鸿蒙系统中JS框架的逐行分析
我在前文中曾经介绍过鸿蒙的 javascript 框架，这几天终于把 js 仓库编译通过了，期间踩了不少坑，也给鸿蒙贡献了几个 pr。今天我们就来逐行分析鸿蒙系统中的 js 框架。
文中的所有代码都基于鸿蒙的当前最新版（版本为677ed06，提交日期为 2020-09-10）。
鸿蒙系统使用 javascript 开发 gui 是一种类似于微信小程序、轻应用的模式。而这个 mvvm 模式中，v 其实是由 c++ 来承担的。javascript 代码只是其中的 viewmodel 层。
鸿蒙 js 框架是零依赖的，只在开发打包过程中使用到了一些 npm 包。打包完之的代码是没有依赖任何 npm 包的。我们先看一下使用鸿蒙 js 框架写出来的 js 代码到底长什么样。
export default {
data() { return { count: 1 }; }, increase() { ++this.count; }, decrease() { --this.count; }, } 如果我不告诉你这是鸿蒙，你甚至会以为它是 vue 或小程序。如果单独把 js 拿出来使用（脱离鸿蒙系统），代码是这样：
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 仓库中的所有 js 代码实现了一个响应式系统，充当了 mvvm 中的 viewmodel。
下面我们逐行分析。
src 目录中一共有 4 个目录，总计 8 个文件。其中 1 个是单元测试。还有 1 个性能分析。再除去 2 个 index.js 文件，有用的文件一共是 4 个。也是本文分析的重点。
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 行代码：
import { viewmodel } from './core';
export default viewmodel; 其实就是重新导出。
另一个类似的文件是 src/observer/index.js，也是 2 行代码：
export { observer } from './observer';
export { subject } from './subject'; observer 和 subject 实现了一个观察者模式。subject 是主题，也就是被观察者。observer 是观察者。当 subject 有任何变化时需要主动通知被观察者。这就是响应式。
这 2 个文件都使用到了 src/observer/utils.js，所以我们先分析一下 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]; } }; 首先是定义了一个用来存放观察者的栈，遵循后进先出的原则，内部使用stack数组来存储。
入栈操作push，和数组的push函数一样，在栈顶放入一个观察者 observer。
出栈操作pop，和数组的pop函数一样，在将栈顶的观察者删除，并返回这个被删除的观察者。
取栈顶元素top，和pop操作不同，top是把栈顶元素取出来，但是并不删除。
第二部分
export const symbol_observable = '__ob__'; export const canobserve = target => typeof target === 'object'; 定义了一个字符串常量symbol_observable。为了后面用着方便。
定义了一个函数canobserve，目标是否可以被观察。只有对象才能被观察，所以使用typeof来判断目标的类型。等等，好像有什么不对。如果target为null的话，函数也会返回true。如果null不可观察，那么这就是一个 bug。（写这篇文章的时候我已经提了一个 pr，并询问了这种行为是否是期望的行为）。
第三部分
export const defineprop = (target, key, value) => { object.defineproperty(target, key, { enumerable: false, value }); }; 这个没有什么好解释的，就是object.defineproperty代码太长了，定义一个函数来避免代码重复。
下面再来分析观察者 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(); } 构造函数。接受 4 个参数。
context当前观察者所处的上下文，类型是viewmodel。当第三个参数 callback 调用时，函数的this就是这个context。
getter类型是一个函数，用来获取某个属性的值。
callback类型是一个函数，当某个值变化后执行的回调函数。
meta元数据。观察者(observer)并不关注meta元数据。
在构造函数的最后一行，this._lastvalue = this._get()。下面来分析_get函数。
第二部分
observer.prototype._get = function() { try { observerstack.push(this); return this._getter.call(this._ctx); } finally { observerstack.pop(); } }; observerstack就是上面分析过的用来存储所有观察者的栈。将当前观察者入栈，并通过_getter取得当前值。结合第一部分的构造函数，这个值存储在了_lastvalue属性中。
执行完这个过程后，这个观察者就已经初始化完成了。
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; } }; 这部分实现了数据更新时的脏检查(dirty checking)机制。比较更新后的值和当前值，如果不同，那么就执行回调函数。如果这个回调函数是渲染 ui，那么则可以实现按需渲染。如果值相同，那么再检查设置的新值是否可以被观察，再决定到底要不要执行回调函数。
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()(); } }; 我们前面经常说观察者和被观察者。对于观察者模式其实还有另一种说法，叫订阅/发布模式。而这部分代码则实现了对主题(subject)的订阅。
先调用主题的attach方法进行订阅。如果订阅成功，subject.attach方法会返回一个函数，当调用这个函数就会取消订阅。为了将来能够取消订阅，这个返回值必需保存起来。
subject 的实现很多人应该已经猜到了。观察者订阅了 subject，那么 subject 需要做的就是，当数据变化时即使通知观察者。subject 如何知道数据发生了变化呢，机制和 vue2 一样，使用object.defineproperty做属性劫持。
