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《Vue3 十》Vue 底层原理

news 来源：原创 2025/6/7 18:26:21

命令式编程和声明式编程：

以计时器为例：

// 原生 JavaScript 实现计数器，是命令式编程
<div><h1>当前数字：<span class="count"></span></h1><button class="add" @click="handleAdd">+1</button><button class="sub" @click="handleDelete">-1</button>
</div>const countEl = document.querySelector('.count')
const addEl = document.querySelector('.add')
const subEl = document.querySelector('.sub')let count  = 0
countEl.textContent = countaddEl.onclick =function () {count++;countEl.textContent = count
}
subEl.onclick =function () {count--;countEl.textContent = count
}

// Vue 实现计时器，是声明式编程
<div id="app"><h1>当前数字：{{count}}</h1><button @click="handleAdd">+1</button><button @click="handleSub">-1</button>
</div>const app = Vue.createApp({data() {return {count: 0,}},methods: {handleAdd: function() {this.count++;},handleSub: function() {this.count--;},}
})
app.mount('#app')

命令式编程：需要将要做的每一个步骤都编写一条代码，转化成一个个的命令告知浏览器。关注的是 how to do，自己完成整个 how 的过程。

原生 JavaScript、jQuery 都是命令式编程。
声明式编程：需要哪些东西就声明哪些东西，具体如何实现不需要管，框架会帮助完成。关注的是 what to do，由框架完成 how 的过程。

目前，Vue、React、Angular、小程序等都是声明式编程。

MVC 模型和 MVVM 模型：

MVC：

MVC，即 Mode l- View - Controller。

Model：数据模型。负责保存应用数据，与后端数据进行同步。
View：UI 视图。负责视图展示，将 Model 中的数据可视化出来。
Controller：控制器。负责业务逻辑，根据用户行为对 Model 数据进行更改。
MVC 中所有的通信都是单向的。View 传送指令到 Controller；Controller 完成业务逻辑后，要求 Model 改变状态；Model 将新的数据发送到 View，用户得到反馈。

MVVM：

MVVM ，即 Model - View - ViewModel 。

Model：数据模型。
View：UI 视图。
ViewModel：View 和 Model 的连接器。View 和 Model 通过 ViewModel 实现双向绑定，ViewModel 在底层做了大量的事情来实现数据变化更新视图，视图变化更新数据。

React、Vue、Angular 都是 MVVM 框架。

在这里插入图片描述

单向数据流：

数据的流动是单向的。父组件传递给子组件数据，子组件只能使用不能修改。

双向数据绑定：

双向数据绑定：即数据变化更新视图，视图变化更新数据。

Vue2 的响应式原理：

Vue2 的响应式原理基于 Object.defineProperty() 实现，利用 Object.defineProperty() 中的 set() 方法对对象的属性进行劫持，监听到对象属性的改变，就自动执行依赖的代码。

手动实现 Vue2 的响应式：

// 1. 定义一个 watchFn 函数，接收一个回调函数，当其内部依赖到的数据发生变化时，自动执行该回调函数
let reactiveFn = null
function watchFn(fn) {reactiveFn = fnfn()reactiveFn = null
}// 2. 定义一个收集依赖的类
class Depend {constructor() {// 一个数据可能会被多次依赖，使用 Set 的目的是为了防止添加的依赖的函数重复this.reactiveFns = new Set()}addDepend(fn) {if (!fn) returnthis.reactiveFns.add(fn)}notify() {this.reactiveFns.forEach(fn => {fn()})}
}// 3. 定义一个通过对象的属性名获取对应的 depend 依赖的函数。每一个对象的每一个属性对应一个 depend 依赖对象；通过一个 map 对象存储一个对象中所有属性与其 depend 依赖对象的映射关系；再通过一个 objMap 对象存储所有对象与其 map 对象的映射关系
const objMap = new WeakMap() 
function getDepend(obj, key) {// 根据对象，找到对应的 maplet map = objMap.get(obj)if (!map) {map = new Map()objMap.set(obj, map)}// 根据属性名，找到对应的 dependlet dep = map.get(key)if(!dep) {dep = new Depend()map.set(key, dep)}return dep
}// 4. 监听对象中数据的访问，自动收集其依赖；监听对象中数据的改变，自动执行依赖的代码
function reactive(obj) {Object.keys(obj).forEach(key => {let value = obj[key]Object.defineProperty(obj, key, {get: function() {// 找到对象的属性名对应的 depend，收集依赖const dep = getDepend(obj ,key)dep.addDepend(reactiveFn)return value},set: function(newValue) {value = newValue// 找到对象的属性名对应的 depend，自动执行const dep = getDepend(obj ,key)dep.notify()}})})return obj
}// ------------上面的是封装的实现响应式的代码，下面的是业务代码------------------ //// 1. 定义一个要收集依赖的对象
const user = reactive({name: 'Lee',age: 18
})// 2. 如果对象中的数据发生变化，自动执行传入的回调函数
watchFn(function() {console.log('name 发生变化：' + user.name)
})
watchFn(function() {console.log('age 发生变化：' + user.age)
})// 3. 改变对象中的数据，依赖这个数据的代码将会自动执行
user.name='Mary'

