vue 之 双向绑定原理
一、实现双向绑定
详细版:
前端MVVM实现双向数据绑定的做法大致有如下三种:
1.发布者-订阅者模式(backbone.js)
思路:使用自定义的data属性在HTML代码中指明绑定。所有绑定起来的JavaScript对象以及DOM元素都将“订阅”一个发布者对象。任何时候如果JavaScript对象或者一个HTML输入字段被侦测到发生了变化,我们将代理事件到发布者-订阅者模式,这会反过来将变化广播并传播到所有绑定的对象和元素。
vueJS 的思路流程:发布者dep发出通知 => 主题对象subs收到通知并推送给订阅者 => 订阅者watcher执行相应操作
2.脏值检查(angular.js)
思路:angular.js 是通过脏值检测的方式比对数据是否有变更,来决定是否更新视图,最简单的方式就是通过
setInterval()
定时轮询检测数据变动,angular只有在指定的事件触发时进入脏值检测,大致如下:
DOM事件,譬如用户输入文本,点击按钮等。( ng-click )
XHR响应事件 ( $http )
浏览器Location变更事件 ( $location )
Timer事件( $timeout , $interval )
执行 $digest() 或 $apply()
3.数据劫持(Vue.js)
思路: vue.js 则是采用数据劫持结合发布者-订阅者模式的方式,通过
Object.defineProperty()
来劫持各个属性的setter
,getter
,在数据变动时发布消息给订阅者,触发相应的监听回调。
Object.defineProperty
作用定义:直接在一个对象上定义一个新属性,或者修改一个对象的现有属性, 并返回这个对象。
Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)
参数 obj => 要在其上定义属性的对象;
prop => 要定义或修改的属性的名称;
descriptor => 将被定义或修改的属性描述符。
属性描述符 => 数据描述符和存取描述符,两者取一
数据描述符: 具有值的属性
存取描述符: 由getter-setter函数对描述的属性
具有的属性:
注:configurable 可配置性相当于属性的总开关,只有为true时才能设置,而且不可逆
enumerable 是否可枚举,为false时for..in以及Object.keys()将不能枚举出该属性
writable 是否可写,为false时将不能够修改属性的值
get 一个给属性提供 getter 的方法
set 一个给属性提供 setter 的方法
返回值 被传递给函数的对象obj。
示例:
- var obj = {};
- Object.defineProperty(obj, 'hello', {
- get: function() {
- console.log('get val:'+ val);
- return val;
- },
- set: function(newVal) {
- val = newVal;
- console.log('set val:'+ val);
- }
- });
- obj.hello; // 触发 getter =>get val:undefined
- obj.hello='111'; // 触发 setter =>set val:111
- obj.hello; // 触发 getter =>get val:111
vue 实现双向绑定
实现mvvm的双向绑定的步骤:
1、实现一个数据监听器Observer,能够对数据对象的所有属性进行监听,如有变动可拿到最新值并通知订阅者
2、实现一个指令解析器Compile,对每个元素节点的指令进行扫描和解析,根据指令模板替换数据,以及绑定相应的更新函数
3、实现一个Watcher,作为连接Observer和Compile的桥梁,能够订阅并收到每个属性变动的通知,执行指令绑定的相应回调函数,从而更新视图
4、mvvm入口函数,整合以上三者
流程图:
流程解析:
从图中可以看出,当执行 new Vue() 时,Vue 就进入了初始化阶段,一方面Vue 会遍历 data 选项中的属性,并用 Object.defineProperty 将它们转为 getter/setter,实现数据变化监听功能;另一方面,Vue 的指令编译器Compile 对元素节点的指令进行解析,初始化视图,并订阅Watcher 来更新视图, 此时Wather 会将自己添加到消息订阅器中(Dep),初始化完毕。当数据发生变化时,Observer 中的 setter 方法被触发,setter 会立即调用Dep.notify(),Dep 开始遍历所有的订阅者,并调用订阅者的 update 方法,订阅者收到通知后对视图进行相应的更新。因为VUE使用Object.defineProperty方法来做数据绑定,而这个方法又无法通过兼容性处理,所以Vue 不支持 IE8 以及更低版本浏览器。另外,查看vue原代码,发现在vue初始化实例时, 有一个proxy代理方法,它的作用就是遍历data中的属性,把它代理到vm的实例上,这也就是我们可以这样调用属性:vm.a等于vm.data.a。
Observer
利用Obeject.defineProperty()
来监听属性变动,将需要observe的数据对象进行递归遍历,包括子属性对象的属性,都加上 setter
和getter
当给这个对象的某个值赋值,就会触发setter
,进而监听到数据变化
监听到变化之后通知订阅者,需要实现一个消息订阅器Dep,通过维护一个数组subs,用来收集订阅者,数据变动触发notify,再调用订阅者的update方法
流程图:
完整代码:
- function Observer(data) {
- this.data = data;
- this.walk(data);
- }
- Observer.prototype = {
- walk: function(data) {
- var me = this;
- Object.keys(data).forEach(function(key) {
- me.convert(key, data[key]);
- });
- },
- convert: function(key, val) {
- this.defineReactive(this.data, key, val);
- },
- defineReactive: function(data, key, val) {
- var dep = new Dep();
- var childObj = observe(val);
- Object.defineProperty(data, key, {
- enumerable: true, // 可枚举
- configurable: false, // 不能再define
- get: function() {
- // 添加订阅者watcher到主题对象Dep
- if (Dep.target) {