下面再来分析观察者 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])); } 构造函数。基本没什么难点。设置_hijacking属性为true，用来标示这个对象已经被劫持了。object.keys通过遍历来劫持每个属性。如果是数组，则调用hijackarray。
第二部分
两个静态方法。
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; }; subject 的构造函数并不直接被外部调用，而是封装到了subject.of静态方法中。
如果目标不能被观察，那么直接返回目标。
如果target[symbol_observable]不是undefined，说明目标已经被初始化过了。
否则，调用构造函数初始化 subject。
subject.is则用来判断目标是否被劫持过了。
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) observer.update()); }; 当属性发生变化是，通知订阅了此属性的观察者们。遍历每个观察者，并调用观察者的update方法。我们上文中也提到了，脏检查就是在这个方法内完成的。
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); }; 这部分是用来处理属性嵌套(nested object)的问题的。就是类似这种对象：{ 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); } }); } 这一部分展示了如何使用object.defineproperty进行属性劫持。当设置属性时，会调用 set(value)，设置新的值，然后调用 subject 的 notify 方法。这里并不进行任何检查，只要设置了属性就会调用，即使属性的新值和旧值一样。notify 会通知所有的观察者。
第七部分
劫持数组方法。
const observedmethods = { push: 'push', pop: 'pop', unshift: 'unshift', shift: 'shift', splice: 'splice', reverse: 'reverse' }; const observed_methods = object.keys(observedmethods).map( key => observedmethods[key] ); observedmethods定义了需要劫持的数组函数。前面大写的用来做 key，后面小写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(); } }); }); } 数组的劫持和对象不同，不能使用object.defineproperty。
我们需要劫持 6 个数组方法。分别是头部添加、头部删除、尾部添加、尾部删除、替换/删除某几项、数组反转。
通过重写数组方法实现了数组的劫持。但是这里有一个需要注意的地方，数据的每一个元素都是被观察过的，但是当在数组中添加了新元素时，这些元素还没有被观察。因此代码中还需要判断当前的方法如果是push、unshift、splice，那么需要将新的元素放入观察者队列中。
另外两个文件分别是单元测试和性能分析，这里就不再分析了。
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文中的所有代码都基于鸿蒙的当前最新版（版本为677ed06，提交日期为 2020-09-10）。
鸿蒙系统使用 javascript 开发 gui 是一种类似于微信小程序、轻应用的模式。而这个 mvvm 模式中，v 其实是由 c++ 来承担的。javascript 代码只是其中的 viewmodel 层。
鸿蒙 js 框架是零依赖的，只在开发打包过程中使用到了一些 npm 包。打包完之的代码是没有依赖任何 npm 包的。我们先看一下使用鸿蒙 js 框架写出来的 js 代码到底长什么样。
export default {
data() { return { count: 1 }; }, increase() { ++this.count; }, decrease() { --this.count; }, } 如果我不告诉你这是鸿蒙，你甚至会以为它是 vue 或小程序。如果单独把 js 拿出来使用（脱离鸿蒙系统），代码是这样：
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 仓库中的所有 js 代码实现了一个响应式系统，充当了 mvvm 中的 viewmodel。
下面我们逐行分析。
src 目录中一共有 4 个目录，总计 8 个文件。其中 1 个是单元测试。还有 1 个性能分析。再除去 2 个 index.js 文件，有用的文件一共是 4 个。也是本文分析的重点。
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 行代码：
import { viewmodel } from './core';
export default viewmodel; 其实就是重新导出。
另一个类似的文件是 src/observer/index.js，也是 2 行代码：
export { observer } from './observer';
export { subject } from './subject'; observer 和 subject 实现了一个观察者模式。subject 是主题，也就是被观察者。observer 是观察者。当 subject 有任何变化时需要主动通知被观察者。这就是响应式。
这 2 个文件都使用到了 src/observer/utils.js，所以我们先分析一下 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]; } }; 首先是定义了一个用来存放观察者的栈，遵循后进先出的原则，内部使用stack数组来存储。
入栈操作push，和数组的push函数一样，在栈顶放入一个观察者 observer。
出栈操作pop，和数组的pop函数一样，在将栈顶的观察者删除，并返回这个被删除的观察者。
取栈顶元素top，和pop操作不同，top是把栈顶元素取出来，但是并不删除。
第二部分
export const symbol_observable = '__ob__'; export const canobserve = target => typeof target === 'object'; 定义了一个字符串常量symbol_observable。为了后面用着方便。
