八种现代 JavaScript 响应式模式

响应性本质上是关于系统如何对数据变化作出反应，有不同类型的响应性。然而，在这篇文章中，我们关注的是响应性，即响应数据变化而采取行动。

作为一名前端开发者，Pavel Pogosov 每天都要面对这个问题。因为浏览器本身是一个完全异步的环境。现代 Web 界面必须快速响应用户的操作，这包括更新 UI、发送网络请求、管理导航和执行各种其他任务。

尽管人们常常将响应性与框架联系在一起，Pavel Pogosov 认为通过纯 JavaScript 实现响应性可以学到很多。所以，我们将自己编写一些模式代码，并研究一些基于响应性的原生浏览器 API。

目录

• PubSub（发布-订阅模式）
• 自定义事件作为浏览器版本的 PubSub
• 自定义事件目标
• 观察者模式
• 使用 Proxy 的响应式属性
• 单个对象属性和响应性
• 使用 MutationObserver 的响应式 HTML 属性
• 使用 IntersectionObserver 的响应式滚动

1. PubSub（发布-订阅模式）

class PubSub {
  constructor() {
    this.subscribers = {};
  }

  subscribe(event, callback) {
    if (!this.subscribers[event]) {
      this.subscribers[event] = [];
    }

    this.subscribers[event].push(callback);
  }

  // 向特定事件的所有订阅者发布消息
  publish(event, data) {
    if (this.subscribers[event]) {
      this.subscribers[event].forEach((callback) => {
        callback(data);
      });
    }
  }
}

const pubsub = new PubSub();

pubsub.subscribe('news', (message) => {
  console.log(`订阅者1收到了新闻：${message}`);
});

pubsub.subscribe('news', (message) => {
  console.log(`订阅者2收到了新闻：${message}`);
});

// 向 'news' 事件发布消息
pubsub.publish('news', '最新头条新闻：...');

// 控制台日志输出：
// 订阅者1收到了新闻：最新头条新闻：...
// 订阅者2收到了新闻：最新头条新闻：...

一个常见的使用示例是 Redux。这款流行的状态管理库基于这种模式（或更具体地说，是 Flux 架构）。在 Redux 的上下文中，工作机制相当简单：

发布者：store 充当发布者。当一个 action 被派发时，store 会通知所有订阅的组件状态的变化。 订阅者：应用程序中的 UI 组件是订阅者。它们订阅 Redux store 并在状态变化时接收更新。

自定义事件作为浏览器版本的 PubSub

浏览器通过 CustomEvent 类和 dispatchEvent 方法提供了一个用于触发和订阅自定义事件的 API。后者不仅能让我们触发事件，还能附加任何想要的数据。

const customEvent = new CustomEvent('customEvent', {
  detail: '自定义事件数据', // 将所需数据附加到事件
});

const element = document.getElementById('.element-to-trigger-events');

element.addEventListener('customEvent', (event) => {
  console.log(`订阅者1收到了自定义事件：${event.detail}`);
});

element.addEventListener('customEvent', (event) => {
  console.log(`订阅者2收到了自定义事件：${event.detail}`);
});

// 触发自定义事件
element.dispatchEvent(customEvent);

// 控制台日志输出：
// 订阅者1收到了自定义事件：自定义事件数据
// 订阅者2收到了自定义事件：自定义事件数据

自定义事件目标

如果你不想在全局 window 对象上分派事件，可以创建你自己的事件目标。

通过扩展原生 EventTarget 类，你可以向其新实例分派事件。这确保你的事件仅在新类本身上触发，避免了全局传播。此外，你可以直接将处理程序附加到这个特定实例上。

class CustomEventTarget extends EventTarget {
  constructor() {
    super();
  }

  // 触发自定义事件的自定义方法
  triggerCustomEvent(eventName, eventData) {
    const event = new CustomEvent(eventName, { detail: eventData });
    this.dispatchEvent(event);
  }
}

const customTarget = new CustomEventTarget();

// 向自定义事件目标添加事件监听器
customTarget.addEventListener('customEvent', (event) => {
  console.log(`自定义事件收到了数据：${event.detail}`);
});

