jQuery源码分析

 1、概述   
jQuery是一个非常优秀的JS库，与Prototype,YUI,Mootools等众多的Js类库相比，它剑走偏锋，从web开发实用的角度出发，抛除了其它Lib中一些不实用的东西，为开发者提供了短小精悍的类库。其短小精悍，使用简单方便，性能高效，能极大地提高开发效率，是开发web应用的最佳的辅助工具之一。因此大部分开发者在抛弃Prototype而选择Jquery来进行web开发。   
一些开发人员在使用jquery时，由于仅仅只知道Jquery文档中的使用方法，不明白Jquery的运行原理，时常会碰到许多的问题。这些问题大部分是使用不当而产生，极少数是Jquery的Bug。如果不明白其运行机理和核心源码，我们也很难写出基于jquery类库的高性能的程序出来。   
在调试基于jQuery的程序时，我们大部分时间都要跟踪进入jQuery对象分析其运行的状态，但是jQuery代码不像Ext,YUI那样中规中举，它的代码有点晦涩，难懂。也就说如果想用好jQuery，一定要清楚其源码。   
Jquery的网络资源丰富，但Baidu了很久，却很难找到那种完全深入地分析Jquery源码的文稿。倒是Jquery的开发者，John Resi的《Pro Javascript Techniques》对于Jquery的源码的分析涉及了，可以看作是jQuery的源码分析，但是其主指在于JavaScript的使用。我们并不能很明白，很细致去了解Jquery的源码。   
  
2、jQuery对象   
 在本节中，我们会就Jquery的运行机制和设计理念进行分析和说明。本节分成三个部分：jQuery的体系、构建及数组特性。   
2.1、jQuery的设计理念   
使用jQuery之前，我们都会问jQuery是什么？jQuery是一个类库，和prototype，mootools等类库一样，为Web的Js开发提供辅助功能。那为什么要选用jQuery呢？在jQuery出现之前，Prototype，YUI都是很成熟的Js的框架，而且是各有各的特点。为什么要抛弃它们，而使用后起之秀的jQuery，它有什么优秀的特性吸引开发人员呢？   
回答这个问题，我们得明白jQuery的设计理念。回忆或想象一下，我们在web开发中是如何使用JS？绝大多数时间都是采用getElementById在Dom文档中找到Dom元素，然后取值或设定值，采用innerHTML取其内容或设定其内容，或进行事件的监听(如click)，在控制样式方面，我们会进行height,width,display等的改变，达到视觉上的效果，对于Ajax方面，也是取到数据在页面的某元素里面去添充内容。   
综之，我们就是在对Dom元素在进行操作。这个元素可能是一个或是多个。这个元素可能是document，window或Dom元素。这样我们的任务就是二大部分，一是找Dom元素，二是对Dom元素进行操作。   
对于用得熟练一点，不管是采用如getElementById这样的直接查找方式还是采用如Element.lastChild这类的间接查找方式不是很难的，对于Dom元素，Dom的操作方面也是很丰富，也不是很难使用？那么要类库做什么用呢？最难的一个问题就是浏览器的兼容的问题。所有的JS框架都要解决这一个问题，同时简化JS的本身自带的操作。   
Prototype可以说是开创了Js类库的先河，给我们耳目一新的感觉。它解决大部分的浏览器的兼容的问题。同时简化了原始函数名长难于记忆的经常书写出的错的问题（采用$(xx)代替getElementById），提供了Ajax的访问方式，扩展了Array,Object,Function，Event等JS原生对象。   
但是这些还是不能满足开发的需要，比如在Dom树中寻找dom元素，仅仅只能是通过元素的ID，但是我们想要更方便的查找方法，同时还希望能有一个统一的入口，不要太泛，学习曲线过高或难于使用。   
Jquery就是从这里出发，把所有一切都统一在jQuery对象中。使用jQuery就是使用jQuery对象。其实jQuery开创性的工作就是如其名一样：query。它强大的查找功能令所有的框架都黯然失色。   
jQuery实质就是一个查询器。在查询器的基础还提供对查找到的元素进行操作的功能。这样说来jQuery就是查询和操作的统一。查询是入口，操作是结果。   
  
