1.vue的實現原理
vue的雙向綁定是由數據劫持結合發布者－訂閱者模式實現的，那么什么是數據劫持？vue是如何進行數據劫持的？說白了就是通過Object.defineProperty()來劫持對象屬性的setter和getter操作，在數據變動時做你想要做的事情．
var vm = new Vue({
data: {
test : {
a: 1
}
},
created: function () {
console.log(this.test);
}
});
get和set.為什么會有這兩個方法呢，這正是vue通過Object.defineProperty()進行數據劫持的．
Object.defineProperty()這個方法是做什么的呢？文檔上是這樣說的
簡單的說，他可以控制一個對象屬性的一些特有操作，比如讀寫權，是否可枚舉，這里我們主要研究它的get和set方法
我們可以很輕松的打印出一個對象的屬性數據：
var Book = {
name: '人性的弱點'
};
console.log(Book.name); // 人性的弱點
//在console.log(book.name)同時,直接給書加一個書號
var Book = {};
var name = '';
Object.defineProperty(Book,'name',{
set:function(value) {
name = value;
console.log('你取了一個書名叫:'+value);
},
get:function() {
console.log('get方法被監聽到');
return '<'+name+'>';
}
});
Book.name = '人性的弱點'; //你取了一個書名叫:人性的弱點
console.log(Book.name); //<人性的弱點>
通過Object.defineProperty( )這個方法設置了Book對象的name屬性，對其get和set方法進行重寫操作，get方法在獲得name屬性時被調用，set方法在設置name屬性時被觸發．所以在執行Book.name='人性的弱點' 這個語句時調用set方法，輸出你取了一個書名叫：人性的弱點．當調用console.log(Book.name)時觸發get方法，輸出＜人性的弱點＞
訂閱者和發布者模式，通常用於消息隊列中．一般有兩種形式來實現消息隊列，一是使用生產者和消費者來實現，二是使用訂閱者－發布者模式來實現，其中訂閱者和發布者實現消息隊列的方式，就會用訂閱者模式．
所謂的訂閱者，就像我們在日常生活中，訂閱報紙一樣。我們訂閱報紙的時候，通常都得需要在報社或者一些中介機構進行注冊。當有新版的報紙發刊的時候，郵遞員就需要向訂閱該報紙的人，依次發放報紙。
所有如果用代碼實現該模式，需要進行兩個步驟：
1、初始化發布者、訂閱者。 2、訂閱者需要注冊到發布者，發布者發布消息時，依次向訂閱者發布消息。
那么接下來我們將通過vue原理實現一個簡單的mvvm雙向綁定的demo
思路分析
要想實現mvvm，主要包含兩個方面，視圖變化更新數據，數據變化更新視圖．
view變化更新data其實可以通過事件監聽實現，比如input標簽監聽input事件，所有我們着重分析data變化更新view.
data變化更新view的重點是如何知道view什么時候變化了，只要知道什么時候view變化了，那么接下來的就好處理了．這個時候我們上文提到的Object.defineProperty( )就起作用了．通過Object.defineProperty( )對屬性設置一個set函數，當屬性變化時就會觸發這個函數，所以我們只需要將一些更新的方法放在set函數中就可以實現data變化更新view了．
實現過程
我們已經知道如何實現數據的雙向綁定了， 那么首先要對數據進行劫持監聽，所以我們首先要設置一個監聽器Observer,用來監聽所有的屬性，當屬性變化時，就需要通知訂閱者Watcher,看是否需要更新．因為屬性可能是多個，所以會有多個訂閱者，故我們需要一個消息訂閱器Dep來專門收集這些訂閱者，並在監聽器Observer和訂閱者Watcher之間進行統一的管理．以為在節點元素上可能存在一些指令，所以我們還需要有一個指令解析器Compile，對每個節點元素進行掃描和解析，將相關指令初始化成一個訂閱者Watcher，並替換模板數據並綁定相應的函數，這時候當訂閱者Watcher接受到相應屬性的變化，就會執行相對應的更新函數，從而更新視圖．
整理上面的思路，我們需要實現三個步驟，來完成雙向綁定：
