vue?MVVM雙向綁定實例詳解(數(shù)據(jù)劫持+發(fā)布者-訂閱者模式)

更新時間：2022年03月03日 15:48:03 作者：cecelia

使用vue也好有一段時間了,也算對其雙向綁定原理也有了解個大概,這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于vue?MVVM雙向綁定(數(shù)據(jù)劫持+發(fā)布者-訂閱者模式)的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

MVVM拆開來即為Model-View-ViewModel，有View，ViewModel，Model三部分組成。View層代表的是視圖、模版，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為UI展現(xiàn)出來。Model層代表的是模型、數(shù)據(jù)，可以在Model層中定義數(shù)據(jù)修改和操作的業(yè)務(wù)邏輯。ViewModel層連接Model和View。

在MVVM的架構(gòu)下，View層和Model層并沒有直接聯(lián)系，而是通過ViewModel層進(jìn)行交互。ViewModel層通過雙向數(shù)據(jù)綁定將View層和Model層連接了起來，使得View層和Model層的同步工作完全是自動的。因此開發(fā)者只需關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯，無需手動操作DOM，復(fù)雜的數(shù)據(jù)狀態(tài)維護(hù)交給MVVM統(tǒng)一來管理。在Vue.js中MVVM的體現(xiàn)：

對象數(shù)據(jù)劫持

vue.js 是采用數(shù)據(jù)劫持結(jié)合發(fā)布者-訂閱者模式的方式實現(xiàn)MVVM的。vue2.x通過Object.defineProperty()來劫持各個屬性的setter, getter，在數(shù)據(jù)變動時發(fā)布消息給訂閱者，觸發(fā)相應(yīng)的監(jiān)聽回調(diào)，對視圖進(jìn)行更新。

通過Object.defineProperty( )對屬性設(shè)置一個set函數(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)改變了就會來觸發(fā)這個函數(shù)，所以我們只要將一些需要更新的方法放在這里面，就可以實現(xiàn)data更新view了。

實現(xiàn)過程

我們已經(jīng)知道實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向綁定，首先要對數(shù)據(jù)進(jìn)行劫持監(jiān)聽，需要設(shè)置一個監(jiān)聽器Observer，用來監(jiān)聽所有屬性。如果屬性發(fā)上變化了，就需要告訴訂閱者Watcher看是否需要更新。因為訂閱者是有很多個，所以我們需要有一個消息訂閱器Dep來專門收集這些訂閱者，然后在監(jiān)聽器（發(fā)布者）Observer和訂閱者Watcher之間進(jìn)行統(tǒng)一管理的。接著，我們還需要有一個指令解析器Compile，對每個節(jié)點元素進(jìn)行掃描和解析，view初始化，為watcher綁定相應(yīng)的更新函數(shù)，此時當(dāng)訂閱者Watcher接收到相應(yīng)屬性的變化，就會執(zhí)行對應(yīng)的更新函數(shù)，從而更新視圖。因此接下去我們執(zhí)行以下3個步驟，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向綁定：

1.實現(xiàn)一個監(jiān)聽器Observer，用來劫持并監(jiān)聽所有屬性，如果有變動的，就通知訂閱者。

2.實現(xiàn)一個訂閱者Watcher，可以收到屬性的變化通知并執(zhí)行相應(yīng)的更新函數(shù)，從而更新視圖。

3.實現(xiàn)一個解析器Compile，可以掃描和解析每個節(jié)點的相關(guān)指令，并初始化模板數(shù)據(jù)以及初始化相應(yīng)的訂閱器。