jQuery在实现上也可以分成两大部分，一部分是jQuery的静态方法，也可以称作实用方法或工具方法，通过jQuery.xxx()的jQuery命名空间直接引用。第二部分是jQuery的实例方法，通过jQuery(xx)或$(xx)来生成jQuery实例，然后通过这个实例来引用的方法。这部分的方法大多数是从采用静态方法代理来完成功能。真正的功能性的操作都在jQuery的静态方法中实现。   
这些功能细分起来，可以分成以下几个部分：   
1、Selector，查找元素。这个查找不但包含基于CSS1~CSS3的CSS Selector功能，还包含其对直接查找或间接查找而扩展的一些功能。   
2、Dom元素的属性操作。Dom元素可以看作html的标签，对于属性的操作就是对于标签的属性进行操作。这个属性操作包含增加，修改，删除，取值等。   
3、Dom元素的CSS样式的操作。CSS是控制页面的显示的效果。对CSS的操作那就得包含高度，宽度，display等这些常用的CSS的功能。   
4、Ajax的操作。Ajax的功能就是异步从服务器取数据然后进行相关操作。   
5、Event的操作。对Event的兼容做了统一的处理。   
6、动画(Fx)的操作。可以看作是CSS样式上的扩展。   
  
2.2、jQuery对象的构建   
 生成或构建一个jQuery对象其实就是构建并运行一个查询器（selector）。既然是查询，肯定会查找的结果（Dom元素），之后才会有对这些结果进行操作。那么这些查找的结果存放在哪里呢？最好的地方当然是这个jQuery对象内面。查找的结果可能是一个元素，也有可以是多个元素如(NodeSet的集合的形式)。也就是说jQuery对象内面有一个集合。这个集合存放查找到Dom元素。   
但是上一小节所提到jQuery对象是所有操作的统一入口，那么它的构建就不能只局限于从Dom文档中查找到Dom元素，还有可能是从别的集合中转移过来的Dom元素，还有可能是从html的字符串生成的Dom元素。   
在Jquery文档中提供了四种方式：jQuery(expression,[context])，jQuery(html)，jQuery(elements)，jQuery(callback)四种构寻jquery对象的方式。其中jQuery可以用$代替。这四种是经常用到。其实Jquery的参数可以是任何的元素，都能构成jquery对象。   
举几个例子：   
1、$($(“P”))可以看出其参数可以是jQuery对象或ArrayLike的集合。   
2、$()是$(document)的简写。   
3、$(3)会把3放到jQuery对象中集合中。   
对于如$(3)这样的其中元素（如ArrayLike集合的元素）不是Dom元素，最好不要构建jQuery对象，jQuery对象的方法都是针对于dom对象的。不是很清楚其使用的话，很有可能会导致错误。   
  
