vue双向绑定原理及实现

我的github: vue双向绑定原理

MVC模式

MVC模式

以往的MVC模式是单向绑定,即Model绑定到View,当我们用JavaScript代码更新Model时,View就会自动更新

MVVM模式

MVVM模式就是Model–View–ViewModel模式。它实现了View的变动,自动反映在 ViewModel,反之亦然。
我对于双向绑定的理解,就是用户更新了View,Model的数据也自动被更新了,这种情况就是双向绑定。再说细点,就是在单向绑定的基础上给可输入元素(input、textare等)添加了change(input)事件,(change事件触发,View的状态就被更新了)来动态修改model。


MVVM模式

双向绑定原理

vue数据双向绑定是通过数据劫持结合发布者-订阅者模式的方式来实现的。
我们已经知道实现数据的双向绑定,首先要对数据进行劫持监听,所以我们需要设置一个监听器Observer,用来监听所有属性。如果属性发上变化了,就需要告诉订阅者Watcher看是否需要更新。因为订阅者是有很多个,所以我们需要有一个消息订阅器Dep来专门收集这些订阅者,然后在监听器Observer和订阅者Watcher之间进行统一管理的。接着,我们还需要有一个指令解析器Compile,对每个节点元素进行扫描和解析,将相关指令(如v-model,v-on)对应初始化成一个订阅者Watcher,并替换模板数据或者绑定相应的函数,此时当订阅者Watcher接收到相应属性的变化,就会执行对应的更新函数,从而更新视图。因此接下去我们执行以下3个步骤,实现数据的双向绑定:

1.实现一个监听器Observer,用来劫持并监听所有属性,如果有变动的,就通知订阅者。

2.实现一个订阅者Watcher,每一个Watcher都绑定一个更新函数,watcher可以收到属性的变化通知并执行相应的函数,从而更新视图。

3.实现一个解析器Compile,可以扫描和解析每个节点的相关指令(v-model,v-on等指令),如果节点存在v-model,v-on等指令,则解析器Compile初始化这类节点的模板数据,使之可以显示在视图上,然后初始化相应的订阅者(Watcher)。

1.实现一个Observer

Observer是一个数据监听器,其实现核心方法就是Object.defineProperty( )。如果要对所有属性都进行监听的话,那么可以通过递归方法遍历所有属性值,并对其进行Object.defineProperty( )处理
如下代码实现了一个Observer。

function Observer(data) {
    this.data = data;
    this.walk(data);
}

Observer.prototype = {
    walk: function(data) {
        var self = this;
        //这里是通过对一个对象进行遍历,对这个对象的所有属性都进行监听
        Object.keys(data).forEach(function(key) {
            self.defineReactive(data, key, data[key]);
        });
    },
    defineReactive: function(data, key, val) {
        var dep = new Dep();
      // 递归遍历所有子属性
        var childObj = observe(val);
        Object.defineProperty(data, key, {
            enumerable: true,
            configurable: true,
            get: function getter () {
                if (Dep.target) {
                  // 在这里添加一个订阅者
                  console.log(Dep.target)
                    dep.addSub(Dep.target);
                }
                return val;
            },
           // setter,如果对一个对象属性值改变,就会触发setter中的dep.notify(),通知watcher(订阅者)数据变更,执行对应订阅者的更新函数,来更新视图。
            set: function setter (newVal) {
                if (newVal === val) {
                    return;
                }
                val = newVal;
              // 新的值是object的话,进行监听
                childObj = observe(newVal);
                dep.notify();
            }
        });
    }
};

function observe(value, vm) {
    if (!value || typeof value !== 'object') {
        return;
    }
    return new Observer(value);
};

// 消息订阅器Dep,订阅器Dep主要负责收集订阅者,然后在属性变化的时候执行对应订阅者的更新函数
function Dep () {
    this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
  /**
   * [订阅器添加订阅者]
   * @param  {[Watcher]} sub [订阅者]
   */
    addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },
  // 通知订阅者数据变更
    notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();
        });
    }
};
Dep.target = null;

在Observer中,当初我看别人的源码时,我有一点不理解的地方就是Dep.target是从哪里来的,相信有些人和我会有同样的疑问。这里不着急,当写到Watcher的时候,你就会发现,这个Dep.target是来源于Watcher。

2.实现一个Watcher

Watcher就是一个订阅者。用于将Observer发来的update消息处理,执行Watcher绑定的更新函数。
如下代码实现了一个Watcher

function Watcher(vm, exp, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.exp = exp;
    this.value = this.get();  // 将自己添加到订阅器的操作
}

