Vue重点知识总结—原理篇

一、响应式数据原理

什么是双向数据绑定：Vue将视图层与数据层做了一个双向的数据同步。甚至是组件之间也可以通过v-model方式进行数据绑定。最大的作用是方便。更效率的实现业务。

vue 实现数据双向绑定主要是：采用数据劫持结合发布-订阅者模式的方式，通过 Object.defineProperty() 来劫持data中对象的各个属性的 setter，getter，在数据变动时发布消息给订阅者，触发相应回调。每个组件实例都有相应的 watcher （观察者）程序实例，当页面取相应的属性时，会进行依赖收集（收集组件的watcher），之后当依赖项属性的 setter 被调用时，会通知 watcher 重新计算，从而致使组件得以更新。

Object.defineProperty() 的问题主要有三个：不能监听数组的变化（因为数组可能项目过多，遍历数组太吃性能。需要重写数组的一些方法来实现数组的劫持）、必须遍历对象的每个属性、必须深层遍历嵌套的对象。

Vue在监听数组变化时用的不是Object.defineProperty()，而是把数组的原型方法进行了重写。当用户使用数组的一些方法操作数组时，走的就是VUE自己的方法，然后通知依赖更新。如果数组中包含引用类型如对象，会对其再次进行监控。Vue改写了数组的7个方法（push,pop,shift,unshift,splice,sort,reverse），因为只有这7个方法才能改变数组。另外通过引索改变数组是无法监听的，只能使用$set(arr,index,value)来更新。

在新版Vue3中使用Proxy代理取代Object.defineProperty()来劫持，可以监听整个数据的变化，无需进行层级递归。

整理如下：

观察者Observer（监听器）：⾸先通过观察者对data中的属性使⽤object.defineproperty劫持数据的getter和setter，通知订阅者，触发他的update⽅法，对视图进⾏更新
解析器Compile：⽤来扫描和解析每个节点的相关指令，并替换模板数据，初始化视图，初始化相应的订阅器
订阅者Watcher：订阅者接到通知后，调⽤对应的更新函数update⽅法更新对应的视图
订阅器Dep：订阅者可能有多个，因此需要订阅器Dep来专门接收这些订阅者，并统⼀管理

但在vue3中抛弃了object.defineproperty⽅法，因为

Object.defineproperty⽆法监测对象属性的添加和删除、数组索引和长度的变更，因此vue重写了数组的push/pop/shift/unshift/splice/sort/reverse⽅法
Object.defineProperty只能劫持对象的属性,因此我们需要对每个对象的每个属性进⾏遍历，这样很消耗性能

Vue3中实现数据双向绑定的原理是数据代理，使⽤proxy实现。Proxy 可以理解成，在⽬标对象之前架设⼀层“拦截”，外界对该对象的访问，都必须先通过这层拦截，因此提供了⼀种机制，可以对外界的访问进⾏过滤和改写。

二、Vue响应式原理整体叙述（用自己的话）

通过数据劫持和发布订阅模式来实现。
初始化时会调用initData，并通过Observer方法对数据进行观测（这里会判断数据是否已被观测，观测时分对象和数组两种观测方法），如果是对象，对象会进行遍历和递归，然后利用Object.defindProperty()方法重新定义了data对象中所有的属性的get和set方法（这个过程如下图）。
当访问数据时触发对应的get，这时会通过dep.depend()进行依赖收集，收集当前的watcher（观察者，一个组件创建一个watcher，watcher实例与组件实例一一对应）
修改数据时触发对应的set。如果新的值与旧值不一样，这时会触发dep.notify()回调，通知数据更新。
由于一个watcher中可能包含有很多个观测的数据，当某个数据更新时怎样找到变化的地方而实现局部响应式更新，这时就需要虚拟DOM和diff算法的支持。
虚拟DOM是将真实DOM用对象的形式表示，与真实DOM是映射关系。数据变化会修改虚拟DOM对应的节点。然后再通过diff算法，比较新旧虚拟DOM的差异，从而通过打补丁的方式修改真实DOM。（在源码中，patchVnode是diff发生的地方，新旧节点对比方式为：深度优先（递归先找孩子，有孩子先比孩子，没有再比较同层），同层比较。）

Vue重点知识总结—原理篇

三、Vue模板编译原理（template->v-dom->dom）

template –>parse(template) –> ast树(抽象语法树,vue中使用jquery之父的一个作品) –>gencode(ast,options) –>优化树 –> 生成 render 函数 –> 执行 render 函数生成 VNode（虚拟DOM）–> 通过虚拟DOM创建真实DOM

1）什么是模板编译？

把写在<template></template>标签中的类似于原生HTML的内容称之为模板。

在<template></template>标签中除了写一些原生HTML的标签，我们还会写一些变量插值，或者写一些Vue指令，这些东西都是在原生HTML语法中不存在的，不被接受的。render函数会将模板内容生成对应的VNode，VNode经过patch过程从而得到将要渲染的视图中的VNode，最后根据VNode创建真实的DOM节点并插入到视图中，最终完成视图的渲染更新——模板编译过程。