定义了一个函数canobserve，目标是否可以被观察。只有对象才能被观察，所以使用typeof来判断目标的类型。等等，好像有什么不对。如果target为null的话，函数也会返回true。如果null不可观察，那么这就是一个 bug。（写这篇文章的时候我已经提了一个 pr，并询问了这种行为是否是期望的行为）。
第三部分
export const defineprop = (target, key, value) => { object.defineproperty(target, key, { enumerable: false, value }); }; 这个没有什么好解释的，就是object.defineproperty代码太长了，定义一个函数来避免代码重复。
下面再来分析观察者 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(); } 构造函数。接受 4 个参数。
context当前观察者所处的上下文，类型是viewmodel。当第三个参数 callback 调用时，函数的this就是这个context。
getter类型是一个函数，用来获取某个属性的值。
callback类型是一个函数，当某个值变化后执行的回调函数。
meta元数据。观察者(observer)并不关注meta元数据。
在构造函数的最后一行，this._lastvalue = this._get()。下面来分析_get函数。
第二部分
observer.prototype._get = function() { try { observerstack.push(this); return this._getter.call(this._ctx); } finally { observerstack.pop(); } }; observerstack就是上面分析过的用来存储所有观察者的栈。将当前观察者入栈，并通过_getter取得当前值。结合第一部分的构造函数，这个值存储在了_lastvalue属性中。
执行完这个过程后，这个观察者就已经初始化完成了。
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; } }; 这部分实现了数据更新时的脏检查(dirty checking)机制。比较更新后的值和当前值，如果不同，那么就执行回调函数。如果这个回调函数是渲染 ui，那么则可以实现按需渲染。如果值相同，那么再检查设置的新值是否可以被观察，再决定到底要不要执行回调函数。
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()(); } }; 我们前面经常说观察者和被观察者。对于观察者模式其实还有另一种说法，叫订阅/发布模式。而这部分代码则实现了对主题(subject)的订阅。
先调用主题的attach方法进行订阅。如果订阅成功，subject.attach方法会返回一个函数，当调用这个函数就会取消订阅。为了将来能够取消订阅，这个返回值必需保存起来。
subject 的实现很多人应该已经猜到了。观察者订阅了 subject，那么 subject 需要做的就是，当数据变化时即使通知观察者。subject 如何知道数据发生了变化呢，机制和 vue2 一样，使用object.defineproperty做属性劫持。
下面再来分析观察者 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])); } 构造函数。基本没什么难点。设置_hijacking属性为true，用来标示这个对象已经被劫持了。object.keys通过遍历来劫持每个属性。如果是数组，则调用hijackarray。
第二部分
两个静态方法。
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; }; subject 的构造函数并不直接被外部调用，而是封装到了subject.of静态方法中。
如果目标不能被观察，那么直接返回目标。
如果target[symbol_observable]不是undefined，说明目标已经被初始化过了。
否则，调用构造函数初始化 subject。
subject.is则用来判断目标是否被劫持过了。
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) observer.update()); }; 当属性发生变化是，通知订阅了此属性的观察者们。遍历每个观察者，并调用观察者的update方法。我们上文中也提到了，脏检查就是在这个方法内完成的。
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); }; 这部分是用来处理属性嵌套(nested object)的问题的。就是类似这种对象：{ 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); } }); } 这一部分展示了如何使用object.defineproperty进行属性劫持。当设置属性时，会调用 set(value)，设置新的值，然后调用 subject 的 notify 方法。这里并不进行任何检查，只要设置了属性就会调用，即使属性的新值和旧值一样。notify 会通知所有的观察者。
第七部分
劫持数组方法。
const observedmethods = { push: 'push', pop: 'pop', unshift: 'unshift', shift: 'shift', splice: 'splice', reverse: 'reverse' }; const observed_methods = object.keys(observedmethods).map( key => observedmethods[key] ); observedmethods定义了需要劫持的数组函数。前面大写的用来做 key，后面小写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(); } }); }); } 数组的劫持和对象不同，不能使用object.defineproperty。
我们需要劫持 6 个数组方法。分别是头部添加、头部删除、尾部添加、尾部删除、替换/删除某几项、数组反转。
通过重写数组方法实现了数组的劫持。但是这里有一个需要注意的地方，数据的每一个元素都是被观察过的，但是当在数组中添加了新元素时，这些元素还没有被观察。因此代码中还需要判断当前的方法如果是push、unshift、splice，那么需要将新的元素放入观察者队列中。
另外两个文件分别是单元测试和性能分析，这里就不再分析了。
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