上面讲了这么多，还是很难明白其原理的，现在从源码的角度细细分析：   
通过jQuery(xxx)的调用实现没有生成对象，它的this是指向window对象的。那么jQuery的那些实例方法是怎样继承过来的呢？看一下：   
var jQuery = window.jQuery = window.$ = function(selector, context) {   return new jQuery.fn.init(selector, context);                       ①   
};   
这是jquery的总的入口，jQuery对象实际上不是通过new jQuery（）而继承其prototype的中的方法。jQuery对象实际是jQuery.fn.init函数生成的对象。在里我们可以看出对于jQuery.prototype添加一些函数集的对象的意义不大。因为我们new jQuery()是可以的，但是生成的jQuery对象在return时会被抛弃。所以最好不要用new jQuery()来构建jQuery对象。   
jQuery对象其实就是new jQuery.fn.init。那么jQuery.fn.init.prototype上就是挂着jQuery对象的操作方法。如   
jQuery.fn.init.prototype = jQuery.fn;   
有时间可能会担心在589行就实现了把jQuery.fn中的函数放到jQuery.fn.init.prototype上去，那么之后的通过jquery.fn.extend的方法怎么办呢？这里实际是对jQuery.fn的引用。在扩展jQuery的时候，只要把相关的函数extend到jQuery.fn就可以了。   
现在我们看一下jQuery.fn.init是怎么完成工作的：   
init : function(selector, context) {   
        selector = selector || document;// 确定selector存在   
        // 第一种情况 Handle $(DOMElement)单个Dom 元素，忽略上下文   
        if (selector.nodeType) {                                            ②   
            this[0] = selector;   
            this.length = 1;   
            return this;   
        }          
        if (typeof selector == "string") {//selector为string           ③   
            var match = quickExpr.exec(selector);              
            if (match && (match[1] || !context)) {   
                if (match[1])// 第二种情况处理$(html) -> $(array)         ④   
                    selector = jQuery.clean([match[1]], context);   
                else {// 第三种情况：HANDLE: $("#id")//处理$("#id")   
                    var elem = document.getElementById(match[3]);      
                    if (elem) {                        
// IE会返回name=id的元素 ，如果是这样，就document.find(s)   
if (elem.id != match[3])                        ⑤   
                            return jQuery().find(selector);    
                        // 构建一个新的jQuery(elem)   
                        return jQuery(elem);                            ⑥   
                    }   
                    selector = [];   
                }   
            } else                                                         
            // 第四种情况：处理$(expr, [context])==$(content).find(expr)   
                return jQuery(context).find(selector);               ⑦   
        } else if (jQuery.isFunction(selector))                      ⑧  // 第五种情况：处理$(function)七Shortcut for document ready           
return jQuery(document)[jQuery.fn.ready ? "ready" : "load"](selector);   
// 第六种情况：处理$(elements)   
return this.setArray(jQuery.makeArray(selector));                   ⑨   
    },   
jQuery.fn.init负责对传进来的参数进行分析然后生成jQuery对象。它的第一个参数一般来说是必须的（为空的话，就是默认的document）。从源码的角度第一个参数有着如下四种类型：   
  
类型  说明   
Dom Element    
第一个参数为Dom元素，第二个参数不用。直接把Dom元素存在新生成的jQuery对象的集合中。返回这个jQuery对象。构建jQuery对象完成。   
  
String     
第一个参数为string有三种情况：   
 1、html的标签字符串，$(html) -> $(array)，第二个参数可选。   
   执行selector = jQuery.clean([match[1]], context);。该语句是把    hteml的字符串转换成dom对象的数组。接着执行Array类型的返回。   
2、字符串为#id时$(id)   
   首先通过var elem = document.getElementById(match[3]);取得elem，如没有取到selector = [];转到执行Array类型的返回空集合jquery对象。   
   如找到elem,通过return jQuery(elem);再次生成jquery对象，这次是Dom Element类型的jquery对象的返回。   
3、兼容css1-3语法的selector字符串，第二个参数是可选的。     执行return jQuery(context).find(selector);。该语句先执行jQuery(context)。可以看出context第二参数可以是任意的值，可以是集合形式。之后就通过find(selector)找到jQuery(context)中所有dom元素都满足selector表达式的dom元素的集合，构建新的jquery对象，并返回。   
     #id其实和这种方式是统一的，单独出来是为了提高性能。   
  
  
Fn   
       
第一参数是函数。第二个参数不用。是$(document).ready(fn)的简写，其return jQuery(document)[jQuery.fn.ready ? "ready" : "load"](selector)是其执行的代码。这个语句首先执行jQuery(document)，它再一次newjQuery.fn.init函数,生成jQuery对象（元素为document）。再调用这个对象的ready(fn)方法。Ready(fn)返回当前对象。而上面的语句又是返回这个Ready(fn)的返回对象。   
可见这个$(fn)返回是$(document)的对象。抛弃了第一次生成的$(fn)对象。   
  
  
  