1.實現(xiàn)一個Observer

1.1 對象劫持

Observer是一個數(shù)據(jù)監(jiān)聽器，其實現(xiàn)核心方法就是前文所說的Object.defineProperty( )。如果要對所有屬性都進(jìn)行監(jiān)聽的話，那么可以通過遞歸方法遍歷所有屬性值，并對其進(jìn)行Object.defineProperty( )處理。

function defineReactive(data, key, val) {
    observe(val); // 對象有可能有多級，遞歸劫持
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經(jīng)被監(jiān)聽了，現(xiàn)在值為：“' + newVal.toString() + '”');
        }
    });
}
 // 對象劫持
function observe(data) {
    if (!data || typeof data !== 'object') {
        return;
    }
    Object.keys(data).forEach(function(key) {
        defineReactive(data, key, data[key]);
    });
};

var library = {
    book1: {
        name: ''
    },
    book2: ''
};
observe(library);
library.book1.name = 'vue權(quán)威指南'; // 屬性name已經(jīng)被監(jiān)聽了，現(xiàn)在值為：“vue權(quán)威指南”
library.book2 = '沒有此書籍';  // 屬性book2已經(jīng)被監(jiān)聽了，現(xiàn)在值為：“沒有此書籍”

1.2 數(shù)組劫持

const oldProtoMethods = Array.prototype
const proto = Object.create(oldProtoMethods)

function defineReactive(obj,key,value){
  observer(value) // 有可能對象類型是多層，遞歸劫持
  Object.defineProperty(obj,key,{
    get(){
      // 在get 方法中收集依賴
      return value
    },
    set(newVal){
      if(newVal !== value){
        observer(value)
        update() // 在set方法中觸發(fā)更新
      }
    }
  })
}
['push','pop','shift','unshift'].forEach(method=>{
  Object.defineProperty(proto, method,{
    get(){
      return oldProtoMethods[method]
    }
  })
})
function observer(target){
  if(typeof target !== 'object'){
    return target
  }
  // 如果不是對象數(shù)據(jù)類型直接返回即可
  if(Array.isArray(target)){
    Object.setPrototypeOf(target, proto)
    // 給數(shù)組中的每一項進(jìn)行observr
    for(let i = 0 ; i < target.length; i++){
      observer(target[i])
    }
    return
  }
  // 重新定義key
  for(let key in target){
    defineReactive(target, key, target[key])
  }
}
let obj = {hobby:[{name:'zhuanzhuan'}]}
observer(obj)
// 使用['push','pop','shift','unshift'] 方法，更改數(shù)組會觸發(fā)視圖更新
obj.hobby.push('轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)')
// 更改數(shù)組中的對象也會觸發(fā)視圖更新
obj.hobby[0].name = 'new-name'

Object.defineProperty缺點：

無法監(jiān)聽數(shù)組的變化
需要深度遍歷，浪費內(nèi)存

思路分析中，需要創(chuàng)建一個可以容納訂閱者的消息訂閱器Dep，訂閱器Dep主要負(fù)責(zé)收集訂閱者，然后再屬性變化的時候執(zhí)行對應(yīng)訂閱者的更新函數(shù)。所以顯然訂閱器需要有一個容器，將上面的Observer稍微改造下，植入消息訂閱器：

function defineReactive(data, key, val) {
    observe(val); // 遞歸遍歷所有子屬性
    var dep = new Dep(); 
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            if (是否需要添加訂閱者) {
                dep.addSub(watcher); // 在這里添加一個訂閱者
            }
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            if (val === newVal) {
                return;
            }
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經(jīng)被監(jiān)聽了，現(xiàn)在值為：“' + newVal.toString() + '”');
            dep.notify(); // 如果數(shù)據(jù)變化，通知所有訂閱者
        }
    });
}
 
function Dep () {
    this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
    addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },
    notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();
        });
    }
};

從代碼上看，我們將訂閱器Dep添加一個訂閱者設(shè)計在getter里面，這是為了讓W(xué)atcher初始化進(jìn)行觸發(fā)，因此需要判斷是否要添加訂閱者，至于具體設(shè)計方案，下文會詳細(xì)說明的。在setter函數(shù)里面，如果數(shù)據(jù)變化，就會去通知所有訂閱者，訂閱者們就會去執(zhí)行對應(yīng)的更新的函數(shù)。到此為止，一個比較完整Observer已經(jīng)實現(xiàn)了，接下來我們開始設(shè)計Watcher。