1.實現一個監聽器Observer，用來劫持並監聽所有屬性，如果有變動的，就通知訂閱者。 2.實現一個訂閱者Watcher，可以收到屬性的變化通知並執行相應的函數，從而更新視圖。 3.實現一個解析器Compile，可以掃描和解析每個節點的相關指令，並根據初始化模板數據以及初始化相應的訂閱器。
1.實現一個監聽器Observer
數據監聽器的核心方法就是Object.defineProperty( )，通過遍歷循環對所有屬性值進行監聽，並對其進行Object.defineProperty( )處理，那么代碼可以這樣寫：
//對所有屬性都要蔣婷,遞歸遍歷所有屬性
function defineReactive(data,key,val) {
observe(val); //遞歸遍歷所有的屬性
Object.defineProperty(data,key,{
enumerable:true, //當且僅當該屬性的 configurable 為 true 時，該屬性描述符才能夠被改變，同時該屬性也能從對應的對象上被刪除。
configurable:true, //當且僅當該屬性的enumerable為true時，該屬性才能夠出現在對象的枚舉屬性中
get:function() {
return val;
},
set:function(newVal) {
val = newVal;
console.log('屬性'+key+'已經被監聽,現在值為:"'+newVal.toString()+'"');
}
})
}
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權威指南'; // 屬性name已經被監聽了，現在值為：“vue權威指南”
library.book2 = '沒有此書籍'; // 屬性book2已經被監聽了，現在值為：“沒有此書籍”
通過observe()方法進行遍歷向下找到所有的屬性，並通過defineReactive()方法進行數據劫持監聽．
在上面的思路中，我們需要一個可以容納消息訂閱者的消息訂閱器Dep，訂閱器主要收集消息訂閱者，然后在屬性變化時執行相應訂閱者的更新函數，那么消息訂閱器Dep需要有一個容器，用來存放消息訂閱者．我們將上面的監聽器Observer稍微修改一下：
function defineReactive(data,key,val) {
observe(val);
var dep = new Dep();
Object.defineProperty(data, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get: function() {
if (是否需要添加訂閱者) { //Watcher初始化觸發
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 + '已經被監聽了，現在值為：“' + newVal.toString() + '”');
dep.notify(); // 如果數據變化，通知所有訂閱者
}
});
}
function observe(data) {
if(!data || typeof data !== 'object') {
return;
}
Object.keys(data).forEach(function(key){
defineReactive(data,key,data[key]);
});
}
function Dep() {
this.subs = [];
}
//prototype 屬性使您有能力向對象添加屬性和方法
//prototype這個屬性只有函數對象才有，具體的說就是構造函數具有.只要你聲明定義了一個函數對象，這個prototype就會存在
//對象實例是沒有這個屬性
Dep.prototype = {
addSub:function(sub) {
this.subs.push(sub);
},
notify:function() {
this.subs.forEach(function(sub) {
sub.update(); //通知每個訂閱者檢查更新
})
}
}
Dep.target = null;
在代碼中，我們將訂閱器Dep添加一個訂閱者設計在get里面，這是為了讓Watcher在初始化時觸發，因此判斷是否需要需要添加訂閱者，至於具體實現的方法，我們在下文中深究．在set方法中，如果函數變化，就會通知所有的訂閱者，訂閱者們將會執行相對應的更新函數，到目前為止，一個比較完善的Observer已經成型了，下面我們要寫訂閱者Watcher.