Array      
第一参数是除上面提到Dom元素，函数，string所有其它的类型。可以为空如$()。第二个参数不用。   
语句：return this.setArray(jQuery.makeArray(selector));   
它首先是把第一个参数转换数组。Selector可以是Array-like的集合，如jQuery对象，如getElementsByTag返回的Dom元素集合等，可能支持$(this)。Selector还可能是单个任意的对象。   
转换成标准的数组之后，执行 this.setArray把这个数组中的元素全部存到当前jquery对象的集合中。之后返回当前的jquery对象。   
其实Dom Element完全可能综合在这里面，单独拿起来为了提高性能。   
  
    
从上面的代码和上表中，我们也可以看出构建jquery对象就是往jquery对象的集合中添加元素（一般都应该是dom元素）。添加的元素有两种形式：   
一是单个元素，可能通过直接的dom元素的传参形式，还可以通过#id从dom文档中找元素。   
二是集合，如jquery对象，还有数组，还有通过CSS Selector找到的Dom集合等Array-Like。   
上表仅仅是分析传入的参数的类型，它是怎么做呢？在⑤处它实现CSS1~CSS3的兼容的Selector的查寻器的功能。通过jQuery().find(selector);来进行分析String并查找到符合传入的Selector语法的Dom文档树中的元素集合。   
在④处，它实现了把html的字符串转换成Dom元素节点的集合。这个是通过jQuery.clean([match[1]], context);来实现的。   
在⑧处，它实现DomReady的jQuery对象的统一入口，我们可以通过$(fn)要注册domReady的监听函数。所有的调用jQuery实现的功能代码都应该在domReady之后才运行。$(fn)是所有的应用开发中的功能代码的入口。它支持任意多的$(fn)注册。其是通过return jQuery(document)[jQuery.fn.ready ? "ready" : "load"](selector);来完成的。   
找到元素之后就是构建集合了，在⑨处就是通过this.setArray(jQuery.makeArray(selector));来构建jquery对象内部的集合。下面一小节就专门分析它的集合是怎么实现的。

2.3、jquery对象的数组特性   
从上面一小节可以看出jquery构建函数完成了查找或转换或其它的功能，其结果就是找到元素，查找，转找不过是方式而已。找到元素就得找个地方去存储起来。这个地方是就是这一节要分析的。   
存储有序数据的地方（集合）在JS中最好的当然是数组。那么又如何在jQuery内面实现数组呢？可以采用如下的方式：   
jQuery.fn.prototype=new Array();   
在上一节中的this.setArray(arr)函数中加上   
  Array.apply(this,arr);   
如果还要完美一点，就加上：   
jQuery.fn.prototype.constructor=jQuery。   
这样我们继承了数组的所有特性，又可以在Jquery对象进行数组的功能扩展。但是jQuery并没有这样采用继承Array而实现这个内部的集合。它采用了Array-Like的对象的实现（见JavaScript: The Definitive Guide, 5th Edition7.8节）。   
类数组的对象还是对象，只不过像数组。数组与对象其实是没有什么好大的区别的，有序和无序的集合是它们区别。这个区别反应在数组有的length属性。当添加元素它会自动加上相对的个数，当删除元素，它会自动减去相对的个数。   
看一下jQuery是怎么实现的：   
// 第一种情况 Handle $(DOMElement)单个Dom 元素，忽略上下文   
        if (selector.nodeType) {                                            ②   
            this[0] = selector;   
            this.length = 1;   
            return this;   
        }          
这是它的第一种实现方法，通过this[0]来直接设定第一个位置的Dom元素，同时设定length=1。这里我们可以看出对象与数组一样都是采用key/Value对的形式存在对象中。上面的Json形式为{0：aDom,length=1}。这里细细分析一下数组，数组是继承于对象。其[]的解释分析最终结果可以看作{}构的对象，对[]或数组的构建时会进行把index(如0.1,….)做为对象属性的key。把数组中的值做为其对应的value。同时改变length的值。这也就是说为什么本质上对象与数组没有多大的区别。在很多的源码中，如YUI中都采用对象的形式来构建多维数组。   
this.setArray(jQuery.makeArray(selector));   
是其第二种实现的方法，上面实现是单个的元素，这个实现的多个元素的集合。它首先调用了jQuery.makeArray(selector)这个静态方法把集合（类数组）转换成数组。   
上面已经分析了数组和对象都可以采用obj.[attr]的形式来取得其key对应的value。对于集合或类数组，必须要求其实现length属性，有了length的长度，那么就从0~length-1的key属性中取得对应的value就可以了：   
//把类数组的集合转换成数组，如果是单个元素就生成单个元素的数组。   
makeArray: function( array ) {   
    var ret = [];   
    if( array != null ){    var i = array.length;   
    //单个元素，但window, string、 function有 'length'的属性，加其它的判断   
      if( i == null || array.split || array.setInterval || array.call )   
          ret[0] = array;   
      else//类数组的集合   
          while( i )    ret[--i] = array[i];//Clone数组   
     }   
return ret;   
    },   
生成了一个标准的数组，那么接下来setArray来干什么呢？   
// 把array-like对象的元素全部push当前jquery对象。   
    setArray : function(elems) {   
        this.length = 0;//初始化长度，因为push会在原始的length++   
        Array.prototype.push.apply(this, elems);   
        return this;   
    },   
这个调用了Array.prototype.push来自动修改length的属性值（当然是加入了元素）。由此可以推想到Array中众多的方法（如shift）都可以看作改变length的值在对象的key/value对中完成无序到有序或重新排序的工作。实际上Array等是采用C或C++来实现的。但是它构出的JS特性让我们可以这样去思考采用JavaScript的实现方式。   
上面的setArray(elems)函数只是会改变当前jQuery对象的集合，它会清除这个对象集合中以前的元素。但是有的时候我们想保存原来的集合中元素，同时也能就新传入的元素进行jquery对象的操作。它提供了pushStack函数来新建一个jQuery对象同时保存原来对象的引用。这样就可能在需要时用到自己所要的对象：   
    pushStack : function(elems) {// 采用jQuery构建新对象，同时引用老对象。   
        var ret = jQuery(elems);// 构建新的jquery对象   
        ret.prevObject = this;// 保存老的对象的引用   
        return ret;   
    },   
返回的是新构建成的对象，有着jQuery对象的全部功能，同时还可以通过prevObject来访问原来的老对象。   
  