- dep.depend();
- }
- return val;
- },
- set: function(newVal) {
- if (newVal === val) {
- return;
- }
- val = newVal;
- // 新的值是object的话,进行监听
- childObj = observe(newVal);
- // 通知订阅者
- dep.notify();
- }
- });
- }
- };
- function observe(value, vm) {
- if (!value || typeof value !== 'object') {
- return;
- }
- return new Observer(value);
- };
- var uid = 0;
- function Dep() {
- this.id = uid++;
- this.subs = [];
- }
- Dep.prototype = {
- addSub: function(sub) {
- this.subs.push(sub);
- },
- depend: function() {
- Dep.target.addDep(this);
- },
- removeSub: function(sub) {
- var index = this.subs.indexOf(sub);
- if (index != -1) {
- this.subs.splice(index, 1);
- }
- },
- notify: function() {
- this.subs.forEach(function(sub) {
- sub.update();
- });
- }
- };
- Dep.target = null;
Watcher
Watcher订阅者作为Observer和Compile之间通信的桥梁,主要做的事情是:
1、在自身实例化时往属性订阅器(dep)里面添加自己
2、定义一个update()方法
3、在Observe中,待属性变动触发dep.notice()发出通知,调用watcher实例自身的update()方法,并触发Compile中绑定的回调
完整代码:
- function Watcher(vm, expOrFn, cb) {
- this.cb = cb; // 回调函数
- this.vm = vm; // this 调用对象
- this.expOrFn = expOrFn; // watch的对象的key
- this.depIds = {};
- console.log(typeof expOrFn, expOrFn);
- if (typeof expOrFn === 'function') { // function
- this.getter = expOrFn;
- } else { // express
- // this.getter 等于 this.parseGetter 的return返回的匿名函数
- this.getter = this.parseGetter(expOrFn);
- }
- // 调用get方法,从而触发getter
- // this.get() ==> this.getter.call(this.vm, this.vm) ==> this.parseGetter(expOrFn)
- // this.value = parseGetter中return匿名函数的返回值
- this.value = this.get();
- }
- Watcher.prototype = {
- update: function() {
- this.run(); // 属性值变化收到通知,每次data属性值变化触发dep.notify()
- },
- run: function() {
- var value = this.get(); // 取到最新值
- var oldVal = this.value;
- if (value !== oldVal) { // 新值与旧值比较
- this.value = value;
- this.cb.call(this.vm, value, oldVal); // 执行Compile中绑定的回调,更新视图
- }
- },
- addDep: function(dep) {
- // 1. 每次调用run()的时候会触发相应属性的getter
- // getter里面会触发dep.depend(),继而触发这里的addDep
- // 2. 假如相应属性的dep.id已经在当前watcher的depIds里,说明不是一个新的属性,仅仅是改变了其值而已
- // 则不需要将当前watcher添加到该属性的dep里
- // 3. 假如相应属性是新的属性,则将当前watcher添加到新属性的dep里
- // 如通过 vm.child = {name: 'a'} 改变了 child.name 的值,child.name 就是个新属性
- // 则需要将当前watcher(child.name)加入到新的 child.name 的dep里
- // 因为此时 child.name 是个新值,之前的 setter、dep 都已经失效,如果不把 watcher 加入到新的 child.name 的dep中
- // 通过 child.name = xxx 赋值的时候,对应的 watcher 就收不到通知,等于失效了
- // 4. 每个子属性的watcher在添加到子属性的dep的同时,也会添加到父属性的dep
- // 监听子属性的同时监听父属性的变更,这样,父属性改变时,子属性的watcher也能收到通知进行update
- // 这一步是在 this.get() --> this.getVMVal() 里面完成,forEach时会从父级开始取值,间接调用了它的getter
- // 触发了addDep(), 在整个forEach过程,当前wacher都会加入到每个父级过程属性的dep
- // 例如:当前watcher的是'child.child.name', 那么child, child.child, child.child.name这三个属性的dep都会加入当前watcher
- if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) {
- dep.addSub(this);
- this.depIds[dep.id] = dep;
- }
- },
- get: function() {
- Dep.target = this; // 将当前订阅者指向自己
- console.log(Dep.target);
- var value = this.getter.call(this.vm, this.vm); // 触发getter,添加自己到属性订阅器中
- Dep.target = null; // 添加完毕,重置
- console.log(Dep.target);
- return value;
