我在前文中曾經(jīng)介紹過鴻蒙的 Javascript 框架，這幾天終于把 JS 倉(cāng)庫(kù)編譯通過了，期間踩了不少坑，也給鴻蒙貢獻(xiàn)了幾個(gè) PR。今天我們就來逐行分析鴻蒙系統(tǒng)中的 JS 框架。
文中的所有代碼都基于鴻蒙的當(dāng)前最新版（版本為 677ed06，提交日期為 2020-09-10）。
鴻蒙系統(tǒng)使用 JavaScript 開發(fā) GUI 是一種類似于微信小程序、輕應(yīng)用的模式。而這個(gè) MVVM 模式中，V 其實(shí)是由 C++ 來承擔(dān)的。JavaScript 代碼只是其中的 ViewModel 層。
鴻蒙 JS 框架是零依賴的，只在開發(fā)打包過程中使用到了一些 npm 包。打包完之的代碼是沒有依賴任何 npm 包的。我們先看一下使用鴻蒙 JS 框架寫出來的 JS 代碼到底長(zhǎng)什么樣。
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export default { data: { return { count: 1 }; }, increase() { ++this.count; }, decrease() { --this.count; },} |
如果我不告訴你這是鴻蒙，你甚至?xí)詾樗?vue 或小程序。如果單獨(dú)把 JS 拿出來使用（脫離鴻蒙系統(tǒng)），代碼是這樣：
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const vm = new ViewModel({ data() { return { count: 1 }; }, increase() { ++this.count; }, decrease() { --this.count; },}); console.log(vm.count); // 1 vm.increase();console.log(vm.count); // 2 vm.decrease();console.log(vm.count); // 1 |
倉(cāng)庫(kù)中的所有 JS 代碼實(shí)現(xiàn)了一個(gè)響應(yīng)式系統(tǒng)，充當(dāng)了 MVVM 中的 ViewModel。
下面我們逐行分析。
src 目錄中一共有 4 個(gè)目錄，總計(jì) 8 個(gè)文件。其中 1 個(gè)是單元測(cè)試。還有 1 個(gè)性能分析。再除去 2 個(gè) index.js 文件，有用的文件一共是 4 個(gè)。也是本文分析的重點(diǎn)。
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src├── __test__│ └── index.test.js├── core│ └── index.js├── index.js├── observer│ ├── index.js│ ├── observer.js│ ├── subject.js│ └── utils.js└── profiler └── index.js |
首先是入口文件，src/index.js，只有 2 行代碼：
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import { ViewModel } from './core';export default ViewModel; |
其實(shí)就是重新導(dǎo)出。
另一個(gè)類似的文件是 src/observer/index.js，也是 2 行代碼：
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export { Observer } from './observer';export { Subject } from './subject'; |
observer 和 subject 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)觀察者模式。subject 是主題，也就是被觀察者。observer 是觀察者。當(dāng) subject 有任何變化時(shí)需要主動(dòng)通知被觀察者。這就是響應(yīng)式。
這 2 個(gè)文件都使用到了 src/observer/utils.js，所以我們先分析一下 utils 文件。分 3 部分。
第一部分
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export const ObserverStack = { stack: [], push(observer) { this.stack.push(observer); }, pop() { return this.stack.pop(); }, top() { return this.stack[this.stack.length - 1]; }}; |
首先是定義了一個(gè)用來存放觀察者的棧，遵循后進(jìn)先出的原則，內(nèi)部使用 stack 數(shù)組來存儲(chǔ)。
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入棧操作
push，和數(shù)組的push函數(shù)一樣，在棧頂放入一個(gè)觀察者 observer。 -
出棧操作
pop，和數(shù)組的pop函數(shù)一樣，在將棧頂?shù)挠^察者刪除，并返回這個(gè)被刪除的觀察者。 -
取棧頂元素
top，和pop操作不同，top是把棧頂元素取出來，但是并不刪除。
第二部分
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export const SYMBOL_OBSERVABLE = '__ob__';export const canObserve = target => typeof target === 'object'; |
定義了一個(gè)字符串常量 SYMBOL_OBSERVABLE。為了后面用著方便。