2.實現(xiàn)Watcher

訂閱者Watcher在初始化的時候需要將自己添加進(jìn)訂閱器Dep中，那該如何添加呢？我們已經(jīng)知道監(jiān)聽器Observer是在get函數(shù)執(zhí)行了添加訂閱者Wather的操作的，所以我們只要在訂閱者Watcher初始化的時候觸發(fā)對應(yīng)的get函數(shù)去執(zhí)行添加訂閱者操作即可，那要如何觸發(fā)get的函數(shù)，再簡單不過了，只要獲取對應(yīng)的屬性值就可以觸發(fā)了，核心原因就是因為我們使用了Object.defineProperty( )進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)聽。這里還有一個細(xì)節(jié)點需要處理，我們只要在訂閱者Watcher初始化的時候才需要添加訂閱者，所以需要做一個判斷操作，因此可以在訂閱器上做一下手腳：在Dep.target上緩存下訂閱者，添加成功后再將其去掉就可以了。訂閱者Watcher的實現(xiàn)如下：

function Watcher(vm, exp, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.exp = exp;
    this.value = this.get();  // 將自己添加到訂閱器的操作
}
 
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;  // 緩存自己
        var value = this.vm.data[this.exp]  // 強制執(zhí)行監(jiān)聽器里的get函數(shù)
        Dep.target = null;  // 釋放自己
        return value;
    }
};

這時候，我們需要對監(jiān)聽器Observer也做個稍微調(diào)整，主要是對應(yīng)Watcher類原型上的get函數(shù)。需要調(diào)整地方在于defineReactive函數(shù)：

function defineReactive(data, key, val) {
    observe(val); // 遞歸遍歷所有子屬性
    var dep = new Dep(); 
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            if (Dep.target) {.  // 判斷是否需要添加訂閱者
                dep.addSub(Dep.target); // 在這里添加一個訂閱者
            }
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            if (val === newVal) {
                return;
            }
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經(jīng)被監(jiān)聽了，現(xiàn)在值為：“' + newVal.toString() + '”');
            dep.notify(); // 如果數(shù)據(jù)變化，通知所有訂閱者
        }
    });
}
Dep.target = null;

到此為止，簡單版的Watcher設(shè)計完畢，這時候我們只要將Observer和Watcher關(guān)聯(lián)起來，就可以實現(xiàn)一個簡單的雙向綁定數(shù)據(jù)了。因為這里沒有還沒有設(shè)計解析器Compile，所以對于模板數(shù)據(jù)我們都進(jìn)行寫死處理，假設(shè)模板上又一個節(jié)點，且id號為'name'，并且雙向綁定的綁定的變量也為'name'，且是通過兩個大雙括號包起來（這里只是為了掩飾，暫時沒什么用處），模板如下

<body>
    <h1 id="name">{{name}}</h1>
</body>

這時候我們需要將Observer和Watcher關(guān)聯(lián)起來

function SelfVue (data, el, exp) {
    this.data = data;
    observe(data);
    el.innerHTML = this.data[exp];  // 初始化模板數(shù)據(jù)的值
    new Watcher(this, exp, function (value) {
        el.innerHTML = value;
    });
    return this;
}

然后在頁面上new以下SelfVue類，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向綁定了

<body>
    <h1 id="name">{{name}}</h1>
</body>
<script src="js/observer.js"></script>
<script src="js/watcher.js"></script>
<script src="js/index.js"></script>
<script type="text/javascript">
    var ele = document.querySelector('#name');
    var selfVue = new SelfVue({
        name: 'hello world'
    }, ele, 'name');
 
    window.setTimeout(function () {
        console.log('name值改變了');
        selfVue.data.name = 'canfoo';
    }, 2000);
 