２．實現訂閱者Watcher
根據我們的思路，訂閱者Wahcher在初始化時要將自己添加到訂閱器Dep中，那么如何進行添加呢？
我們已經知道監聽器Observer是在get函數中執行了添加訂閱者的操作的，所以我們只需要在訂閱者Watcher在初始化時觸發相對應的get函數來執行添加訂閱者的操作即可．那么怎么觸發對應的get函數呢？我們只需要獲取對應的屬性值，就可以通過Object.defineProperty( )觸發對應的get了．
在這里需要注意一個細節，我們只需要在訂閱者初始化時才執行添加訂閱者，所以我們需要一個判斷，在Dep.target上緩存一下訂閱者，添加成功后去除就行了，代碼如下：
function Watcher(vm,exp,cb) {
this.vm = vm; //指向SelfVue的作用域
this.exp = exp; //綁定屬性的key值
this.cb = cb; //閉包
this.value = this.get();
}
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]; // 強制執行監聽器里的get函數
Dep.target = null; // 釋放自己
return value;
}
}
這個時候我們需要對監聽器Observer中的defineReactive()做稍微的調整：
function defineReactive(data,key,val) {
observe(val);
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);
}
return val;
},
set: function(newVal) {
if (val === newVal) {
return;
}
val = newVal;
console.log('屬性' + key + '已經被監聽了，現在值為：“' + newVal.toString() + '”');
dep.notify(); // 如果數據變化，通知所有訂閱者
}
});
}
到目前為止，一個簡易版的Watcher已經成型了，我們只需要將訂閱者Watcher和監聽器Observer關聯起來，就可以實現一個簡單的雙向綁定．因為這里還沒有設計指令解析器，所以對於模板數據我們都進行寫死處理，假設模板上有一個節點元素，且id為＇name＇,並且雙向綁定的綁定變量也是'name'，且是通過兩個大雙括號包起來（暫時沒有什么用處），模板代碼如下：
<body>
<h1 id="name">{{name}}</h1>
</body>
我們需要定義一個SelfVue類，來實現observer和watcher的關聯，代碼如下：
//將Observer和Watcher關聯起來
function SelfVue(data,el,exp) {
this.data = data;
observe(data);
el.innerHTML = this.data[exp];
new Watcher(this,exp,function(value) {
el.innerHTML = value;
});
return this;
}
然后在頁面上new一個SelfVue，就可以實現雙向綁定了：
<body>
<h1 id="name"{{name}}></h1>
</body>
<script src="../js/observer.js"></script>
<script src="../js/Watcher.js"></script>
<script src="../js/SelfVue.js"></script>
<script>
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.name = 'byebye world';
},2000);
</script>
這時我們打開頁面，顯示的是'hello world',２s后變成了'byebye world',一個簡單的雙向綁定實現了．
對比vue,我們發現了有一個問題，我們在為屬性賦值的時候形式是： ' selfVue.data.name = 'byebye world' ',而我們理想的形式是：' selfVue.name = 'byebye world' '，那么怎么實現這種形式呢，只需要在new SelfVue時做一個代理處理，讓訪問SelfVue的屬性代理為訪問selfVue.data的屬性，原理還是使用Object.defineProperty( )對屬性在包裝一層．代碼如下：
function SelfVue(data,el,exp) {
var self = this;
this.data = data;
//Object.keys() 方法會返回一個由一個給定對象的自身可枚舉屬性組成的數組
Object.keys(data).forEach(function(key) {
self.proxyKeys(key); //綁定代理屬性
});
observe(data);
el.innerHTML = this.data[exp]; // 初始化模板數據的值
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;
}
});
}
}
這樣我們就可以用理想的形式改變模板數據了．
３．實現指令解析器Compile
再上面的雙向綁定demo中，我們發現整個過程都沒有解析dom節點，而是固定某個節點進行替換數據，所以接下來我們要實現一個解析器Compile來解析和綁定工作，分析解析器的作用，實現步驟如下：
1.解析模板指令，並替換模板數據，初始化視圖 2.將模板指令對應的節點綁定對應的更新函數，初始化相應的訂閱器
為了解析模板，首先要獲得dom元素，然后對含有dom元素上含有指令的節點進行處理，這個過程對dom元素的操作比較繁瑣，所以我們可以先建一個fragment片段，將需要解析的dom元素存到fragment片段中在做處理：
nodeToFragment:function(el) {
var fragment = document.createDocumentFragment(); //createdocumentfragment()方法創建了一虛擬的節點對象，節點對象包含所有屬性和方法。
var child = el.firstChild;
while(child) {
// 將Dom元素移入fragment中
fragment.appendChild(child);
child = el.firstChild;
}
return fragment;
}
接下來需要遍歷所有節點，對含有指令的節點進行特殊的處理，這里我們先處理最簡單的情況，只對帶有 '{{變量}}' 這種形式的指令進行處理，代碼如下：
//遍歷各個節點,對含有相關指定的節點進行特殊處理
compileElement:function(el) {
var childNodes = el.childNodes; //childNodes屬性返回節點的子節點集合，以 NodeList 對象。
var self = this;
//slice() 方法可從已有的數組中返回選定的元素。
