Vue监听数据的原理详解

一、引入

首先画一个简单的图。

Vue监听数据的原理详解

我们在写Vue的时候总会和数据打交道，将我们的目标数据写在data中，然后在template的差值表达式中通过{{xxx}}的格式可以响应式的渲染数据。当data中的数据改变时，这里橙色的线就会引起差值表达式的变化。那么问题来了，我们如何监测到data中数据的改变呢？这里就涉及到了Vue监测数据的问题。

二、监测对象

2.1 为什么需要监测对象

首先写出需要用到的静态页面。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>更新数据</title>
    <script type="text/javascript" src="../js/vue.js"></script>
</head>
<body>
    <div id="root">
        <ul>
            <li v-for="p in persons" :key="p.id">
                {{p.name}} - {{p.age}} = {{p.sex}}
            </li>
        </ul>
    </div>
 
    <script type="text/javascript">
        Vue.config.productionTip = false
        const vm = new Vue({
            el: '#root',
            data:{
                persons: [
                    {id:'001',name:'黑猫几绛',age: 20, sex: '未知'},
                    {id:'002',name:'白猫几绛',age: 23, sex: '男'},
                    {id:'003',name:'阿猫几绛',age: 18, sex: '女'}
                ]
            }
        })
    </script>
</body>
</html>

现在我们假设有一个需求，在页面上添加一个按钮，通过这个按钮可以修改id为002的数据。

<button @click="change">点击修改白猫几绛</button>
 
  methods:{
      change(){
          this.persons[1].name = '白马'
          this.persons[1].age = 17
          this.persons[1].sex = '未知'
      }
  }

逐个属性的修改，可以改变id为002的数据，但是这样是否有些繁琐，我们是否可以将这么长的一段修改改为一个对象？

 this.persons[1] = {id:'002',name:'白马',age: 17, sex: '未知'}

此时在浏览器当中点击按钮后，页面并没有任何反应。然而出乎意料的是，在vm实例对象中，persons[1]的数据确确实实得到了更改！

Vue监听数据的原理详解

为了解决这个问题，我们可以先看看另外一个例子，然后通过在浏览器里面输出来查看具体执行过程，在理解如何监测后再回来看这个问题。

2.2数据代理

要想理解数据监测，还需要理解一个前置概念：数据代理。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>监测对象</title>
    <script type="text/javascript" src="../js/vue.js"></script>
</head>
<body>
    <div id="root"></div>
    <script type="text/javascript">
        Vue.config.productionTip = false
        const vm = new Vue({
            el: '#root',
            data:{
               name: '黑猫几绛',
               age: 20
            }
        })
    </script>
</body>
</html>

在以前的时候我们如果想访问data里的数据，可以直接通过实例对象，如vm.name，vm.age拿到具体的数值。其实这是做了数据代理后的简化写法。

Vue将data进行了一次加工，将data中的数据放在了_data中，实例对象通过._data的方式可以拿到加工后的数据。只不过属性的值不再直接给出，而是通过get方法来获取，有点类似于面向对象语言如JAVA中获取类内私有变量时使用的getter方法。这里还有一个set方法，当data里面数据值改变的时候，就会调用该set方法，导致重新解析模板，然后生成新的虚拟DOM进行新旧DOM对比，最后更新页面。

Vue监听数据的原理详解

在这里其实涉及到了源码方面的问题，我们在本文中不考虑源码，不然太复杂了。简化来说，其实在Vue内部有这样的一种方法：

vm._data = data = new Observer(data)

在Observer函数中先通过Object.keys获取data的所有属性形成一个数组，然后通过遍历该数组，使用Object.defineProperty实现数据劫持，最后将计算的最终结果交给_data。

2.3 对象监测相关API之Vue.set

还是先上静态页面。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>更新数据</title>
    <script type="text/javascript" src="../js/vue.js"></script>
</head>
<body>
    <div id="root">
       <h2>学校名称：{{name}}</h2>
       <h2>学校地址：{{address}}</h2>
       <hr/>
       <h2>学生姓名：{{student.name}}</h2>
       <h2>学生性别：{{student.sex}}</h2>
       <h2>学生年龄：{{student.age}}</h2>
       <h1>朋友</h1>
       <ul>
           <li v-for="(f,index) in student.friends" :key="index">
               {{f.name}} - {{f.age}}
           </li>
       </ul>
    </div>
    <script type="text/javascript">
        Vue.config.productionTip = false
        const vm = new Vue({
            el: '#root',
            data:{
                name:'MIT',
                address:'UUU',
                student:{
                    name: 'tom',
                    age: 20,
                    friends: [
                        {name: 'jack', age: 21},
                        {name: 'mary', age: 20}
                    ]
                },
            }
        })
    </script>
</body>
</html>

