简介

vue数据双向绑定主要是指:数据变化更新视图,视图变化更新数据。
实现方式:数据劫持 结合 发布者-订阅者 模式。
数据劫持通过 Object.defineProperty()方法。

对对象的劫持

  1. 构造一个监听器 Observer ,用来劫持并监听所有属性,添加到收集器 Dep 中,当数据发生变化的时候发出一个 notice(通知)。
  2. 添加一个发布者 Dep , 用来收集订阅者 Watcher 和发布更新通知 。

    视图中会用到 data 中的 key ,这称为依赖。同⼀个 key 可能出现多次,每次都需要收集出来用⼀个 Watcher 来维护它们,此过程称为依赖收集多个 Watcher 需要⼀个 Dep 来管理,需要更新时由 Dep 统⼀通知。

  3. 构造一个订阅者 Watcher ,一方面接收监听器 Observer 通过 Dep 传递过来的数据变化,一方面执行自身绑定的回调函数(update)进行界面更新。

  4. 实现一个解析器 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。

    值得注意的是,解析器在解析DOM的时候,是用的 DocumentFragment,它是一个文档片段接口,表示一个没有父对象的最小文档对象,它的变化不会触发DOM树的重新渲染,性能优于直接操作DOM树。

image

Dep 如何收集 Watcher

Watcher 在取值的时候让 Dep.target 指向 this 即当前的 watcher,取值结束之后,让 Dep.targetnull ,这样就可以通过属性的 get 方法里面将当前的 watcher 添加到属性里面的实例 dep 中。

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// 通过获取操作, 触发属性里面的get方法
key.split('.').reduce((total, current) => total[current], vm._data)
// get 方法
get: function getter () {
if (Dep.target) { // 在这里添加一个订阅者
dep.addSub(Dep.target);
}
return val;
}

对数组的劫持

由于数组不能直接使用 Object.defineProperty() 方法,所以它是这样操作的:
创建一个空对象继承Array的原型,然后创建了一个数组方法拦截器,在拦截器内重写了操作数组的一些方法(主要有7个:pushpopshiftunshiftsplicesortreverse),当数组实例使用操作数组方法时,先触发拦截器中的方法使数组数据变成响应式数据。
数组数据变成响应式数据的方法,和前面对象的类似,主要是修改了监听器 Observer,增加对数组的依赖收集和递归监听子元素,最后遍历数组,在循环内部如果有对象则进入对象的监听,触发依赖更新和监测新增元素通过拦截器。

vue 双向绑定原理简单模拟

以上说明可结合vue源码或下面简单模拟进行理解
html部分

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<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>vue双向绑定原理</title>
</head>
<body>
<div id="app">
<input type="text" v-model="value">
<div>{{value}}</div>
<br>
<input type="text" v-model="data.input">
<div>{{data.input}}</div>
</div>
</body>
<script src="js/vue.index.js"></script>
<script>
const vm = new Vue({
el: '#app',
data() {
return {
value: '输入框1',
data: {
input: '输入框2'
}
}
}
})
</script>
</html>

js部分

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class Vue {
constructor(options) {
this.$options = options
const vm = this
if (this.$options.data) {
this.initData(vm)
}
if (this.$options.el) {
compile(this.$options.el, vm)
}
}
initData(vm) {
let data = vm.$options.data
data = typeof data === 'function' ? data.call(vm) : data
vm._data = data
observe(data)
for (let key in data) {
proxy(vm, key, data[key])
}
}
}

// 代理:实现 vm.name 可以直接访问 vm._data.name
function proxy(target, key, value) {
Object.defineProperty(target, key, {
get() {
return target['_data'][key]
},
set(newValue) {
target['_data'][key] = newValue
}
})
}

// 不是对象将被拦截
function observe(data) {
if (data === null || typeof data !== 'object') {
return
}
return new Observer(data)
}

// 监听器 这里只考虑对象了和对象嵌套, 没有考虑数组
class Observer {
constructor(data) {
this.walk(data)
}
walk(data) {
// 遍历对象的每一项, 进行监听和劫持
Object.keys(data).forEach(key => defineReactive(data, key, data[key]))
}
}

// 通过defineProperty监听对象的属性并且给属性收集依赖
function defineReactive(target, key, value) {
// 递归监听属性值是对象的属性
observe(value)
// 添加Dep实例, 收集依赖
let dep = new Dep()
Object.defineProperty(target, key, {
get() {
Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
return value
},
set(newValue) {
value = newValue
// 给新值添加监听
observe(newValue)
// 修改值的时候通知订阅者Watcher去更新
dep.notify()
}
})
}

// 收集器 - 依赖收集
class Dep {
constructor() {
// 里面装的是收集的watcher
this.subs = []
}
addSub(watcher) {
this.subs.push(watcher)
}
// 让收集到的所有watcher去更新
notify() {
this.subs.forEach(watcher => watcher.update())
}
}