定義了一個(gè)函數(shù) canObserve，目標(biāo)是否可以被觀察。只有對(duì)象才能被觀察，所以使用 typeof 來判斷目標(biāo)的類型。等等，好像有什么不對(duì)。如果 target 為 null 的話，函數(shù)也會(huì)返回 true。如果 null 不可觀察，那么這就是一個(gè) bug。（寫這篇文章的時(shí)候我已經(jīng)提了一個(gè) PR，并詢問了這種行為是否是期望的行為）。
第三部分
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export const defineProp = (target, key, value) => { Object.defineProperty(target, key, { enumerable: false, value });}; |
這個(gè)沒有什么好解釋的，就是 Object.defineProperty 代碼太長(zhǎng)了，定義一個(gè)函數(shù)來避免代碼重復(fù)。
下面再來分析觀察者 src/observer/observer.js，分 4 部分。
第一部分
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export function Observer(context, getter, callback, meta) { this._ctx = context; this._getter = getter; this._fn = callback; this._meta = meta; this._lastValue = this._get();} |
構(gòu)造函數(shù)。接受 4 個(gè)參數(shù)。
context 當(dāng)前觀察者所處的上下午，類型是 ViewModel。當(dāng)?shù)谌齻€(gè)參數(shù) callback 調(diào)用時(shí)，函數(shù)的 this 就是這個(gè) context。
getter 類型是一個(gè)函數(shù)，用來獲取某個(gè)屬性的值。
callback 類型是一個(gè)函數(shù)，當(dāng)某個(gè)值變化后執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。
meta 元數(shù)據(jù)。觀察者(Observer)并不關(guān)注 meta 元數(shù)據(jù)。
在構(gòu)造函數(shù)的最后一行，this._lastValue = this._get()。下面來分析 _get 函數(shù)。
第二部分
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Observer.prototype._get = function() { try { ObserverStack.push(this); return this._getter.call(this._ctx); } finally { ObserverStack.pop(); }}; |
ObserverStack 就是上面分析過的用來存儲(chǔ)所有觀察者的棧。將當(dāng)前觀察者入棧，并通過 _getter 取得當(dāng)前值。結(jié)合第一部分的構(gòu)造函數(shù)，這個(gè)值存儲(chǔ)在了 _lastValue 屬性中。
執(zhí)行完這個(gè)過程后，這個(gè)觀察者就已經(jīng)初始化完成了。
第三部分
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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; }}; |
這部分實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)更新時(shí)的臟檢查(Dirty checking)機(jī)制。比較更新后的值和當(dāng)前值，如果不同，那么就執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。如果這個(gè)回調(diào)函數(shù)是渲染 UI，那么則可以實(shí)現(xiàn)按需渲染。如果值相同，那么再檢查設(shè)置的新值是否可以被觀察，再?zèng)Q定到底要不要執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。
第四部分
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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()(); }}; |
訂閱與取消訂閱。
我們前面經(jīng)常說觀察者和被觀察者。對(duì)于觀察者模式其實(shí)還有另一種說法，叫訂閱/發(fā)布模式。而這部分代碼則實(shí)現(xiàn)了對(duì)主題(subject)的訂閱。
先調(diào)用主題的 attach 方法進(jìn)行訂閱。如果訂閱成功，subject.attach 方法會(huì)返回一個(gè)函數(shù)，當(dāng)調(diào)用這個(gè)函數(shù)就會(huì)取消訂閱。為了將來能夠取消訂閱，這個(gè)返回值必需保存起來。
subject 的實(shí)現(xiàn)很多人應(yīng)該已經(jīng)猜到了。觀察者訂閱了 subject，那么 subject 需要做的就是，當(dāng)數(shù)據(jù)變化時(shí)即使通知觀察者。subject 如何知道數(shù)據(jù)發(fā)生了變化呢，機(jī)制和 vue2 一樣，使用 Object.defineProperty 做屬性劫持。
下面再來分析觀察者 src/observer/subject.js，分 7 部分。
第一部分
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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]));} |
構(gòu)造函數(shù)。基本沒什么難點(diǎn)。設(shè)置 _hijacking 屬性為 true，用來標(biāo)示這個(gè)對(duì)象已經(jīng)被劫持了。Object.keys 通過遍歷來劫持每個(gè)屬性。如果是數(shù)組，則調(diào)用 hijackArray。