构建了类数组，那么还得提供一些方法来操作这个集合，对于集合的操作无非就是定位元素，查找元素，复制（slice）和删除的操作（splice）等。jQuery还提供each,map的扩展。   
这些方法只和集合相关，与集合的元素的无关。jQuery提供了众多的和其中元素（DOM元素）相关的方法。   
  
它提供了两个get元素的方法，get(index)和eq（index）,不同是get取得是集合中的元素，而eq则是返回该元素的Clone。不会修改数组。其实可以直接通过[i]来代替get(i)。如果get没有参数则是获得全部元素。   
// 取到本jquery对象的第几个Dom元素，无参数，代表全部的Dom元素   
    get : function(num) {   
        return num == undefined ? jQuery.makeArray(this) : this[num];   
    },   
// 获取第N个元素 。这个元素的位置是从0算起。   
    eq : function(i) {   
        return this.slice(i, +i + 1);   
    },   
这两个函数就不用分析了。接下来看看如何实现在集合中定位元素：   
/ 找到elem在本jquery对象的位置(index)   
    index : function(elem) {   
        var ret = -1;   
        return jQuery.inArray( // 如是jQuery对象就取第一个元素   
                elem && elem.jquery ? elem[0] : elem, this);   
    },   
  
// 判断elem元素在array中的位置(index) 静态方法   
    inArray : function(elem, array) {   
            for (var i = 0, length = array.length;i < length; i++)   
                // Use === because on IE, window == document   
                if (array[i] === elem)   
                    return i;   
            return -1;   
        },   
inArray是jQuery的静态方法，而index是通过调用inArray来实现其定位的功能。Index的函数支持的参数可以是jQuery对象或Dom元素，而inArray则是实用方法，支持任何的元素。   
  
