2020-06-17 Vue数据双向绑定原理

Vue双向绑定数据原理 是 通过数据劫持结合发布者-订阅者模式来实现的.

1:首先看个例子

        var vm = new Vue({
            data: {
                obj: {
                    a: 1
                }
            },
            created: function () {
                console.log(this.obj);
            }
        });

接下里我们可以具体观看obj的对象里面有哪些属性(手撸去看 >>明显有 get ,set)方法

a>>>>那么get,set 方法是从来过来的呢?>>>肯定在操作对象的方法内

    vue通过有defineProperty来实现数据劫持的。 defineProperty是用来干啥的?

    它可以来控制一个对象属性的一些特有操作,比如读写权、是否可以枚举,这里我们主要先来研究下它对应的两个描述属性get和set

eg:来看下面的example

         var Book = {
              name: 'vue权威指南'
            };
            console.log(Book.name);  // vue权威指南

如果想要在Book.name值过程中去改变这个值,如何处理?通过什么监听对象 Book 的属性值。这时候Object.defineProperty( )就派上用场了
var Book={}
Object.defineProperty(Book,'name'){
set: function (value) {
name = value;
console.log('你取了一个书名叫做' + value);
},
get: function () {
return '《' + name + '》'
}
})

        Book.name = 'vue权威指南';  // 你取了一个书名叫做vue权威指南
        console.log(Book.name);  // 《vue权威指南》

由此案例我们可以看出 get就是读取属性的,set就是设置这个属性触发的函数

2通过以上例子 我们来大体分析一下

2>1 我们如何知道数据发生变化(关键点)(大概我们可以猜到必须用get,set这两个方法) >>之前我们提到set(Object.defineProperty( )对属性设置一个set函数设置数据的)>>set只是对改变的数据赋值>>那我们是如何对比数据发生变化调取set呢(大概的话我们比较数据发生变化时>>必定有get取值这一步骤)

3:接下来我们下理一下过程,再具体分析在 get ,set 中我们进行了那些逻辑操作

    过程:1:首先要对数据进行劫持监听,所以我们需要一个Observer监听器,用来监听属性

         2:如果属性发生变化,我们则会告诉订阅者(Watch)看是否更新

         3:因为订阅者有多个,所以我们需要有个消息订阅者(Dept)专门去收集订阅者

         4:接下来我们在监听器(Observer)与订阅者(Watch)进行统一的管理

         5:涉及到指令解析器(Compile),对每个节点的元素进行扫描和解析,将有关指令初始化成一个Watch订阅者,并替换模板和绑定对应的函数,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

网上找了个总结比较好的

    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,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,并根据初始化模板数据以及初始化相应的订阅器。

3 那我们按上面的步骤走

3-1 监听器Observer (监听属性,必须把全部的属性遍历出来>>递归)

  Observer.js

  funcation observe(data){
  if(!data ||typeof data!=='object'){return}
  Object.keys(data).forEach(funcation(key){
    //递归一个对象>>相当于降维
   defineReactive(data, key, data[key]);

  })

 function defineReactive(data, key, val) {
     observe(val); // 递归遍历所有子属性
  Object.defineProperty(data,key,{
     enumerable: true,
    configurable: true,
    get:function(){return val}
    set:funcation(newval){
       val=newval
   console.log('属性' + key + '已经被监听了,现在值为:“' + newVal.toString() + '”');

   }
 })     
    var library = {
        book1: {
            name: ''
        },
        book2: ''
    };
    observe(library);
  }  
 }

3-2 既然已经监听完属性>>既然属性改变时,我们则会告诉订阅者(Watch),接下来我们对订阅者(Watch)进行操作(涉及到订阅者有多个>>dept(消息订阅器)负责收集订阅,然后再属性变化的时候执行对应订阅者的更新函数) 显然dept 相当于容器.>>>也可以想象成数组

