Vue2.0源碼閱讀筆記--雙向綁定實現原理

本文轉載自查看原文 2017-02-23 00:19 4857 vue

　　上一篇文章了解了Vue.js的生命周期。這篇分析Observe Data過程，了解Vue.js的雙向數據綁定實現原理。

一、實現雙向綁定的做法

　　前端MVVM最令人激動的就是雙向綁定機制了，實現雙向數據綁定的做法大致有如下三種：

1.發布者-訂閱者模式（backbone.js）

思路：使用自定義的data屬性在HTML代碼中指明綁定。所有綁定起來的JavaScript對象以及DOM元素都將“訂閱”一個發布者對象。任何時候如果JavaScript對象或者一個HTML輸入字段被偵測到發生了變化，我們將代理事件到發布者-訂閱者模式，這會反過來將變化廣播並傳播到所有綁定的對象和元素。

2.臟值檢查（angular.js）

思路：angular.js 是通過臟值檢測的方式比對數據是否有變更，來決定是否更新視圖，最簡單的方式就是通過 setInterval() 定時輪詢檢測數據變動，angular只有在指定的事件觸發時進入臟值檢測，大致如下：

DOM事件，譬如用戶輸入文本，點擊按鈕等。( ng-click )

XHR響應事件 ( $http )

瀏覽器Location變更事件 ( $location )

Timer事件( $timeout , $interval )

執行 $digest() 或 $apply()

3.數據劫持（Vue.js）

思路： vue.js 則是采用數據劫持結合發布者-訂閱者模式的方式，通過Object.defineProperty()來劫持各個屬性的setter，getter，在數據變動時發布消息給訂閱者，觸發相應的監聽回調。

由此可見，Object.defineProperty() 這個API是Vue實現雙向數據綁定的關鍵，我們先簡單了解下這個API，了解更多戳這里

二、Object.defineProperty()

簡單例子：

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='111';
obj.hello;

結果：

如果去掉 obj.hello=‘111’ 這行代碼，則get的返回值val會報錯val is not defined。可見Object.defineProperty() 監控對數據的操作，可以自動觸發數據同步。下面我們先用Object.defineProperty()來實現一個非常簡單的雙向綁定。

三、實現簡單的雙向綁定

最簡單例子：

<!DOCTYPE html>
 <head></head>
 <body>
  <div id="app">
    <input type="text" id="a">
    <span id="b"></span>
  </div>

  <script type="text/javascript">
   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);
            document.getElementById('a').value = val;
            document.getElementById('b').innerHTML = val;
       }
    });
    document.addEventListener('keyup', function(e) {
      obj.hello = e.target.value;
    });
   </script>
  </body>
</html>

實現效果如下：

上面例子直接用了dom操作改變了文本節點的值，而且是在我們知道是哪個id的情況下，通過document.getElementById 獲取到相應的文本節點，然后直接修改文本節點的值，這種做法是最簡單粗暴的。

封裝成一個框架，肯定不能是這種做法，所以我們需要一個解析dom，並能修改dom中相應的變量的模塊。

四、實現簡單Compile

首先我們需要獲取文本中真實的dom節點，然后再分析節點的類型，根據節點類型做相應的處理。

在上面例子我們多次操作了dom節點，為提高性能和效率，會先將所有的節點轉換城文檔碎片fragment進行編譯操作，解析操作完成后，再將fragment添加到原來的真實dom節點中。

<!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.$frag = this.nodeToFragment(node, vm);
        return this.$frag;
      }
    }
    Compile.prototype = {
      nodeToFragment: function(node, vm) {
        var self = this;
        var frag = document.createDocumentFragment();
        var child;

        while(child = node.firstChild) {
          self.compileElement(child, vm);
          frag.append(child); // 將所有子節點添加到fragment中，child是指向元素首個子節點的引用。將child引用指向的對象append到父對象的末尾，原來child引用的對象就跳到了frag對象的末尾，而child就指向了本來是排在第二個的元素對象。如此循環下去，鏈接就逐個往后跳了
        }
        return frag;
      },
      compileElement: function(node, vm) {
        var reg = /\{\{(.*)\}\}/;