Jquery提供了如数组中slice复制的功能的方法，还提供类似concat的静态方法merge。Slice是通过Array中slice来实现的：   
  / 代理数组的slice,同样的操作。   
    slice : function() {   
        return this.pushStack(Array.prototype.slice.apply(this, arguments));   
    },   
它返回生成新的jQuery对象。这个对象的集合就是要复制后的集合。对于merge，它是静态方法，实现把第二个元素追加到第一个参数的数组中。   
// 把second 元素追加到first的数组中。   
        merge : function(first, second) {   
     // We have to loop this way because IE & Opera overwrite the length   
     // expando of getElementsByTagName   
        var i = 0, elem, pos = first.length;   
        // Also, we need to make sure that the correct elements are being   
        // returned (IE returns comment nodes in a '*' query)   
            if (jQuery.browser.msie) {   
                while (elem = second[i++])   
                    if (elem.nodeType != 8)   
                        first[pos++] = elem;   
  
            } else  
                while (elem = second[i++])   
                    first[pos++] = elem;   
  
            return first;   
        },   
Jquery的each是对集合中每个元素都执行回调函数。   
    // 当前jquery对象中每个元素都执行callback(index,elem)函数   
    each : function(callback, args) {// 返回this   
    // 其调用了jQuery的静态方法。prototype中的mothodize是解决这类问题的好方法   
        return jQuery.each(this, callback, args);   
    },     
它通过调用jQuery.each这个静态方法来完成功能的：   
// 对object中的每个对象都执行callback函数进行处理。args仅仅内部用   
     each : function(object, callback, args) {   
            var name, i = 0, length = object.length;   
            // 和else的处理差不多，args的传参代替object的属性值   
            if (args) {   
                if (length == undefined) {   
                    for (name in object)   
                        if (callback.apply(object[name], args) === false)   
                            break;   
                } else  
                    for (;i < length;)   
                        if (callback.apply(object[i++], args) === false)   
                            break;   
            } else {   
               // 不是array-like的object，对每个属性进行callback函数的调用   
    if (length == undefined) {   
                for (name in object)   
if (callback.call(object[name], name, object[name]) === false)   
                        break;   
                   } else  
                    // array-like object,采用数组的形式来处理   
     for (var value = object[0];i < length   && callback.call(value, i, value) !== false; value = object[++i]) {}   
            }   
            return object;   
        },   
该静态方法支持第一个参数的类数组（数组）或对象。是数组就对每个元素进行callback的操作。如果是对象，就是对每个属性值进行callback的操作。这个callback回调函数的格式如下：callback:function(index,value)。Index是索引号，value是数组的index对应的元素或对象的第index个处理的属性。如果使用args参数，那callback回调函数的格式如下：callback:function(args)。Args是给回调函数设定参数。再看一下jQuery对象的each。它的第二个参数args就是采用传入的args直接进行给callback设定参数，而不是默认提集合中index和对应的元素，但执行的次数还是集合的length次。   
  
Jquery的map是将一组元素转换成其他数组（通过回调函数返回值组成的）   // 将一组元素转换成其他数组 然后根据这个数组构建新的jquery对象。。   
    map : function(callback) {   
        return this.pushStack(jQuery.map(this, function(elem, i) {   
            return callback.call(elem, i, elem);   
        }));   
    },   
这个函数首先通过jQuery.map(this, function(elem, i){}来把this的jQuery对象集合的每个元素当作回调函数的elem的参数传到回调函数中。而这个回调函数又执行实例方法的map : function(callback)中callback函数，也就是jQuery.map中的回调仅仅是传参代理的功能。jQuery.map通过代理的回调来取得转换而成的元素集合。   
接下来就是采用pushStack把这集合的元素构建成新的jQuery对象并返回,同时保存原jQuery对象的引用。   
看下Map的静态方法：   
    // 返回对elems每个元素都进行操作的callback函数的返回值的集合。   
        map : function(elems, callback) {   
            var ret = [];              
            for (var i = 0, length = elems.length;i < length; i++) {   
                var value = callback(elems[i], i);   
                if (value != null)//说明转换的集合的个数可能少于原来的集合   
                    ret[ret.length] = value;   
            }   
            return ret.concat.apply([], ret);//采用array的concat实现   
        }   
Map的静态方法返回每个callback返回的元素组成的数组。

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