2）整体渲染过程

在这里插入图片描述

3）模板编译内部流程

借助抽象语法树解析<template></template>标签中写的模板。

4）抽象语法树AST

抽象语法树（AbstractSyntaxTree，AST），或简称语法树（Syntax tree），是源代码语法结构的一种抽象表示。

将一堆字符串模板解析成抽象语法树AST后，我们就可以对其进行各种操作处理了，处理完后用处理后的AST来生成render函数。

模板解析阶段：将一堆模板字符串用正则等方式解析成抽象语法树AST；
优化阶段：遍历AST，找出其中的静态节点，并打上标记；
代码生成阶段：将AST转换成渲染函数；

四、nextTick实现原理

nextTick主要是利用js事件循环机制定义了一个异步方法。在这个异步方法中包含宏任务和微任务（主线程先执行，异步线程（工作线程）在主线程执行结束后再将其推入主线程中，异步任务中的微任务会优先于宏任务先执行）。多次调用nextTick会将这些任务存入任务队列，在主线程任务执行完毕后会读取任务队列中的任务进行清空。

用户手动调用的nextTick(cb)也会将cb回调存入任务数组推入任务队列，先进先出原则进行执行。

Vue中的nextTick实现所用的方法：

Vue的nextTick将任务数组推入任务队列所使用的方法是微任务：Promise、MutationObserver；若这些方法不支持，会使用宏任务setImmediate（IE，优先于setTimeout）、setTimeout方法。

原理：

先定义了一个 callbacks 存放所有的 nextTick 里的回调函数
然后判断当前环境是否支持 Promise，如果支持，就用 Promise 来触发回调函数
如果不支持 Promise 就判断是否支持 MutationObserver，通过观察文本节点发生变化，去触发执行所有异步回调函数
如果不支持 MutationObserver 就判断是否支持 setImmediate，如果支持，就通过setImmediate 来触发回调函数
如果以上都不支持就只能用 setTimeout 来完成异步执行

延迟调用优先级如下：

Promise > MutationObserver > setImmediate > setTimeout

$nextTick可以在vue的created生命周期中使用，在回调中可以用$refs获取dom元素。

nextTick作用：

在修改数据之后使⽤nextTick⽤于下次Dom更新循环结束之后执⾏延迟回调。在修改数据之后使⽤nextTick，则可以在回调中获取更新后的DOM。

五、插槽slot原理

插槽，可以分为两种，一种是普通插槽，一种是作用域插槽。普通插槽，又分为默认插槽和具名插槽。具名插槽可以将不同元素插入到不同slot占位符。

作用域插槽，就是使用子作用域数据（子组件属性数据）的插槽。

普通插槽原理：

父组件先解析，把插槽元素或字符串当做子元素处理，生成含有children的v-dom节点。
子组件解析，slot 作为一个占位符，会被解析成一个_xxx('default')函数。这个_xxx函数，传入 'default ' 参数并执行。如果给了名字，就传入插槽的名字。
这个函数的作用，是把第一步解析得到的插槽节点拿到，然后返回，那么子组件的节点就完整了，插槽也成功认了爹。

作用域插槽原理：

父子组件在生成v-dom节点时，父组件解析成一个含有props参数的函数，直接传入到children中未执行。
子组件slot占位符同样解析成一个函数，参数除了插槽名称，还有props数据对象。
slot函数在执行时，通过插槽名称找到对应父组件的函数，并执行，将props传入，这样最终返回的就是含有作用域数据的节点

大概原理就是这样，当然在实际源码中，要复杂很多。

六、缓存组件keep-alive原理

用法：

用于Vue性能优化。缓存组件。
频繁切换，不需要重复渲染。
keep-alive有include和exclude属性，这两个属性决定了哪些组件可以进入缓存。
keep-alive还有一个max属性，通过它可以设置最大缓存数，当缓存的实例超过max的时候，vue会删除最久没有使用的缓存，属于LRU缓存策略。
keep-alive其内部所有嵌套的组件都具有两个生命周期钩子函数，分别是activated和deactivated，它们分别在组件激活和失活的时候触发。

可以利用keep-alive提供的include和exclude指定缓存哪些组件不缓存哪些组件，然后配合vuex等状态管理工具实现动态控制。

原理：

维护了一个key数组和一个缓存对象，这个key数组记录目前缓存的组件的key值，
如果这个组件没有指定key值，会自动生成一个唯一的key值
缓存对象会以key值为键，vnode为值，用于缓存组件对应的虚拟DOM
在keep-alive的渲染函数中，其基本逻辑是判断当前渲染的vnode是否有对应的缓存，如果有则从缓存中读取到对应的组件实例，没有就把它缓存。

七、路由组件router-view原理

router-view通过判断当前组件的嵌套层次，然后通过这个层次从route.matches数组中获取当前需要渲染的组件，最后调用全局的$createElement来创建对应的VNode完成渲染的。