        //節點類型為元素
        if(node.nodeType === 1) {
          var attr = node.attributes;
          // 解析屬性
          for(var i = 0; i < attr.length; i++ ) {
            if(attr[i].nodeName == 'v-model') {
              var name = attr[i].nodeValue; // 獲取v-model綁定的屬性名
              node.addEventListener('input', function(e) {
                // 給相應的data屬性賦值，進而觸發該屬性的set方法
                 vm.data[name]= e.target.value;
              });
              node.value = vm.data[name]; // 將data的值賦給該node
              node.removeAttribute('v-model');
            }
          };
        }
        //節點類型為text
　　　　if(node.nodeType === 3) {
          if(reg.test(node.nodeValue)) {
            var name = RegExp.$1; // 獲取匹配到的字符串
            name = name.trim();
            node.nodeValue = vm.data[name]; // 將data的值賦給該node
          }
        }
      },
    }
 　　function Vue(options) {
      this.data = options.data;
      var data = this.data;
      var id = options.el;
      var dom =new Compile(document.getElementById(id),this);
      // 編譯完成后，將dom返回到app中
      document.getElementById(id).appendChild(dom);
    }
    var vm = new Vue({
      el: 'app',
      data: {
        text: 'hello world'
      }
    });
  </script>
  </body>
</html>

結果：

到這，我們做到了獲取文本中真實的dom節點，然后分析節點的類型，並能處理節點中相應的變量如上面代碼中的{{text}}，最后渲染到頁面中。接着我們需要和雙向綁定聯系起來，實現{{text}}響應式的數據綁定。

五、實現簡單observe

簡單的observe定義如下：

需要監控data的屬性值，這個對象的某個值賦值，就會觸發setter，這樣就能監聽到數據變化。然后注意vm.data[name]屬性將改為vm[name]

完整代碼如下：

<!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.$frag = this.nodeToFragment(node, vm);
        return this.$frag;
      }
    }
    Compile.prototype = {
      nodeToFragment: function(node, vm) {
        var self = this;
        var frag = document.createDocumentFragment();
        var child;

        while(child = node.firstChild) {
          self.compileElement(child, vm);
          frag.append(child); // 將所有子節點添加到fragment中
        }
        return frag;
      },
      compileElement: function(node, vm) {
        var reg = /\{\{(.*)\}\}/;

        //節點類型為元素
        if(node.nodeType === 1) {
          var attr = node.attributes;
          // 解析屬性
          for(var i = 0; i < attr.length; i++ ) {
            if(attr[i].nodeName == 'v-model') {
              var name = attr[i].nodeValue; // 獲取v-model綁定的屬性名
              node.addEventListener('input', function(e) {
                // 給相應的data屬性賦值，進而觸發該屬性的set方法
                 vm[name]= e.target.value;
              });
              node.value = vm[name]; // 將data的值賦給該node
              node.removeAttribute('v-model');
            }
          };
        }
        //節點類型為text
        if(node.nodeType === 3) {
          if(reg.test(node.nodeValue)) {
            var name = RegExp.$1; // 獲取匹配到的字符串
            name = name.trim();
            node.nodeValue = vm[name]; // 將data的值賦給該node
            // new Watcher(vm, node, name);
          }
        }
      },
    }
    function defineReactive (obj, key, val) {
      Object.defineProperty(obj, key, {
        get: function() {
          return val;
        },
        set: function (newVal) {
          if(newVal === val) return;
          val = newVal;
          console.log(val);
        }
      })
    }
    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;
      var dom =new Compile(document.getElementById(id),this);
      // 編譯完成后，將dom返回到app中
      document.getElementById(id).appendChild(dom);
    }
    var vm = new Vue({
      el: 'app',
      data: {
        text: 'hello world'
      }
    });
  </script>
  </body>
</html>

View Code

結果：

到這，雖然set方法觸發了，但是文本節點{{text}}的內容沒有變化，要讓綁定的文本節點同步變化，我們需要引入訂閱發布模式。

六、訂閱發布模式

訂閱發布模式（又稱觀察者模式）定義了一種一對多的關系，讓多個觀察者同時監聽某一個主題對象，這個主題對象的狀態發生改變時就會通知所有觀察者對象。

發布者發出通知 => 主題對象收到通知並推送給訂閱者 => 訂閱者執行相應操作

首先我們要一個收集訂閱者的容器，定義一個Dep作為主題對象

然后定義訂閱者Watcher

添加訂閱者Watcher到主題對象Dep，發布者發出通知放到屬性監聽里面

最后需要訂閱的地方

至此，比較簡單地實現了我們第三步用dom操作實現的雙向綁定效果，代碼：

<!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.$frag = this.nodeToFragment(node, vm);
        return this.$frag;
      }
    }
    Compile.prototype = {
      nodeToFragment: function(node, vm) {
        var self = this;
        var frag = document.createDocumentFragment();
        var child;

        while(child = node.firstChild) {
          self.compileElement(child, vm);
          frag.append(child); // 將所有子節點添加到fragment中
        }
        return frag;
      },
      compileElement: function(node, vm) {
        var reg = /\{\{(.*)\}\}/;