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Vue3 的响应式原理：

Vue3 的响应式原理基于 Proxy 实现。

手动实现 Vue3 的响应式：

其他部分的代码和手动实现 Vue2 的响应式中一样，只有监听数据的改变对其进行劫持的方式有变化。

// 4. 监听对象中数据的访问，自动收集其依赖；监听对象中数据的改变，自动执行依赖的代码
function reactive(obj) {const objProxy = new Proxy(obj, {get: function(target, key) {const dep = getDepend(target, key)dep.addDepend(reactiveFn)return target[key]},set: function(target, key, newValue) {target[key] = newValueconst dep = getDepend(target, key)dep.notify()}})return objProxy
}

虚拟 DOM 和 Diff 算法：

虚拟节点 VNode：

VNode：全程是 Virtual Node，虚拟节点。VNode 本质上就是一个 JavaScript 对象。Vue 会先将模板中的元素解析为一个个 VNode，然后再将一个个 VNode 渲染为真实 DOM 节点。
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虚拟 DOM VDOM：

VDOM：全称是 Virtual DOM，虚拟 DOM。一堆的元素就会形成一个虚拟节点树，也就是一棵以 JavaScript 对象为基础的树，它是一层对真实 DOM 的抽象，最终可以通过一系列操作使这棵树映射到真实环境上。
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VDOM 的优势有：

可以进行 Diff 算法：运用 Diff 算法来计算出真正需要更新的节点，最大限度地减少 DOM 操作，从而显著提高性能。
方便进行跨平台：本质上只是 JavaScript 对象，只要对其进行不同的解析，就可以方便地进行跨平台。

Diff 算法：

虚拟DOM的最终目标是将虚拟节点渲染到视图上。但是如果直接使用虚拟节点覆盖旧节点的话，会有很多不必要的DOM操作（例如：一个ul标签下很多个li标签，其中只有一个li有变化，这种情况下如果使用新的ul去替代旧的ul，会因为这些不必要的DOM操作而造成了性能上的浪费）。为了避免不必要的DOM操作，虚拟DOM在虚拟节点映射到视图的过程中，将虚拟节点与上一次渲染视图所使用的旧虚拟节点（oldVnode）做对比，找出真正需要更新的节点来进行DOM操作，从而避免操作其他无需改动的DOM。虚拟DOM在Vue.js主要做了两件事：

提供与真实DOM节点所对应的虚拟节点vnode；
将虚拟节点vnode和旧虚拟节点oldVnode进行对比，然后更新视图；

Vue的diff算法是基于snabbdom改造过来的，仅在同级的vnode间做diff，递归地进行同级vnode的diff，最终实现整个DOM树的更新。

diff 算法包括几个步骤：

用 JavaScript 对象结构表示 DOM 树的结构；然后用这个树构建一个真正的 DOM 树，插到文档当中；
当状态变更的时候，重新构造一棵新的对象树。然后用新的树和旧的树进行比较，记录两棵树差异；
把所记录的差异应用到所构建的真正的DOM树上，视图就更新了；