第二部分
兩個(gè)靜態(tài)方法。
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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;}; |
Subject 的構(gòu)造函數(shù)并不直接被外部調(diào)用，而是封裝到了 Subject.of 靜態(tài)方法中。
如果目標(biāo)不能被觀察，那么直接返回目標(biāo)。
如果 target[SYMBOL_OBSERVABLE] 不是 undefined，說明目標(biāo)已經(jīng)被初始化過了。
否則，調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化 Subject。
Subject.is 則用來判斷目標(biāo)是否被劫持過了。
第三部分
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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); }; }}; |
這個(gè)方法很眼熟，對(duì)，就是上文的 Observer.prototype.subscribe 中調(diào)用的。作用是某個(gè)觀察者用來訂閱主題。而這個(gè)方法則是“主題是怎么訂閱的”。
觀察者維護(hù)這一個(gè)主題的哈希表 _obsMap。哈希表的 key 是需要訂閱的 key。比如某個(gè)觀察者訂閱了 name 屬性的變化，而另一個(gè)觀察者訂閱了 age 屬性的變化。而且屬性的變化還可以被多個(gè)觀察者同時(shí)訂閱，因此哈希表存儲(chǔ)的值是一個(gè)數(shù)組，數(shù)據(jù)的每個(gè)元素都是一個(gè)觀察者。
第四部分
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Subject.prototype.notify = function(key) { if ( typeof key === 'undefined' || !this._obsMap || !this._obsMap[key] ) { return; } this._obsMap[key].forEach(observer => observer.update());}; |
當(dāng)屬性發(fā)生變化是，通知訂閱了此屬性的觀察者們。遍歷每個(gè)觀察者，并調(diào)用觀察者的 update 方法。我們上文中也提到了，臟檢查就是在這個(gè)方法內(nèi)完成的。
第五部分
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Subject.prototype.setParent = function(parent, key) { this._parent = parent; this._key = key;}; Subject.prototype.notifyParent = function() { this._parent && this._parent.notify(this._key);}; |
這部分是用來處理屬性嵌套(nested object)的問題的。就是類似這種對(duì)象：{ user: { name: 'JJC' } }。
第六部分
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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); } });} |
這一部分展示了如何使用 Object.defineProperty 進(jìn)行屬性劫持。當(dāng)設(shè)置屬性時(shí)，會(huì)調(diào)用 set(value)，設(shè)置新的值，然后調(diào)用 subject 的 notify 方法。這里并不進(jìn)行任何檢查，只要設(shè)置了屬性就會(huì)調(diào)用，即使屬性的新值和舊值一樣。notify 會(huì)通知所有的觀察者。
第七部分
劫持?jǐn)?shù)組方法。
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const ObservedMethods = { PUSH: 'push', POP: 'pop', UNSHIFT: 'unshift', SHIFT: 'shift', SPLICE: 'splice', REVERSE: 'reverse'}; const OBSERVED_METHODS = Object.keys(ObservedMethods).map( key => ObservedMethods[key]); |
ObservedMethods 定義了需要劫持的數(shù)組函數(shù)。前面大寫的用來做 key，后面小寫的是需要劫持的方法。
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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(); } }); });} |
數(shù)組的劫持和對(duì)象不同，不能使用 Object.defineProperty。
我們需要劫持 6 個(gè)數(shù)組方法。分別是頭部添加、頭部刪除、尾部添加、尾部刪除、替換/刪除某幾項(xiàng)、數(shù)組反轉(zhuǎn)。
通過重寫數(shù)組方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)組的劫持。但是這里有一個(gè)需要注意的地方，數(shù)據(jù)的每一個(gè)元素都是被觀察過的，但是當(dāng)在數(shù)組中添加了新元素時(shí)，這些元素還沒有被觀察。因此代碼中還需要判斷當(dāng)前的方法如果是 push、unshift、splice，那么需要將新的元素放入觀察者隊(duì)列中。
另外兩個(gè)文件分別是單元測(cè)試和性能分析，這里就不再分析了。
總結(jié)
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