也许你会注意到，template中出现的sex其实并不存在于data中。当输出一个对象中不存在的属性值时，会输出undefined，但是Vue经过处理后不会显示undefined值，也就是说此时页面上学生性别后面是空值，控制台也不会出现报错。现在提出一个需求，我们如果需要为学生添加一个新的性别属性。要求是不能改变data中的现有数据，即sex不能直接放入data中。

根据之前介绍的_data，我们可以尝试通过_data直接绑定上sex属性。然后发现并没有渲染到页面上。其实这里和2.1中的问题有点类似了。下面进行分析。

Vue监听数据的原理详解

我们先打印一下vm的_data看看。由下图可以清楚的看到，在student对象中成功的添加上了sex属性名和名为未知的属性值。但是继续往下看，在下面的众多get与set方法中并没有出现针对sex的方法，这也就代表着这个后添加的属性并没有成为响应式数据。

Vue监听数据的原理详解

为了解决这个问题，我们可以使用Vue提供的API，即Vue.set()方法，来让后添加的数据也成为响应式数据。该方法第一个参数target表示要往谁身上添加数据，第二个参数key表示要添加的属性名是什么，第三个参数表示属性值。

Vue监听数据的原理详解

此时我们可以通过Vue.set(vm._data.student,’sex’,’未知’)，不仅可以改变_data中的属性，还可以受到监测，改变页面中的数据。还有一个同样效果的api，即vm.$set，用法和Vue.set()相同，参数也是相同，vm.$set(vm._data.student,’sex’,’未知’)，用这两个方法添加上去的数据即可成为响应式数据。

Vue监听数据的原理详解

在实现功能后我们可以考虑一下优化简写，由于数据代理，vm.student === vm._data.student，所以可以简写为Vue.set(vm.student,’sex’,’未知)。

接下来在实际编码中来验证浏览器中的想法，假设通过点击一个按钮来添加sex属性，这里就不再过多描述了，直接贴代码。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>更新数据</title>
    <script type="text/javascript" src="../js/vue.js"></script>
</head>
<body>
    <div id="root">
       <button @click="addSex">点击按钮新增性别</button>
       <h2>学校名称：{{name}}</h2>
       <h2>学校地址：{{address}}</h2>
       <hr/>
       <h2>学生姓名：{{student.name}}</h2>
       <h2>学生性别：{{student.sex}}</h2>
       <h2>学生年龄：{{student.age}}</h2>
       <h1>朋友</h1>
       <ul>
           <li v-for="(f,index) in student.friends" :key="index">
               {{f.name}} - {{f.age}}
           </li>
       </ul>
    </div>
    <script type="text/javascript">
        Vue.config.productionTip = false
        const vm = new Vue({
            el: '#root',
            data:{
                name:'MIT',
                address:'UUU',
                student:{
                    name: 'tom',
                    age: 20,
                    friends: [
                        {name: 'jack', age: 21},
                        {name: 'mary', age: 20}
                    ]
                },
            },
            methods:{
                addSex(){
                    // 在methoods中，this的指向就是vm实例对象
                    // 这里还可以写成this.$set(this.student, 'sex', '男')
                    Vue.set(this.student, 'sex', '男')
                }
            }
        })
    </script>
</body>
</html>

但是使用这样的方法有一定的局限性，在添加成功的时候是设置给了data中的student对象，那么假如直接设置给data对象呢？比如假设需要在这里添加一个新的属性建校日期time，如果仍然采用Vue.set方法的话，就会报错。

Vue监听数据的原理详解

由此可见该方法只能用于向响应式对象（如这里的data.student）上添加新property，且触发视图更新。因为Vue无法探测普通的新增property。

2.4 为对象赋多个新值

有时候有你可能需要为已有对象赋值多个新 property，比如使用Object.assign()或者是_.extend()。但是，这样添加到对象上的新 property 不会触发更新。因此在这种情况下，你应该用原对象与要混合进去的对象的 property 一起创建一个新的对象。

比如我想向student新增以前并不存在的身高和体重属性，我可以这样做：

const add = {'height': 180, "weight": 150}
this.student = Object.assign({},this.student, add)

