调用。   * 再次对watcher进行求值，重新收集依赖，接下来判断求值结果和之前value的关系，如果不变，则什么也不做   * 此方法是directive实例创建watcher时传入的，它对应相关指令的update方法来真实更新dom。这样就完成了数据更新到对应视图的变化过程。   * watcher把observer和directive关联起来，实现了数据一旦更新，视图就自动变化的效果。利用object.defineProperty实现了数据和视图的绑定   */  run () {    if (this.active) {      const value = this.get()      if (        value !== this.value ||        // 深入观察和观察对象/阵列甚至应该开火。当值相等时，因为值可以。有突变。        isObject(value) ||        this.deep      ) {        // set new value        const oldValue = this.value        this.value = value        if (this.user) {          try {            this.cb.call(this.vm, value, oldValue)          } catch (e) {            handleError(e, this.vm, `callback for watcher "${this.expression}"`)          }        } else {          this.cb.call(this.vm, value, oldValue)        }      }    }  }  /**   * 评估观察者的价值。   这只会被称为懒惰的观察者。   */  evaluate () {    this.value = this.get() // 对watcher进行求值，同时收集依赖    this.dirty = false // 不会再对watcher求值，也不会再访问计算属性的getter方法了  }  /**   * 要看这个观察者收集的所有数据。   */  depend () {    let i = this.deps.length    while (i--) {      this.deps[i].depend()    }  }  /**   * Remove self from all dependencies' subscriber list.   */  teardown () {    if (this.active) {      // remove self from vm's watcher list      // this is a somewhat expensive operation so we skip it      // if the vm is being destroyed.      if (!this.vm._isBeingDestroyed) {        remove(this.vm._watchers, this)      }      let i = this.deps.length      while (i--) {        this.deps[i].removeSub(this)      }      this.active = false    }  }}

Dep实例在初始化watcher时，会传入指令的expression.在前面的例子中expression是times.get方法的功能是对当前watcher进行求值，收集依赖关系，设置Dep.target为当前watcher的实例，this.getter.call(vm,vm),这个方法相当于获取vm.times,这样就触发了对象的getter.我们之前给data添加Observer时，通过上面defineReactive/Object.defineProperty给data对象的每一个属性添加getter和setter了.

src/core/observer/index.jsfunction defineReactive (obj，key,val,customSetter,shallow) {  // 在这里添加setter,getter。  Object.defineProperty(obj, key, {    enumerable: true,    configurable: true,    get: function reactiveGetter () {      const value = getter ? getter.call(obj) : val      if (Dep.target) {        dep.depend()        if (childOb) {          childOb.dep.depend()          if (Array.isArray(value)) {            dependArray(value)          }        }      }      return value    } }

当获取vm.times时，会执行到get方法体内，由于我们在之前已经设置了Dep.target为当前Watcher实例，所以接下来就调用dep.depend()完成收集，它实际上是执行了Dep.target.addDep(this),相当于执行了Watcher实例的addDep方法，把Dep添加到Watcher实例的依赖中。

src/observer/watcher.jsaddDep (dep: Dep) {    const id = dep.id    if (!this.newDepIds.has(id)) {      this.newDepIds.add(id)      this.newDeps.push(dep)      if (!this.depIds.has(id)) {        dep.addSub(this)      }    }  }

addDep是把dep添加到Watcher实例的依赖中，同时又通过dep.addSup(this)把Watcher实例添加到dep的订阅者中

src/observer/dep.jsaddSub (sub: Watcher) {    this.subs.push(sub)  }

至此，指令完成了依赖收集，并且通过Watcher完成了对数据变化的订阅。

我们再看下，当data发生变化时，视图是如何自动更新的，在前面的例子中，我们setInterval每隔一秒执行一次vm.times++，数据改变会触发对象的setter，执行set方法体的代码。

src/core/observer/index.jsfunction defineReactive (obj，key,val,customSetter,shallow) {  // 在这里添加setter,getter。  Object.defineProperty(obj, key, {    enumerable: true,    configurable: true,    set: function reactiveSetter (newVal) {      const value = getter ? getter.call(obj) : val          if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {        return      }            if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && customSetter) {        customSetter()      }      if (setter) {        setter.call(obj, newVal)      } else {        val = newVal      }      childOb = !shallow && observe(newVal)      // 通知data某属性改变，遍历所有的订阅者，就是watcher实例，然后调用watcher实例的update方法      dep.notify()    } }

