相關學習推薦：javascript

我在前文中曾經(jīng)介紹過鴻蒙的 Javascript 框架，這幾天終于把 JS 倉庫編譯通過了，期間踩了不少坑，也給鴻蒙貢獻了幾個 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、輕應用的模式。而這個 MVVM 模式中，V 其實是由 C++ 來承擔的。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 代碼到底長什么樣。

export default {   data() {    return { count: 1 };   },   increase() {     ++this.count;   },   decrease() {     --this.count;   }, }復制代碼

如果我不告訴你這是鴻蒙，你甚至會以為它是 vue 或小程序。如果單獨把 JS 拿出來使用（脫離鴻蒙系統(tǒng)），代碼是這樣：

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復制代碼

倉庫中的所有 JS 代碼實現(xiàn)了一個響應式系統(tǒng)，充當了 MVVM 中的 ViewModel。

下面我們逐行分析。

src 目錄中一共有 4 個目錄，總計 8 個文件。其中 1 個是單元測試。還有 1 個性能分析。再除去 2 個 index.js 文件，有用的文件一共是 4 個。也是本文分析的重點。

src ├── __test__ │   └── index.test.js ├── core │   └── index.js ├── index.js ├── observer │   ├── index.js │   ├── observer.js │   ├── subject.js │   └── utils.js └── profiler     └── index.js復制代碼

首先是入口文件，src/index.js，只有 2 行代碼：

import { ViewModel } from './core';export default ViewModel;復制代碼

其實就是重新導出。

另一個類似的文件是 src/observer/index.js，也是 2 行代碼：

export { Observer } from './observer';export { Subject } from './subject';復制代碼

observer 和 subject 實現(xiàn)了一個觀察者模式。subject 是主題，也就是被觀察者。observer 是觀察者。當 subject 有任何變化時需要主動通知被觀察者。這就是響應式。

這 2 個文件都使用到了 src/observer/utils.js，所以我們先分析一下 utils 文件。分 3 部分。

第一部分

export const ObserverStack = {  stack: [],   push(observer) {    this.stack.push(observer);   },   pop() {    return this.stack.pop();   },   top() {    return this.stack[this.stack.length - 1];   } };復制代碼

首先是定義了一個用來存放觀察者的棧，遵循后進先出的原則，內(nèi)部使用 stack 數(shù)組來存儲。

• 入棧操作 push，和數(shù)組的 push 函數(shù)一樣，在棧頂放入一個觀察者 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

export const SYMBOL_OBSERVABLE = '__ob__';export const canObserve = target => typeof target === 'object';復制代碼

定義了一個字符串常量 SYMBOL_OBSERVABLE。為了后面用著方便。

定義了一個函數(shù) canObserve，目標是否可以被觀察。只有對象才能被觀察，所以使用 typeof 來判斷目標的類型。等等，好像有什么不對。如果 target 為 null 的話，函數(shù)也會返回 true。如果 null 不可觀察，那么這就是一個 bug。（寫這篇文章的時候我已經(jīng)提了一個 PR，并詢問了這種行為是否是期望的行為）。

第三部分

export const defineProp = (target, key, value) => {  Object.defineProperty(target, key, { enumerable: false, value }); };復制代碼

這個沒有什么好解釋的，就是 Object.defineProperty 代碼太長了，定義一個函數(shù)來避免代碼重復。

下面再來分析觀察者 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(); }復制代碼

構(gòu)造函數(shù)。接受 4 個參數(shù)。

context 當前觀察者所處的上下文，類型是 ViewModel。當?shù)谌齻€參數(shù) callback 調(diào)用時，函數(shù)的 this 就是這個 context。

getter 類型是一個函數(shù)，用來獲取某個屬性的值。

callback 類型是一個函數(shù)，當某個值變化后執(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

Observer.prototype._get = function() {  try {     ObserverStack.push(this);    return this._getter.call(this._ctx);   } finally {     ObserverStack.pop();   } };復制代碼

ObserverStack 就是上面分析過的用來存儲所有觀察者的棧。將當前觀察者入棧，并通過 _getter 取得當前值。結(jié)合第一部分的構(gòu)造函數(shù)，這個值存儲在了 _lastValue 屬性中。