将原来的对象和新增的对象进行合并后赋值给一个空的新对象，然后将该对象赋值给this.student，最终数据可以响应式地添加到student身上。

三、监测数组

依旧是先上静态页面。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>更新数据</title>
    <script type="text/javascript" src="../js/vue.js"></script>
</head>
<body>
    <div id="root">
       <button @click="addSex">点击按钮新增性别</button>
       <h2>学校名称：{{name}}</h2>
       <h2>学校地址：{{address}}</h2>
       <hr/>
       <h2>学生姓名：{{student.name}}</h2>
       <h2>学生性别：{{student.sex}}</h2>
       <h2>学生年龄：{{student.age}}</h2>
       <h1>朋友</h1>
       <ul>
           <li v-for="(f,index) in student.friends" :key="index">
               {{f.name}} - {{f.age}}
           </li>
       </ul>
       <h1>爱好</h1>
       <ul>
           <li v-for="(h,index) in student.hobby" :key="index">
               {{h}}
           </li>
       </ul>
    </div>
    <script type="text/javascript">
        Vue.config.productionTip = false
        const vm = new Vue({
            el: '#root',
            data:{
                name:'MIT',
                address:'UUU',
                student:{
                    name: 'tom',
                    age: 20,
                    friends: [
                        {name: 'jack', age: 21},
                        {name: 'mary', age: 20}
                    ],
                    hobby:['吃饭','睡觉','打豆豆']
                },
            },
            methods:{
                addSex(){
                    this.$set(this.student, 'sex', '男')
                }
            }
        })
    </script>
</body>
</html>

在控制台中打印vm._data后我们可以清晰的看到，对于student中的hobby数组，数组整体来说有get和set，是响应式的。但是数组里面的元素并非响应式，而是简单的挂在了数组中，这也就是为什么在2.1中，当我们尝试对数组索引下标进行重新赋值时，页面上并没有响应。如果将hobby数组改为对象，再打印一下，就会发现对象中的属性是响应式的。由此我们可以粗略猜测，在Vue中，如果想要通过索引修改数组中的数值，就需要使用某些特殊方法。

Vue监听数据的原理详解

方法从何而来？现在我们可以看看Vue文档里面是怎么说的。在文档列表渲染->数组更新检测->变更方法的页面中有这样一段话：

Vue 将被侦听的数组的变更方法进行了包裹，所以它们也将会触发视图更新。这些被包裹过的方法包括：

push()pop()shift()unshift()splice()sort()reverse()

要想修改数组里面的数据，我们不妨试试以上的七种方法。看到这些方法也许你会想到Array原型链上的方法，然而在这里并不完全正确。Vue对这些方法进行了一次包裹封装，Vue在解析到这些方法的时候，第一步仍然是正常的调用Array原型链中的方法，第二步则是重新解析模板，这也就是为什么使用这些方法可以触发视图更新，因为重新解析模板后会生成新的虚拟DOM进行新旧DOM对比，最后更新页面。通过vm._data.student.hobby.push === Array.prototype.push这个判断为false可以印证这个想法。

比如在这里，我们如果想要修改hobby当中的打豆豆为学习，应该怎么做？

在接触这些知识点之前我会使用下面这段代码，紧接而来的就是一个错误的渲染。在改变数据后页面中并没有更新。

 this.student.hobby[2] = '学习'

Vue监听数据的原理详解

接下来我们试试两种方法，首先试试刚刚介绍的数组操作方法。

this.student.hobby.splice(2,3,'学习')

接下来试试以前介绍过的Vue.set方法。

这里补充一下，在2.3中我们介绍利用该方法修改对象里面的数值时，方法的第二个参数是属性名；而在数组中使用该方法的时候，第二个参数应该为数组中元素的下标。

this.$set(this.student.hobby,2,'学习')

这两个方法都可以成功修改hobby中的数据，并且成功更新到页面中。

Vue监听数据的原理详解

总的来说，不可以通过数组的索引值进行赋值。但是可以改变数组的本身指向，在之前的图片中我们已经看到，hobby数组本身是响应式的，是可以通过get和set进行监控的。比如在业务逻辑中使用了filter对数组进行过滤，然后赋值给在data中已经存在的数组。这里我们可以再看看文档中替换数组这一节的介绍。如filter、concat、slice这些方法并不会变更原始数组，而总是返回一个新数组，当使用变更方法时，可以用新数组替换旧数组。