[].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
var text = node.textContent; //textContent 屬性設置或返回指定節點的文本內容
if(self.isTextNode(node) && reg.test(text)) { //判斷是否符合{{}}的指令
//exec() 方法用於檢索字符串中的正則表達式的匹配。
//返回一個數組，其中存放匹配的結果。如果未找到匹配，則返回值為 null。
self.compileText(node,reg.exec(text)[1]);
}
if(node.childNodes && node.childNodes.length) {
self.compileElement(node); //繼續遞歸遍歷子節點
}
});
},
compileText:function(node,exp) {
var self = this;
var initText = this.vm[exp];
this.updateText(node,initText); // 將初始化的數據初始化到視圖中
new Watcher(this.vm,exp,function(value) {
self.updateText(node,value);
});
},
updateText:function(node,value) {
node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '': value;
},
獲取到最外層節點后，調用compileElement函數，對所有子節點進行判斷，如果節點是文本節點且匹配{{}}這種形式指令的節點就開始進行編譯處理，編譯處理首先需要初始化視圖數據，對應上面所說的步驟1，接下去需要生成一個並綁定更新函數的訂閱器，對應上面所說的步驟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與監聽器Observer和訂閱者Watcher關聯起來，我們需要再修改一下類SelfVue函數：
function SelfVue(options) {
var self = this;
this.vm = this;
this.data = options.data;
Object.keys(this.data).forEach(function(key) {
self.proxyKeys(key); //綁定代理屬性
});
observe(options.data);
new Compile(options.el,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行雙向綁定了，可以隨便命名各種變量進行雙向綁定了：
<body>
<div id="app">
<h1>{{title}}</h1>
<h2>{{name}}</h2>
<h3>{{content}}</h3>
</div>
</body>
<script src="../js/observer2.js"></script>
<script src="../js/Watcher1.js"></script>
<script src="../js/compile1.js"></script>
<script src="../js/index3.js"></script>
<script>
var selfVue = new SelfVue({
el:'#app',
data:{
title:'aaa',
name:'bbb',
content:'ccc'
}
});
window.setTimeout(function() {
selfVue.title = 'ddd';
selfVue.name = 'eee';
selfVue.content = 'fff'
},2000);
</script>
到這里，一個數據雙向綁定功能已經基本完成了，接下去就是需要完善更多指令的解析編譯，在哪里進行更多指令的處理呢？答案很明顯，只要在上文說的compileElement函數加上對其他指令節點進行判斷，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，對於這些節點我們使用函數compile進行解析處理：
compile:function(node) {
var nodeAttrs = node.attributes; //attributes 屬性返回指定節點的屬性集合，即 NamedNodeMap。
var self = this;
//Array.prototype屬性表示Array構造函數的原型，並允許為所有Array對象添加新的屬性和方法。
//Array.prototype本身就是一個Array
Array.prototype.forEach.call(nodeAttrs,function(attr) {
var attrName = attr.name; //添加事件的方法名和前綴:v-on:click="onClick" ,則attrName = 'v-on:click' id="app" attrname= 'id'
if(self.isDirective(attrName)) {
var exp = attr.value; //添加事件的方法名和前綴:v-on:click="onClick" ,exp = 'onClick'
//substring() 方法用於提取字符串中介於兩個指定下標之間的字符。返回值為一個新的字符串
//dir = 'on:click'
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函數是掛載Compile原型上的，它首先遍歷所有節點屬性，然后再判斷屬性是否是指令屬性，如果是的話再區分是哪種指令，再進行相應的處理.
最后我們再次改造一下SelfVue，是它的格式看上去更像vue:
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(options.data);
new Compile(options.el,this);
options.mounted.call(this);
}
測試一下：
<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/observer3.js"></script>
<script src="../js/Watcher1.js"></script>
<script src="../js/compile2.js"></script>
<script src="../js/index4.js"></script>
<script>
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);
}
});
</script>
效果如下：
到目前為止，我們簡易版的demo已經成功了，通過上面這個例子，我們可以更加深刻的理解vue的一些機制，比如雙向綁定，聲明式渲染等．