Watcher.prototype = {
    update: function() {
        this.run();
    },
    run: function() {
        var value = this.vm.data[this.exp];
        var oldVal = this.value;
        if (value !== oldVal) {
            this.value = value;
            this.cb.call(this.vm, value, oldVal);
        }
    },
    get: function() {
        Dep.target = this;  // 缓存自己
        var value = this.vm.data[this.exp]  // 强制执行监听器里的get函数
        Dep.target = null;  // 释放自己
        return value;
    }
};

在我研究代码的过程中,我觉得最复杂的就是理解这些函数的参数,后来在我输出了这些参数之后,函数的这些功能也容易理解了。vm,就是之后要写的SelfValue对象,相当于Vue中的new Vue的一个对象。exp是node节点的v-model或v-on:click等指令的属性值。如v-model="name",exp就是"name"。cb,就是Watcher绑定的更新函数。
上面的代码中就可以看出来,在Watcher的getter函数中,Dep.target指向了自己,也就是Watcher对象。在getter函数中,

var value = this.vm.data[this.exp]  // 强制执行监听器里的get函数。

这里获取vm.data[this.exp] 时,会调用Observer中Object.defineProperty中的get函数

get: function getter () {
                if (Dep.target) {
                  // 在这里添加一个订阅者
                  console.log(Dep.target)
                    dep.addSub(Dep.target);
                }
                return val;
            },

从而把watcher添加到了订阅器中,也就解决了上面Dep.target是哪里来的这个问题。

3.实现一个Compile

new SelfVue 绑定的dom节点

Compile主要的作用是把new SelfVue 绑定的dom节点,(也就是el标签绑定的id)遍历该节点的所有子节点,找出其中所有的v-指令和" {{}} ".
1.如果子节点含有v-指令,即是元素节点,则对这个元素添加监听事件。(如果是v-on,则node.addEventListener('click'),如果是v-model,则node.addEventListener('input'))。接着初始化模板元素,创建一个Watcher绑定这个元素节点。
2.如果子节点是文本节点,即" {{ data }} ",则用正则表达式取出" {{ data }} "中的data,然后var initText = this.vm[exp],用initText去替代其中的data。
具体代码参见我的github: vue-MVVM
里面有详细的注释。

4.实现一个MVVM

可以说MVVM是Observer,Compile以及Watcher的“boss”了,他需要安排给Observer,Compile以及Watche做的事情如下

a、Observer实现对MVVM自身model数据劫持,监听数据的属性变更,并在变动时进行notify
b、Compile实现指令解析,初始化视图,并订阅数据变化,绑定好更新函数
c、Watcher一方面接收Observer通过dep传递过来的数据变化,一方面通知Compile进行view update。
最后,把这个MVVM抽象出来,就是vue中Vue的构造函数了,可以构造出一个vue实例。

最后写一个html测试一下我们的功能

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>self-vue</title>
</head>
<style>
    #app {
        text-align: center;
    }
</style>
<body>
    <div id="app">
        <h2>{{title}}</h2>
        <input v-model="name">
        <h1>{{name}}</h1>
        <button v-on:click="clickMe">click me!</button>
    </div>
</body>
<script src="js/observer.js"></script>
<script src="js/watcher.js"></script>
<script src="js/compile.js"></script>
<script src="js/mvvm.js"></script>
<script type="text/javascript">

     var app = new SelfVue({
        el: '#app',
        data: {
            title: 'hello world',
            name: 'canfoo'
        },
        methods: {
            clickMe: function () {
                this.title = 'hello world';
            }
        },
        mounted: function () {
            window.setTimeout(() => {
                this.title = '你好';
            }, 1000);
        }
    });

</script>
</html>

先执行mvvm中的new SelfVue(...),在mvvm.js中,

observe(this.data);
new Compile(options.el, this);

先初始化一个监听器Observer,用于监听该对象data属性的值。
然后初始化一个解析器Compile,绑定这个节点,并解析其中的v-," {{}} "指令,(每一个指令对应一个Watcher)并初始化模板数据以及初始化相应的订阅者,并把订阅者添加到订阅器中(Dep)。这样就实现双向绑定了。
如果v-model绑定的元素,

<input v-model="name">

即输入框的值发生变化,就会触发Compile中的

node.addEventListener('input', function(e) {
            var newValue = e.target.value;
            if (val === newValue) {
                return;
            }
            self.vm[exp] = newValue;
            val = newValue;
        });

self.vm[exp] = newValue;这个语句会触发mvvm中SelfValue的setter,以及触发Observer对该对象name属性的监听,即Observer中的Object.defineProperty()中的setter。setter中有通知订阅者的函数dep.notify,Watcher收到通知后就会执行绑定的更新函数。
最后的最后就是效果图啦:

双向绑定

相关参考链接:http://www.cnblogs.com/canfoo/p/6891868.html

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