src/observer/watcher.jsupdate () {    /* istanbul ignore else */    if (this.lazy) {      this.dirty = true    } else if (this.sync) {      this.run()    } else {       queueWatcher(this)// 调用，把watcher实例推入队列中，延迟this.run调用的时机。    }  }

src/core/observer/scheduler.js/** * 把一个观察者watcher推入观察者队列。 *将跳过具有重复id的作业，除非它是。 *当队列被刷新时被推。 * 通过nextTick在下一个事件循环周期处理watcher队列，是一种优化手段。因为如果同时观察的数据多次变化，比如同步执行3次vm.time++,同时调用就会触发3次dom操作 * 而推入队列中等待下一个事件循环周期再操作队列里的watcher，因为是同一个watcher，它只会调用一次watcher.run，从而只触发一次dom操作。 */export function queueWatcher (watcher: Watcher) {  const id = watcher.id  if (has[id] == null) {    has[id] = true    if (!flushing) {      queue.push(watcher)    } else {      // 如果已经刷新，则根据其id将监视器拼接起来。        // 如果已经超过了它的id，它将会立即运行。      let i = queue.length - 1      while (i > index && queue[i].id > watcher.id) {        i--      }      queue.splice(i + 1, 0, watcher)    }    // 队列的冲    if (!waiting) {      waiting = true      nextTick(flushSchedulerQueue)    }  }}

function flushSchedulerQueue () {  flushing = true  let watcher, id    // 在刷新前排序队列。    // 这确保:    // 1。组件由父元素更新为子元素。(因为父母总是在孩子面前创建)    // 2。组件的用户观察者在它的呈现观察者之前运行(因为用户观察者是在渲染观察者之前创建的    // 3。如果组件在父组件的监视程序运行期间被销毁， 它的观察者可以跳过。  queue.sort((a, b) => a.id - b.id)    // 不要缓存长度，因为可能会有更多的观察者被推。    // 当我们运行现有的观察者时。遍历queue中watcher的run方法  for (index = 0; index < queue.length; index++) {    watcher = queue[index]    id = watcher.id    has[id] = null    watcher.run()    // in dev build, check and stop circular updates.    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && has[id] != null) {      circular[id] = (circular[id] || 0) + 1      if (circular[id] > MAX_UPDATE_COUNT) {        warn(          'You may have an infinite update loop ' + (            watcher.user              ? `in watcher with expression "${watcher.expression}"`              : `in a component render function.`          ),          watcher.vm        )        break      }    }  }  // keep copies of post queues before resetting state  const activatedQueue = activatedChildren.slice()  const updatedQueue = queue.slice()  resetSchedulerState()  // call component updated and activated hooks  callActivatedHooks(activatedQueue)  callUpdatedHooks(updatedQueue)  // devtool hook  /* istanbul ignore if */  if (devtools && config.devtools) {    devtools.emit('flush')  }}

遍历queue中Watcher的run方法，

src/core/observer/watcher.jsrun () {    if (this.active) {      const value = this.get()      if (        value !== this.value ||        // 深入观察和观察对象/阵列甚至应该开火。当值相等时，因为值可以。有突变。        isObject(value) ||        this.deep      ) {        // set new value        const oldValue = this.value        this.value = value        if (this.user) {          try {            this.cb.call(this.vm, value, oldValue)          } catch (e) {            handleError(e, this.vm, `callback for watcher "${this.expression}"`)          }        } else {          this.cb.call(this.vm, value, oldValue)        }      }    }  }

run方法再次对Watcher求值，重新收集依赖，接下来判断求值结果和之前value的关系，如果不变则什么也不做，如果变了则调用this.cb.call(this.vm,value,oldValue)方法，这个方法是Directive实例创建watcher时传入的，它对应相关指令的update方法来真实更新 DOM，这样就完成了数据更新到对应视图的变化过程。Watcher巧妙的把Observer和Directive关联起来，实现了数据一旦更新，视图就会自动变化的效果，vue利用了Object.defineProperty这个核心技术实现了数据和视图的绑定。