订阅器 相当于 订阅者 的父集 啊(也可以这样去了解)

3-2-1 我们先按上边的思想去列代码,之后再整合

     1:首先我们定义一个订阅器
      function Dept(){this.subs=[]}

     2:初始化对象
      var dept=new Dept();
   
     3:当检测到数据变换时,我们需要将watch  添加到dept中>>当然在订阅器中的原型上定义增加的方法
      
     Dept.prototype={
        addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
       },

   }
   4:既然数据发生了变化>>我们则去通知所有订阅者>>当然也是在订阅器中的原型中定义此方法
    Dept.prototype={

         notify: function() {
         this.subs.forEach(function(sub) {
        sub.update();
    });

   }

3-2-2 如上我们大体整理出来思想后,接下来我们修改 Observer.js文件

       //定义Dept订阅器对象
              function Dept () {
            this.subs = [];
        }
       //增加其方法
        Dept.prototype = {
            addSub: function(sub) {
                this.subs.push(sub);
            },
            notify: function() {
                this.subs.forEach(function(sub) {
                    sub.update();  //watch触发
                });
            }
        };

  funcation observe(data){
  if(!data ||typeof data!=='object'){return}
  Object.keys(data).forEach(funcation(key){
    //递归一个对象>>相当于降维
   defineReactive(data, key, data[key]);

  })

 function defineReactive(data, key, val) {
     observe(val); // 递归遍历所有子属性
     var Dept = new Dept(); 
    Object.defineProperty(data,key,{
     enumerable: true,
    configurable: true,
    get:function(){
     if (是否需要添加订阅者) {
            Dept.addSub(watcher); // 在这里添加一个订阅者
        }
        return val;

   }
    set:funcation(newval){
       if(val=newval){
         return;
        }
       val=newval
   console.log('属性' + key + '已经被监听了,现在值为:“' + newVal.toString() + '”');
    dept.notify(); // 如果数据变化,通知所有订阅者

   }
 })     
    var library = {
        book1: {
            name: ''
        },
        book2: ''
    };
    observe(library);
  }  
 }

实现Watch

3-3 订阅者在初始化的时候如何将自己添加到订阅器Dept 中>>>>我们已经知道监听器Observer是在get函数执行了添加订阅者Wather的操作的,所以我们只要在订阅者Watcher初始化的时候出发对应的get函数去执行添加订阅者操作即可,那要如何触发get的函数

核心如何触发get呢>>>因为我们使用了Object.defineProperty( )进行数据监听。>>>>>>>>>>>这里还有一个细节点需要处理,我们只要在订阅者Watcher初始化的时候才需要添加订阅者,所以需要做一个判断操作,因此可以在订阅器上做一下手脚:在Dept.target上缓存下订阅者,添加成功后再将其去掉就可以了。订阅者Watcher的实现如下:

Watch.js

 funcation Watcher(vm,exp,cp){

            this.cb = cb; //调用$watch时候传进来的回调
            this.vm = vm;
            this.exp = exp; //这里的expOrFn是你要监听的属性或方法也就是$watch方法的第一个参数(为了简单起见,我们这里补考录方法,只考虑单个属性的监听)
            this.value = this.get();  // 将自己添加到订阅器的操作

 }

get方法 Watch初始化是如何添加进去的呢

    Watcher.prototype={
       update: function() {// 还记得Dep.notify方法里循环的update么?
        this.run();
    },
     run(){//这个方法并不是实例化Watcher的时候执行的,而是监听的变量变化的时候才执行的
    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(){
      Dept.target=this;  //将Dep身上的target 赋值为Watcher对象
      var value=this.vm.data.[this.exp] //这里拿到你要监听的值,在变化之前的数值
    (声明value,使用this.vm._data进行赋值,并且触发_data[a]的get事件)
      Dept.target=null      //释放自己
       return  value;
    }
     }