- },
- parseGetter: function(exp) {
- if (/[^\w.$]/.test(exp)) return;
- var exps = exp.split('.');
- // this.getter.call(this.vm, this.vm)的第二个this.vm 传入 obj
- return function(obj) {
- for (var i = 0, len = exps.length; i < len; i++) {
- if (!obj) return;
- obj = obj[exps[i]];
- }
- return obj;
- }
- }
- };
实例化Watcher
的时候,调用get()
方法,通过Dep.target = watcher实例
标记订阅者是当前watcher实例,强行触发属性定义的getter
方法,getter
方法执行的时候,就会在属性的订阅器dep
添加当前watcher实例,从而在属性值有变化的时候,watcher实例就能收到更新通知
Compile
Compile 指令实现,解析指令,模版渲染,更新视图,并将每个指令对应的节点绑定更新函数new Updater(),添加监听数据的订阅者,一旦数据有变动,收到通知,更新视图
因为遍历解析的过程有多次操作dom节点,为提高性能和效率,会先将跟节点el
转换成文档碎片fragment
进行解析编译操作,解析完成,再将fragment
添加回原来的真实dom节点中;监听数据、绑定更新函数的处理是在compileUtil.bind()
这个方法中,通过new Watcher()
添加回调来接收数据变化的通知
流程图:
完整代码:
- function Compile(el, vm) {
- this.$vm = vm;
- this.$el = this.isElementNode(el) ? el : document.querySelector(el);
- if (this.$el) {
- this.$fragment = this.node2Fragment(this.$el);
- this.init();
- this.$el.appendChild(this.$fragment);
- }
- }
- Compile.prototype = {
- // dom节点 转化为 Fragment文档碎片
- node2Fragment: function(el) {
- var fragment = document.createDocumentFragment(),
- child;
- // 将原生节点拷贝到fragment
- while (child = el.firstChild) {
- fragment.appendChild(child);
- }
- return fragment;
- },
- init: function() {
- this.compileElement(this.$fragment);
- },
- compileElement: function(el) {
- var childNodes = el.childNodes,
- me = this;
- [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
- var text = node.textContent; // 文本内容
- var reg = /\{\{(.*)\}\}/; // 匹配{{}}花括号
- if (me.isElementNode(node)) { //节点类型为元素
- me.compile(node);
- } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) { //节点类型为text
- me.compileText(node, RegExp.$1);
- }
- if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
- me.compileElement(node);
- }
- });
- },
- // 编译 解析 元素节点
- compile: function(node) {
- var nodeAttrs = node.attributes,
- me = this;
- [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {
- var attrName = attr.name;
- if (me.isDirective(attrName)) {
- var exp = attr.value; // 属性值
- var dir = attrName.substring(2); // v-on:
- if (me.isEventDirective(dir)) { // 事件指令 on
- compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);
- } else { // 普通指令
- compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);
- }
- node.removeAttribute(attrName);
- }
- });
- },
- // 编译 解析 文本节点
- compileText: function(node, exp) {
- compileUtil.text(node, this.$vm, exp);
- },
- isDirective: function(attr) {
- return attr.indexOf('v-') == 0;
- },
- isEventDirective: function(dir) {
- return dir.indexOf('on') === 0;
- },
- isElementNode: function(node) {
- return node.nodeType == 1;
- },
- isTextNode: function(node) {
- return node.nodeType == 3;
- }
- };
- // 指令处理集合
- var compileUtil = {
- text: function(node, vm, exp) {
- this.bind(node, vm, exp, 'text');
- },
- html: function(node, vm, exp) {
- this.bind(node, vm, exp, 'html');
- },
- model: function(node, vm, exp) {
- this.bind(node, vm, exp, 'model');
- var me = this,
- val = this._getVMVal(vm, exp);
- node.addEventListener('input', function(e) {