        //節點類型為元素
        if(node.nodeType === 1) {
          var attr = node.attributes;
          // 解析屬性
          for(var i = 0; i < attr.length; i++ ) {
            if(attr[i].nodeName == 'v-model') {
              var name = attr[i].nodeValue; // 獲取v-model綁定的屬性名
              node.addEventListener('input', function(e) {
                // 給相應的data屬性賦值，進而觸發該屬性的set方法
                 vm[name]= e.target.value;
              });
              // node.value = vm[name]; // 將data的值賦給該node
              new Watcher(vm, node, name, 'value');
            }
          };
        }
        //節點類型為text
        if(node.nodeType === 3) {
          if(reg.test(node.nodeValue)) {
            var name = RegExp.$1; // 獲取匹配到的字符串
            name = name.trim();
            // node.nodeValue = vm[name]; // 將data的值賦給該node
            new Watcher(vm, node, name, 'nodeValue');
          }
        }
      },
    }
    function Dep() {
      this.subs = [];
    }
    Dep.prototype = {
      addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
      },
      notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
          sub.update();
        })
      }
    }
    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();
        this.node[this.type] = this.value; // 訂閱者執行相應操作
      },
      // 獲取data的屬性值
      get: function() {
        this.value = this.vm[this.name]; //觸發相應屬性的get
      }
    }
    function defineReactive (obj, key, val) {
      var dep = new Dep();
      Object.defineProperty(obj, key, {
        get: function() {
           //添加訂閱者watcher到主題對象Dep
          if(Dep.target) {
            // JS的瀏覽器單線程特性，保證這個全局變量在同一時間內，只會有同一個監聽器使用
            dep.addSub(Dep.target);
          }
          return val;
        },
        set: function (newVal) {
          if(newVal === val) return;
          val = newVal;
          console.log(val);
          // 作為發布者發出通知
          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;
      var dom =new Compile(document.getElementById(id),this);
      // 編譯完成后，將dom返回到app中
      document.getElementById(id).appendChild(dom);
    }
    var vm = new Vue({
      el: 'app',
      data: {
        text: 'hello world'
      }
    });
  </script>
  </body>
</html>

View Code

七、總結

關於雙向綁定的實現，看了網上很多資料，開始看到是對Vue源碼的解析，看的過程似懂非懂。后來找到參考資料1，然后自己跟着實現一遍，才理解許多。感謝這篇文章的作者，寫的由淺入深，比較好理解。為了加深自己的理解，於是自己順着這個思路寫下這個筆記。本文主要了解了幾種雙向綁定的做法，然后先用原生JS，dom操作實現一個最簡單雙向綁定，在這個基礎上進行改裝，為減少dom操作，實現簡單的Compile(編譯HTML)；接着為了實現數據監聽，實現observe；最后為了實現數據的雙向綁定實現訂閱發布模式。

雖然實現的比較簡單，有很多功能沒有考慮，不過這個過程還是可以理解到Vue實現雙向綁定的原理。過程中，有思考：

1. Vue的源代碼中，用了文檔碎片fragment作為真實節點的存儲嗎？

之前有聽說用VDOM，在Vue源代碼中，也找過是否有創建文檔碎片，結果沒找到。看了參考資料4中，VDOM的介紹，好像是把節點用JS對象模擬。類似：

;模板
<ul id='list'>
  <li class='item'>Item 1</li>
  <li class='item'>Item 2</li>
  <li class='item'>Item 3</li>
</ul>

;js對象
var element = {
  tagName: 'ul', // 節點標簽名
  props: { // DOM的屬性，用一個對象存儲鍵值對
    id: 'list'
  },
  children: [ // 該節點的子節點
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 1"]},
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 2"]},
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 3"]},
  ]
}

恩，這就又牽扯出模板了。先收住，我先盡量把簡單的搞懂。

2.Compile模塊對v-model節點的解析，事件的綁定，我只實現簡單的，特定的v-model，還有其它事件綁定如v-on等沒有分析，看了別人的代碼，情況一多起來，看得就有些吃力，希望后面自己會再來完善，給自己定一個這樣的框架在這，代碼github:戳這里。

參考資料：

1.http://www.cnblogs.com/kidney/p/6052935.html?utm_source=gold_browser_extension

2.https://segmentfault.com/a/1190000006599500

3.https://github.com/fwing1987/MyVue

4.http://www.kancloud.cn/zmwtp/vue2/149485

5.http://blog.cgsdream.org/2016/11/05/vue-source-analysis-1/

免責聲明！

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