</script>

這時候打開頁面，可以看到頁面剛開始顯示了是'hello world'，過了2s后就變成'canfoo'了。到這里，總算大功告成一半了，但是還有一個細(xì)節(jié)問題，我們在賦值的時候是這樣的形式 ' selfVue.data.name = 'canfoo' ' 而我們理想的形式是' selfVue.name = 'canfoo' '為了實現(xiàn)這樣的形式，我們需要在new SelfVue的時候做一個代理處理，讓訪問selfVue的屬性代理為訪問selfVue.data的屬性，實現(xiàn)原理還是使用Object.defineProperty( )對屬性值再包一層：

function SelfVue (data, el, exp) {
    var self = this;
    this.data = data;
 
    Object.keys(data).forEach(function(key) {
        self.proxyKeys(key);  // 綁定代理屬性
    });
 
    observe(data);
    el.innerHTML = this.data[exp];  // 初始化模板數(shù)據(jù)的值
    new Watcher(this, exp, function (value) {
        el.innerHTML = value;
    });
    return this;
}
 
SelfVue.prototype = {
    proxyKeys: function (key) {
        var self = this;
        Object.defineProperty(this, key, {
            enumerable: false,
            configurable: true,
            get: function proxyGetter() {
                return self.data[key];
            },
            set: function proxySetter(newVal) {
                self.data[key] = newVal;
            }
        });
    }
}

這下我們就可以直接通過' selfVue.name = 'canfoo' '的形式來進(jìn)行改變模板數(shù)據(jù)了。如果想要迫切看到現(xiàn)象的童鞋趕快來獲取代碼！

3.實現(xiàn)Compile

雖然上面已經(jīng)實現(xiàn)了一個雙向數(shù)據(jù)綁定的例子，但是整個過程都沒有去解析dom節(jié)點，而是直接固定某個節(jié)點進(jìn)行替換數(shù)據(jù)的，所以接下來需要實現(xiàn)一個解析器Compile來做解析和綁定工作。解析器Compile實現(xiàn)步驟：

1.解析模板指令，并替換模板數(shù)據(jù)，初始化視圖

2.將模板指令對應(yīng)的節(jié)點綁定對應(yīng)的更新函數(shù)，初始化相應(yīng)的訂閱器

為了解析模板，首先需要獲取到dom元素，然后對含有dom元素上含有指令的節(jié)點進(jìn)行處理，因此這個環(huán)節(jié)需要對dom操作比較頻繁，所有可以先建一個fragment片段，將需要解析的dom節(jié)點存入fragment片段里再進(jìn)行處理：

function nodeToFragment (el) {
    var fragment = document.createDocumentFragment();
    var child = el.firstChild;
    while (child) {
        // 將Dom元素移入fragment中
        fragment.appendChild(child);
        child = el.firstChild
    }
    return fragment;
}

接下來需要遍歷各個節(jié)點，對含有相關(guān)指定的節(jié)點進(jìn)行特殊處理，這里咱們先處理最簡單的情況，只對帶有 '{{變量}}' 這種形式的指令進(jìn)行處理，先簡道難嘛，后面再考慮更多指令情況：

function compileElement (el) {
    var childNodes = el.childNodes;
    var self = this;
    [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
        var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
        var text = node.textContent;
 
        if (self.isTextNode(node) && reg.test(text)) {  // 判斷是否是符合這種形式{{}}的指令
            self.compileText(node, reg.exec(text)[1]);
        }
 
        if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
            self.compileElement(node);  // 繼續(xù)遞歸遍歷子節(jié)點
        }
    });
},
function compileText (node, exp) {
    var self = this;
    var initText = this.vm[exp];
    this.updateText(node, initText);  // 將初始化的數(shù)據(jù)初始化到視圖中
    new Watcher(this.vm, exp, function (value) {  // 生成訂閱器并綁定更新函數(shù)
        self.updateText(node, value);
    });
},
function (node, value) {
    node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
}