// 订阅者
class Watcher {
constructor(vm, key, callback) {
this.vm = vm
this.key = key
this.callback = callback
// 让 Dep.target 属性指向当前 watcher 实例
Dep.target = this
// reduce 逐个遍历数组元素, 每一步都将当前元素的值与上一步的计算结果相加
// 通过 reduce, 触发 defineReactive 的 get 方法, 从而让 Dep 收集到
key.split('.').reduce((total, current) => total[current], vm._data)
Dep.target = null
}
update() {
const value = this.key.split('.').reduce((total, current) => total[current], this.vm._data)
this.callback(value)
}
}

/** 解析模板
​ 使用 documentFragment 创建模板, 注意 fragment.append 会让被插入的 child 节点从父节点中移除, while 循环结束后, 页面就没了
​ 然后对模板里面的每一项进行解析:
先实例 node.nodeType === 3 的元素, 表示文本节点, 看文本节点里面有没有匹配到 {{name}} 模板表达式的,
如果有, 从 vm._data 里面去取对应的值, 替换文本的值, 最后 vm.$el.appendChild(fragment) 就可以将替换后的结果显示在页面上
​ 对 nodeType === 1 的元素, 即标签解析, 这里我们假设处理的是 input,
获取节点的所有属性, 一个伪数组, 变成真数组, 里面有个 nodeName === v-model 和 nodeValue 对应 name 的,
同样获取 vm._data 里面 name 的值, 然后让节点的 node.value = 这个值, 就能显示在输入框里面了, 这就是数据改变视图。
接下来是视图改变数据, 添加 input 方法, 为 node 添加 addEventListener方法, input, 然后让 vm._data 里面对应属性的值等于 e.target.value, 这样就实现了视图改变数据。
​ 重点: 上面的两种情况, nodeType == 3 的时候更新方法是 node.nodeValue = newValue, nodeType == 1 的时候更新方法是 node.value = newValue,
需要将这两个方法封装到 watcher 中, 在更新之后 new 一个 Watcher, 并将对应的参数传入, 后面在获取值的时候就会自动收集依赖, set 值的时候就会触发更新。
* @param {Object} el
* @param {Object} vm
*/
function compile(el, vm) {
vm.$el = el = document.querySelector(el)

const fragment = document.createDocumentFragment()
let child
while (child = el.firstChild) {
fragment.append(child)
}

fragment_compile(fragment)

function fragment_compile(node) {
const parttern = /\{\{\s*(\S+)\s*\}\}/
// 文本节点
if (node.nodeType === 3) {
// 匹配 {{}}, 第一项为匹配的内容, 第二项为匹配的变量名称
const match = parttern.exec(node.nodeValue)
if (match) {
const needChangeValue = node.nodeValue
// 获取到匹配的内容, 可能是 msg, 也可能是 mmm.msg,
// 注意通过 vm[mmm.msg] 是拿不到数据的, 要 vm[mmm][msg]
// 获取真实的值, 替换掉模板里面的 {{name}}, 真实的值从 vm.$options.data 里面取
let arr = match[1].split('.')
let value = arr.reduce(
(total, current) => total[current], vm._data
)
// 将真实的值替换掉模板字符串, 这个就是更新模板的方法, 将这个方法封装到 watcher 里面
node.nodeValue = needChangeValue.replace(parttern, value)
const updateFn = value => {
node.nodeValue = needChangeValue.replace(parttern, value)
}
// 有个问题, node.nodeValue 在执行过一次之后, 值就变了, 不是 {{name}}, 而是真实值, 要将 {{name}} 里面的 name(即match[1]) 暂存起来
new Watcher(vm, match[1], updateFn)
}
return
}
// 元素节点
if (node.nodeType === 1 && node.nodeName === 'INPUT') {
// 伪数组
const attrs = node.attributes
let attr = Array.prototype.slice.call(attrs)
// 里面有个 nodeName === v-model, 有个 nodeValue 对应 name
attr.forEach(item => {
if (item.nodeName === 'v-model') {
let value = getVmValue(item.nodeValue, vm)
// input 标签是修改 node.value
node.value = value
// 也需要添加 watcher
new Watcher(vm, item.nodeValue, newValue => node.value = newValue)
// 添加 input 事件
node.addEventListener('input', e => {
const name = item.nodeValue
// 给 vm 上的属性赋值
// 不能直接 vm._data[name] = e.target.value , 因为 name 可能是 a.b 的形式
// 也不能直接获取 b 的值, 然后赋新值, 因为这个值是一个值类型, 需要先获取前面的引用类型
// 如: let tem = vm._data.a, 然后 tem[b] = 新值, 这样就可以达到 vm._data.a.b = 新值的效果
const arr1 = name.split('.')
const arr2 = arr1.slice(0, arr1.length - 1)
const head = arr2.reduce((total, current) => total[current], vm._data)
head[arr1[arr1.length - 1]] = e.target.value
})
}
})
}
node.childNodes.forEach(child => fragment_compile(child))
}

vm.$el.appendChild(fragment)
}

function getVmValue(key, vm) {
return key.split('.').reduce((total, current) => total[current], vm._data)
}

function setVmValue(key, vm) {
let tem = key.split('.')
let fin = tem.reduce((total, current) => total[current], vm._data)
return fin
}

window.Vue = Vue;