八、计算属性computed原理

你给 computed 设置的 get 和 set 函数，会与 Object.defineProperty 关联起来。

所以 Vue 能监听捕捉到，读取 computed 和赋值 computed 的操作。

在读取 computed 时，会执行设置的 get 函数，但是并没有这么简单，因为还有一层缓存的操作。如果数据没有被污染，不为脏数据（标识dirty），那将直接从缓存中取值，而不会去执行 get 函数。

赋值 computed 时，会执行所设置的 set 函数。这个就比较简单，会直接把 set 赋值给 Object.defineProperty – set。

computed缓存原理

一开始每个 computed 新建自己的 watcher时，会设置 watcher.dirty = true，以便于 computed 被使用时，会计算得到值
当依赖的数据变化了，通知 computed 时，会赋值 watcher.dirty = true，此时重新读取 computed 时，会执行 get 函数重新计算。
computed 计算完成之后，会设置 watcher.dirty = false，以便于其他地方再次读取时，使用缓存，免于计算。

九、生命周期钩子原理

无非就是回调函数。在不同的节点插入不同的钩子。

十、前端路由URL跳转原理（hash和history路由）

history路由:history.pushState和history.replaceState方法（Html5新增方法，用于在不刷新页面的情况下切换url路径）

hash路由:hash路由切换本身不会刷新页面。监听hash切换使用onhashchange事件

history.pushState(stateData,nameString,pathUrl)  //把路由页面放入历史记录
history.replaceState(stateData,nameString,pathUrl)  //不放入历史，直接切换
//stateData-传参，nameString-路由名，pathUrl-路由地址

十一、v-if、v-show指令原理

v-if在内部使用with语法，使用三元运算符判断v-if的值的真假。若为真，则渲染节点。若为假，则不渲染。
v-show在内部使用创建指令方式，判断值为假，则改变节点样式display:none，若为真，则使用原有样式。

十二、Vue中事件绑定原理

在template中绑定事件有两种方式。一种是原生dom绑定，如使用<button @click="fn"></button>，另一种是vue组件(添加到组件上的)自定义事件绑定<el-form @click="fn"><el-form>。两种的区别：

两者编译后的结果不同：原生结果{nativeOnOn:{click}},等价于普通元素on；自定义事件结果{on:{click}}，会单独处理。
原生绑定采用addEventListener方法添加事件。而组件的自定义事件采用vm.$on()方法，使用vue的发布订阅模式绑定事件,需要使然$emit来触发事件。
在组件上添加原生事件的方法是使用native修饰符：<el-form @click.native="fn"><el-form>。
Vue中没有事件代理的机制。如果要在v-for渲染的多个节点上添加事件，会多次调用addEventListener方法，性能不高。可以在外层添加事件，采用代理模式区分每个子节点的事件。

十三、v-model的实现原理

v-model就是value+input事件的语法糖。

原理：会将组件的v-model转换成value+input

除input标签外，select标签等无法使用input事件的标签，其事件会使用change或自定义input

自定义组件实现v-model：

Vue.component("el-checkbox",{
    template:`<input type="checkbox" :checked="check" @change="$emit("change",$event.target.checked)"/>`,
    model:{
        prop:"check",  // 默认为value，这里更改为check
        event:"change" // 默认为input，这里改为change
    },
    props:{
        check:boolean
    }
})

普通标签v-model原理：除value+input之外，还会添加指令。会根据元素的type在编译时绑定不同的属性和事件。比如checkbox会绑定checked属性和change事件。

当添加.lazy修饰符之后（v-model.lazy=""），改变input框中的内容并不会使得其他绑定的数据发生变化，当输入框失去焦点后触发change事件才会改变。

十四、vue.$set原理

强制更新。将未被劫持的数据重新劫持，然后再跑一遍Vue的响应式流程。在Vue3中已废弃。

十五、路由懒加载如何实现，原理是什么

路由懒加载需要导入异步组件，最常用的是通过import()来实现它。

function load(component) {
    return () => import(`views/${component}`)
}
// 箭头函数
const asyncPage = () => import('./views/home.vue')
// import()函数需要作为返回值，其返回Promise

编译打包后，会把每个路由组件的代码分割成一个js文件，初始化时不会加载这些js文件，只当激活路由时（访问该路由时）才会去按需加载对应的路由组件js文件。可以加快项⽬的加载速度。

在Vue3中，在组件中使用异步组件时需要使用defineAsyncComponent()函数才能实现懒加载，但在vue-router中同样可以使用import()方法

这时由于在 Vue 3 中，函数组件被定义为纯函数，异步组件定义需要通过将其包装在一个新的 defineAsyncComponent helper 中来显式定义。

import { defineAsyncComponent } from 'vue'
const home = defineAsyncComponent(() => import('@/views/home.vue'))
export default {
  name: 'async-components',
  components:{
    home
  }
};