详解Vue.watch函数及如何实现数据监听

1. Vue.watch函数的用处

Vue.watch函数是Vue.js提供的一个API函数，用于监听Vue实例中的数据变化，当数据发生变化时，会自动调用指定的回调函数。在Vue.js的开发过程中，数据是一个非常重要的部分，而Vue.watch函数可以帮助我们实现对数据的监听，从而保证组件的数据和状态的及时更新。

1.1 Vue.watch函数的基本用法

Vue.watch函数的基本用法如下：

  var vm = new Vue({
    data: {
      message: 'Hello Vue.js'
    },
    watch: {
      message: function (newValue, oldValue) {
        console.log('message changed from ' + oldValue + ' to ' + newValue)
      }
    }
  })

上面的代码中，我们在Vue实例中定义了一个data属性message，然后在watch属性中添加了一个message监听器，当message属性的值发生变化时，Vue.js将自动调用指定的回调函数。在回调函数中，我们可以获取到新值和旧值，并对数据进行处理。

1.2 Vue.watch函数的高级用法

除了基本用法以外，Vue.watch函数还有一些高级用法。

1.2.1 深度监听

默认情况下，Vue.watch函数只能监听数据的第一层属性变化，也就是说，如果数据是一个对象或数组，那么当对象或数组中的属性或元素发生变化时，Vue.watch函数不会自动调用回调函数。如果想要深度监听，需要在Vue.watch函数中添加deep属性，如下所示：

  var vm = new Vue({
    data: {
      user: {
        name: 'Tom',
        age: 18
      }
    },
    watch: {
      user: {
        handler: function (newValue, oldValue) {
          console.log('user changed from', oldValue, 'to', newValue)
        },
        deep: true
      }
    }
  })

上面的代码中，我们在Vue实例中定义了一个data属性user，然后在watch属性中添加了一个user监听器，并设置了deep属性为true。这样，当user属性中的任何属性发生变化时，Vue.js将自动调用指定的回调函数。

1.2.2 立即监听

有时候，我们希望在watch属性添加监听器时，立即调用一次回调函数，可以在Vue.watch函数中添加immediate属性，如下所示：

  var vm = new Vue({
    data: {
      message: 'Hello Vue.js'
    },
    watch: {
      message: {
        handler: function (newValue, oldValue) {
          console.log('message changed from', oldValue, 'to', newValue)
        },
        immediate: true
      }
    }
  })

上面的代码中，我们在Vue实例中定义了一个data属性message，然后在watch属性中添加了一个message监听器，并设置了immediate属性为true。这样，当Vue实例初始化完成后，将立即调用一次回调函数。

1.2.3 监听多个属性

除了监听单个属性以外，Vue.watch函数还可以监听多个属性。多个属性可以用数组来表示，如下所示：

  var vm = new Vue({
    data: {
      name: '',
      age: ''
    },
    watch: {
      ['name', 'age']: function (newValue, oldValue) {
        console.log('name or age changed')
      }
    }
  })

上面的代码中，我们在Vue实例中定义了两个data属性name和age，然后在watch属性中添加了一个监听器，使用数组来表示多个属性。当name或age属性发生变化时，Vue.js将自动调用指定的回调函数。

2. 如何实现数据监听

Vue.js是如何实现数据监听的呢？这其实和JavaScript的语言特性有关。在JavaScript中，对象和数组都是引用类型，也就是说，在内存中保存的是指向对象或数组的指针，而不是对象或数组本身。因此，当我们给对象或数组添加新的属性或元素时，实际上是修改了指针指向的对象或数组，而不是创建了新的对象或数组。

Vue.js利用了这一点，将数据的变化转化为对指针的修改，从而实现了数据监听。具体来说，Vue.js在生成每个Vue实例时，会根据data属性的属性值创建一个Observer对象。Observer对象的作用是将data属性中的所有数据转化为getter和setter方法，并在getter和setter方法中实现数据的监听。当数据发生变化时，Observer对象会触发依赖收集器Dep的notify方法，依赖收集器会遍历所有的监听器（Watcher对象），并调用监听器的callback方法，进而实现数据的更新。

下面的代码是Observer对象的简单实现：

function Observer (data) {
  this.data = data
  this.walk(data)
}
Observer.prototype = {
  walk: function (data) {
    var self = this
    Object.keys(data).forEach(function (key) {
      self.convert(key, data[key])
    })
  },
  convert: function (key, val) {
    this.defineReactive(this.data, key, val)
  },
  defineReactive: function (data, key, val) {
    var dep = new Dep()
    Object.defineProperty(data, key, {
      enumerable: true,
      configurable: true,
      get: function () {
        if (Dep.target) {
          dep.depend()
        }
        return val
      },
      set: function (newVal) {
        if (newVal === val) {
          return
        }
        val = newVal
        dep.notify()
      }
    })
  }
}

上面的代码中，我们定义了一个Observer对象，它接受一个参数data，并将data中的所有属性转化为getter和setter方法。在getter方法中，我们添加了一个依赖收集的过程，调用Dep.target的depend方法，将当前Watcher对象加入依赖收集器Dep中。在setter方法中，我们发送通知给依赖收集器，触发依赖收集器中所有监听器的更新操作。

3. 小结

Vue.watch函数是Vue.js提供的一个API函数，用于监听Vue实例中的数据变化，当数据发生变化时，会自动调用指定的回调函数。Vue.js利用数据的引用类型特性，通过Observer对象将数据转化为getter和setter方法，从而实现了数据的监听。