- var newValue = e.target.value;
- if (val === newValue) {
- return;
- }
- me._setVMVal(vm, exp, newValue);
- val = newValue;
- });
- },
- class: function(node, vm, exp) {
- this.bind(node, vm, exp, 'class');
- },
- bind: function(node, vm, exp, dir) {
- var updaterFn = updater[dir + 'Updater'];
- // 初始化 渲染视图
- updaterFn && updaterFn(node, this._getVMVal(vm, exp));
- // 实例化订阅者,此操作会在对应的属性消息订阅器中添加了该订阅者watcher
- new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {
- // 监测到数据变化,更新视图
- updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
- });
- },
- // 事件处理
- eventHandler: function(node, vm, exp, dir) {
- var eventType = dir.split(':')[1],
- fn = vm.$options.methods && vm.$options.methods[exp];
- if (eventType && fn) {
- node.addEventListener(eventType, fn.bind(vm), false);
- }
- },
- _getVMVal: function(vm, exp) {
- var val = vm;
- exp = exp.split('.');
- exp.forEach(function(k) {
- val = val[k];
- });
- return val;
- },
- _setVMVal: function(vm, exp, value) {
- var val = vm;
- exp = exp.split('.');
- exp.forEach(function(k, i) {
- // 非最后一个key,更新val的值
- if (i < exp.length - 1) {
- val = val[k];
- } else {
- val[k] = value;
- }
- });
- }
- };
- // 更新函数集合
- var updater = {
- textUpdater: function(node, value) {
- node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
- },
- htmlUpdater: function(node, value) {
- node.innerHTML = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
- },
- classUpdater: function(node, value, oldValue) {
- var className = node.className;
- className = className.replace(oldValue, '').replace(/\s$/, '');
- var space = className && String(value) ? ' ' : '';
- node.className = className + space + value;
- },
- modelUpdater: function(node, value, oldValue) {
- node.value = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
- }
- };
MVVM
MVVM作为数据绑定的入口,整合Observer、Compile和Watcher三者,通过Observer来监听自己的model数据变化,Compile解析编译模板指令,最终利用Watcher搭起Observer和Compile之间的通信桥梁,达到数据变化 -> 视图更新;视图交互变化(input) -> 数据model变更的双向绑定效果。
完整代码:
- function MVVM(options) {
- this.$options = options || {};
- var data = this._data = this.$options.data;
- var me = this;
- // 数据代理
- // 实现 vm.xxx -> vm._data.xxx
- Object.keys(data).forEach(function(key) {
- me._proxyData(key);
- });
- // 初始化computed
- this._initComputed();
- // 调用observe,监测数据是否变化
- observe(data, this);
- // 编译解析指令模板
- this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
- }
- MVVM.prototype = {
- $watch: function(key, cb, options) {
- new Watcher(this, key, cb);
- },
- _proxyData: function(key, setter, getter) {
- var me = this;
- setter = setter ||
- Object.defineProperty(me, key, {
- configurable: false,
- enumerable: true,
- get: function proxyGetter() {
- return me._data[key];
- },
- set: function proxySetter(newVal) {
- me._data[key] = newVal;
- }
- });
- },
- _initComputed: function() {
- var me = this;
- var computed = this.$options.computed;
- if (typeof computed === 'object') {
- Object.keys(computed).forEach(function(key) {
- Object.defineProperty(me, key, {
- get: typeof computed[key] === 'function' ?