   在吧Watcher对象放再Dep.subs数组中之后,new Watcher对象所执行的任务就告一段落,此时我们有:

  1.Dep.subs数组中,已经添加了一个Watcher对象,

  2.Dep对象身上有notify方法,来触发subs队列中的Watcher的update方法,

  3.Watcher对象身上有update方法可以调用run方法可以触发最终我们传进去的回调

接下来改动Observer 的判断代码

         if (Dep.target) {.  // 判断是否需要添加订阅者
            dep.addSub(Dep.target); // 在这里添加一个订阅者
        }
        return val;


实现Compile
虽然上面已经实现了一个双向数据绑定的例子,但是整个过程都没有去解析dom节点,而是直接固定某个节点进行替换数据的,所以接下来需要实现一个解析器Compile来做解析和绑定工作。解析器Compile实现步骤:

1.解析模板指令,并替换模板数据,初始化视图

2.将模板指令对应的节点绑定对应的更新函数,初始化相应的订阅器

为了解析模板,首先需要获取到dom元素,然后对含有dom元素上含有指令的节点进行处理,因此这个环节需要对dom操作比较频繁,所有可以先建一个fragment片段,将需要解析的dom节点存入fragment片段里再进行处理:

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

接下来需要遍历各个节点,对含有相关指定的节点进行特殊处理,这里咱们先处理最简单的情况,只对带有 '{{变量}}' 这种形式的指令进行处理,先简道难嘛,后面再考虑更多指令情况:

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)) {  // 判断是否是符合这种形式{{}}的指令
            self.compileText(node, reg.exec(text)[1]);
        }
 
        if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
            self.compileElement(node);  // 继续递归遍历子节点
        }
    });
},
function compileText (node, exp) {
    var self = this;
    var initText = this.vm[exp];
    this.updateText(node, initText);  // 将初始化的数据初始化到视图中
    new Watcher(this.vm, exp, function (value) {  // 生成订阅器并绑定更新函数
        self.updateText(node, value);
    });
},
function (node, value) {
    node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
}

获取到最外层节点后,调用compileElement函数,对所有子节点进行判断,如果节点是文本节点且匹配{{}}这种形式指令的节点就开始进行编译处理,编译处理首先需要初始化视图数据,对应上面所说的步骤1,接下去需要生成一个并绑定更新函数的订阅器,对应上面所说的步骤2。这样就完成指令的解析、初始化、编译三个过程,一个解析器Compile也就可以正常的工作了。为了将解析器Compile与监听器Observer和订阅者Watcher关联起来,我们需要再修改一下类SelfVue函数:


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,我们就不要像之前通过传入固定的元素值进行双向绑定了,可以随便命名各种变量进行双向绑定了:


    

{{title}}

{{name}}

如上代码,在页面上可观察到,刚开始titile和name分别被初始化为 'hello world' 和空,2s后title被替换成 '你好' 3s后name被替换成 'canfoo' 了。废话不多说,再给你们来一个这个版本的代码(v2),获取代码! 到这里,一个数据双向绑定功能已经基本完成了,接下去就是需要完善更多指令的解析编译,在哪里进行更多指令的处理呢?答案很明显,只要在上文说的compileElement函数加上对其他指令节点进行判断,然后遍历其所有属性,看是否有匹配的指令的属性,如果有的话,就对其进行解析编译。这里我们再添加一个v-model指令和事件指令的解析编译,对于这些节点我们使用函数compile进行解析处理: 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函数是挂载Compile原型上的,它首先遍历所有节点属性,然后再判断属性是否是指令属性,如果是的话再区分是哪种指令,再进行相应的处理,处理方法相对来说比较简单,这里就不再列出来,想要马上看阅读代码的同学可以马上点击这里获取。 最后我们在稍微改造下类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); // 所有事情处理好后执行mounted函数

}

    这时候我们可以来真正测试了,在页面上设置如下东西:



    

{{title}}

{{name}}

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