// 触发自定义事件
customTarget.triggerCustomEvent('customEvent', '你好，自定义事件！');

// 控制台日志输出：
// 自定义事件收到了数据：你好，自定义事件！

观察者模式

观察者模式与 PubSub 非常相似。你订阅 Subject，然后它通知其订阅者（观察者）关于变化，使他们能够做出相应的反应。这种模式在构建解耦和灵活的架构中发挥了重要作用。

class Subject {
  constructor() {
    this.observers = [];
  }

  addObserver(observer) {
    this.observers.push(observer);
  }

  // 从列表中移除观察者
  removeObserver(observer) {
    const index = this.observers.indexOf(observer);

    if (index !== -1) {
      this.observers.splice(index, 1);
    }
  }

  // 通知所有观察者关于变化
  notify() {
    this.observers.forEach((observer) => {
      observer.update();
    });
  }
}

class Observer {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  // 通知时调用的更新方法
  update() {
    console.log(`${this.name} 收到了更新。`);
  }
}

const subject = new Subject();
const observer1 = new Observer('观察者1');
const observer2 = new Observer('观察者2');

// 将观察者添加到主体
subject.addObserver(observer1);
subject.addObserver(observer2);

// 通知观察者关于变化
subject.notify();

// 控制台日志输出：
// 观察者1 收到了更新。
// 观察者2 收到了更新。

使用 Proxy 的响应式属性

如果你想对对象的变化做出反应，Proxy 是一个好方法。它让我们在设置或获取对象字段的值时实现响应性。

const person = {
  name: 'Pavel',
  age: 22,
};

const reactivePerson = new Proxy(person, {
  // 拦截设置操作
  set(target, key, value) {
    console.log(`将 ${key} 设置为 ${value}`);
    target[key] = value;

    // 表示设置值是否成功
    return true;
  },
  // 拦截获取操作
  get(target, key) {
    console.log(`获取 ${key}`);

    return target[key];
  },
});

reactivePerson.name = 'Sergei'; // 将 name 设置为 Sergei
console.log(reactivePerson.name); // 获取 name: Sergei

reactivePerson.age = 23; // 将 age 设置为 23
console.log(reactivePerson.age); // 获取 age: 23

单个对象属性和响应性

如果你不需要跟踪对象中的所有字段，可以使用 Object.defineProperty 或一组 Object.defineProperties 来选择特定的一个或几个。

const person = {
  _originalName: 'Pavel', // 私有属性
}

Object.defineProperty(person, 'name', {
  get() {
    console.log('获取属性 name')
    return this._originalName
  },
  set(value) {
    console.log(`将属性 name 设置为值 ${value}`)
    this._originalName = value
  },
})

console.log(person.name) // '获取属性 name' 和 'Pavel'
person.name = 'Sergei' // 将属性 name 设置为值 Sergei

使用 MutationObserver 的响应式 HTML 属性

在 DOM 中实现响应性的一种方法是使用 MutationObserver。其 API 允许我们观察目标元素及其子元素的属性变化和文本内容变化。

function handleMutations(mutationsList, observer) {
  mutationsList.forEach((mutation) => {
    // 观察到的元素的一个属性发生了变化
    if (mutation.type === 'attributes') {
      console.log(`属性 '${mutation.attributeName}' 更改为 '${mutation.target.getAttribute(mutation.attributeName)}'`);
    }
  });
}

const observer = new MutationObserver(handleMutations);
const targetElement = document.querySelector('.element-to-observe');

// 开始观察目标元素
observer.observe(targetElement, { attributes: true });

使用 IntersectionObserver 的响应式滚动

IntersectionObserver API 允许对目标元素与另一个元素或视口区域的交集做出反应。

function handleIntersection(entries, observer) {
  entries.forEach((entry) => {
    // 目标元素在视口中
    if (entry.isIntersecting) {
      entry.target.classList.add('visible');
    } else {
      entry.target.classList.remove('visible');
    }
  });
}

const observer = new IntersectionObserver(handleIntersection);
const targetElement = document.querySelector('.element-to-observe');

// 开始观察目标元素
observer.observe(targetElement);