- computed[key] : computed[key].get,
- set: function() {}
- });
- });
- }
- }
- };
数据双向绑定的简单实现 实例
- <!DOCTYPE html>
- <head></head>
- <body>
- <div id="app">
- <input type="text" id="a" v-model="text">
- {{text}}
- </div>
- <script type="text/javascript">
- function Compile(node, vm) {
- if(node) {
- this.$frag = this.nodeToFragment(node, vm);
- console.log('vm===>', vm);
- console.log('$frag=>>>',this.$frag) // #document-fragment
- return this.$frag;
- }
- }
- Compile.prototype = {
- nodeToFragment: function(node, vm) {
- var self = this;
- var frag = document.createDocumentFragment();
- var child;
- console.log('node=>>>', node) // #app 节点
- while(child = node.firstChild) {
- console.log('child=>>>', child)
- self.compileElement(child, vm);
- frag.append(child); // 将所有子节点添加到fragment中
- }
- return frag;
- },
- compileElement: function(node, vm) {
- var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
- console.log('reg===>', reg);
- console.log('node.nodeType==>>', node.nodeType);
- //节点类型为元素
- if(node.nodeType === 1) {
- var attr = node.attributes;
- // 解析属性
- for(var i = 0; i < attr.length; i++ ) {
- if(attr[i].nodeName == 'v-model') {
- var name = attr[i].nodeValue; // 获取v-model绑定的data中的属性名 [text]
- console.log('name===>',name);
- node.addEventListener('input', function(e) {
- // 给相应的data属性赋值,进而触发该属性的set方法
- vm[name]= e.target.value;
- });
- node.value = vm[name]; // 将data的值赋给该node
- new Watcher(vm, node, name, 'value');
- }
- };
- }
- //节点类型为text
- if(node.nodeType === 3) {
- console.log('node.nodeValue==>>', node.nodeValue);
- console.log(reg.test(node.nodeValue))
- if(reg.test(node.nodeValue)) {
- var name = RegExp.$1; // 获取匹配到的字符串
- name = name.trim();
- node.nodeValue = vm[name]; // 将data的值赋给该node
- new Watcher(vm, node, name, 'nodeValue');
- console.log(vm, node, name)
- }
- }
- },
- }
- function Dep() {
- this.subs = [];
- }
- Dep.prototype = {
- addSub: function(sub) {
- this.subs.push(sub);
- },
- notify: function() {
- this.subs.forEach(function(sub) {
- sub.update();
- })
- }
- }
- // node => dom真实节点
- // name => data 属性key
- //
- function Watcher(vm, node, name, type) {
- Dep.target = this;
- this.name = name;
- this.node = node;
- this.vm = vm;
- this.type = type;
- this.update();
- Dep.target = null;
- }
- Watcher.prototype = {
- update: function() {
- this.get();
- // console.log('node, type=>', this.node, this.type);
- this.node[this.type] = this.value; // 订阅者执行相应操作
- },
- // 获取data的属性值
- get: function() {
- this.value = this.vm[this.name]; //触发相应属性的get
- // console.log('value, name=>',this.value, this.name)
- }
- }
- function defineReactive (obj, key, val) {
- var dep = new Dep();
- Object.defineProperty(obj, key, {
- get: function() {
- console.log(Dep.target)
- // <input type="text" id="a" v-model="text"> => Watcher {name: "text", node: input#a, vm: Vue, type: "value"}
- // {{text}} => Watcher {name: "text", node: text, vm: Vue, type: "nodeValue"}
- //添加订阅者watcher到主题对象Dep
- if(Dep.target) {
- // JS的浏览器单线程特性,保证这个全局变量在同一时间内,只会有同一个监听器使用
- dep.addSub(Dep.target);
- }
- return val;
- },
- set: function (newVal) {
- console.log(newVal === val, val, newVal);
- if(newVal === val) return;
- val = newVal;
- console.log(val);
- // 作为发布者发出通知
- dep.notify();
- }
- })
- }
- function observe(obj, vm) {
- Object.keys(obj).forEach(function(key) {
- defineReactive(vm, key, obj[key]);
- })
- }
- function Vue(options) {
- this.data = options.data;
- var data = this.data;
- observe(data, this);
- var id = options.el;
- // console.log(this)
- var dom =new Compile(document.getElementById(id),this);
- // 编译完成后,将dom返回到app中
- document.getElementById(id).appendChild(dom);
- }
- var vm = new Vue({
- el: 'app',
- data: {
- text: 'hello world'
- }
- });
- console.log(vm)
- </script>
- </body>
- </html>
完整代码:https://github.com/136shine/MVVM_ada
参考:https://www.cnblogs.com/libin-1/p/6893712.html
https://segmentfault.com/a/1190000006599500
http://baijiahao.baidu.com/s?id=1596277899370862119&wfr=spider&for=pc
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