執(zhí)行完這個過程后，這個觀察者就已經(jīng)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;   } };復制代碼

這部分實現(xiàn)了數(shù)據(jù)更新時的臟檢查(Dirty checking)機制。比較更新后的值和當前值，如果不同，那么就執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。如果這個回調(diào)函數(shù)是渲染 UI，那么則可以實現(xiàn)按需渲染。如果值相同，那么再檢查設置的新值是否可以被觀察，再決定到底要不要執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。

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()();   } };復制代碼

訂閱與取消訂閱。

我們前面經(jīng)常說觀察者和被觀察者。對于觀察者模式其實還有另一種說法，叫訂閱/發(fā)布模式。而這部分代碼則實現(xiàn)了對主題(subject)的訂閱。

先調(diào)用主題的 attach 方法進行訂閱。如果訂閱成功，subject.attach 方法會返回一個函數(shù)，當調(diào)用這個函數(shù)就會取消訂閱。為了將來能夠取消訂閱，這個返回值必需保存起來。

subject 的實現(xiàn)很多人應該已經(jīng)猜到了。觀察者訂閱了 subject，那么 subject 需要做的就是，當數(shù)據(jù)變化時即使通知觀察者。subject 如何知道數(shù)據(jù)發(fā)生了變化呢，機制和 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

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])); }復制代碼

構(gòu)造函數(shù)?；緵]什么難點。設置 _hijacking 屬性為 true，用來標示這個對象已經(jīng)被劫持了。Object.keys 通過遍歷來劫持每個屬性。如果是數(shù)組，則調(diào)用 hijackArray。

第二部分

兩個靜態(tài)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; };復制代碼

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。

如果目標不能被觀察，那么直接返回目標。

如果 target[SYMBOL_OBSERVABLE] 不是 undefined，說明目標已經(jīng)被初始化過了。

否則，調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化 Subject。

Subject.is 則用來判斷目標是否被劫持過了。

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);     };   } };復制代碼

這個方法很眼熟，對，就是上文的 Observer.prototype.subscribe 中調(diào)用的。作用是某個觀察者用來訂閱主題。而這個方法則是“主題是怎么訂閱的”。

觀察者維護這一個主題的哈希表 _obsMap。哈希表的 key 是需要訂閱的 key。比如某個觀察者訂閱了 name 屬性的變化，而另一個觀察者訂閱了 age 屬性的變化。而且屬性的變化還可以被多個觀察者同時訂閱，因此哈希表存儲的值是一個數(shù)組，數(shù)據(jù)的每個元素都是一個觀察者。

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()); };復制代碼

當屬性發(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，臟檢查就是在這個方法內(nèi)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); };復制代碼

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);     }   }); }復制代碼

這一部分展示了如何使用 Object.defineProperty 進行屬性劫持。當設置屬性時，會調(diào)用 set(value)，設置新的值，然后調(diào)用 subject 的 notify 方法。這里并不進行任何檢查，只要設置了屬性就會調(diào)用，即使屬性的新值和舊值一樣。notify 會通知所有的觀察者。

第七部分

劫持數(shù)組方法。

const ObservedMethods = {  PUSH: 'push',  POP: 'pop',  UNSHIFT: 'unshift',  SHIFT: 'shift',  SPLICE: 'splice',  REVERSE: 'reverse'};const OBSERVED_METHODS = Object.keys(ObservedMethods).map(    key => ObservedMethods[key] );復制代碼

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。

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();       }     });   }); }復制代碼

數(shù)組的劫持和對象不同，不能使用 Object.defineProperty。

我們需要劫持 6 個數(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、數(shù)組反轉(zhuǎn)。

通過重寫數(shù)組方法實現(xiàn)了數(shù)組的劫持。但是這里有一個需要注意的地方，數(shù)據(jù)的每一個元素都是被觀察過的，但是當在數(shù)組中添加了新元素時，這些元素還沒有被觀察。因此代碼中還需要判斷當前的方法如果是 push、unshift、splice，那么需要將新的元素放入觀察者隊列中。

另外兩個文件分別是單元測試和性能分析，這里就不再分析了。

想了解