獲取到最外層節(jié)點后，調(diào)用compileElement函數(shù)，對所有子節(jié)點進(jìn)行判斷，如果節(jié)點是文本節(jié)點且匹配{{}}這種形式指令的節(jié)點就開始進(jìn)行編譯處理，編譯處理首先需要初始化視圖數(shù)據(jù)，對應(yīng)上面所說的步驟1，接下去需要生成一個并綁定更新函數(shù)的訂閱器，對應(yīng)上面所說的步驟2。這樣就完成指令的解析、初始化、編譯三個過程，一個解析器Compile也就可以正常的工作了。為了將解析器Compile與監(jiān)聽器Observer和訂閱者Watcher關(guān)聯(lián)起來，我們需要再修改一下類SelfVue函數(shù)：

function SelfVue (options) {
    var self = this;
    this.vm = this;
    this.data = options;
 
    Object.keys(this.data).forEach(function(key) {
        self.proxyKeys(key);
    });
 
    observe(this.data);
    new Compile(options, this.vm);
    return this;
}

更改后，我們就不要像之前通過傳入固定的元素值進(jìn)行雙向綁定了，可以隨便命名各種變量進(jìn)行雙向綁定了：

<body>
    <div id="app">
        <h2>{{title}}</h2>
        <h1>{{name}}</h1>
    </div>
</body>
<script src="js/observer.js"></script>
<script src="js/watcher.js"></script>
<script src="js/compile.js"></script>
<script src="js/index.js"></script>
<script type="text/javascript">
 
    var selfVue = new SelfVue({
        el: '#app',
        data: {
            title: 'hello world',
            name: ''
        }
    });
 
    window.setTimeout(function () {
        selfVue.title = '你好';
    }, 2000);
 
    window.setTimeout(function () {
        selfVue.name = 'canfoo';
    }, 2500);
 
</script>

如上代碼，在頁面上可觀察到，剛開始titile和name分別被初始化為 'hello world' 和空，2s后title被替換成 '你好' 3s后name被替換成 'canfoo' 了

到這里，一個數(shù)據(jù)雙向綁定功能已經(jīng)基本完成了，接下去就是需要完善更多指令的解析編譯，在哪里進(jìn)行更多指令的處理呢？答案很明顯，只要在上文說的compileElement函數(shù)加上對其他指令節(jié)點進(jìn)行判斷，然后遍歷其所有屬性，看是否有匹配的指令的屬性，如果有的話，就對其進(jìn)行解析編譯。這里我們再添加一個v-model指令和事件指令的解析編譯，對于這些節(jié)點我們使用函數(shù)compile進(jìn)行解析處理：

function compile (node) {
    var nodeAttrs = node.attributes;
    var self = this;
    Array.prototype.forEach.call(nodeAttrs, function(attr) {
        var attrName = attr.name;
        if (self.isDirective(attrName)) {
            var exp = attr.value;
            var dir = attrName.substring(2);
            if (self.isEventDirective(dir)) {  // 事件指令
                self.compileEvent(node, self.vm, exp, dir);
            } else {  // v-model 指令
                self.compileModel(node, self.vm, exp, dir);
            }
            node.removeAttribute(attrName);
        }
    });
}

上面的compile函數(shù)是掛載Compile原型上的，它首先遍歷所有節(jié)點屬性，然后再判斷屬性是否是指令屬性，如果是的話再區(qū)分是哪種指令，再進(jìn)行相應(yīng)的處理，處理方法相對來說比較簡單。

最后我們在稍微改造下類SelfVue，使它更像vue的用法：

function SelfVue (options) {
    var self = this;
    this.data = options.data;
    this.methods = options.methods;
 
    Object.keys(this.data).forEach(function(key) {
        self.proxyKeys(key);
    });
 
    observe(this.data);
    new Compile(options.el, this);
    options.mounted.call(this); // 所有事情處理好后執(zhí)行mounted函數(shù)
}

這時候我們可以來真正測試了，在頁面上設(shè)置如下東西：

<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/index.js"></script>
<script type="text/javascript">
 
     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);
        }
    });
 
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