手動實現vue2.0的雙向數據綁定原理詳解

Posted on by

一句話概括：數據劫持（Object.defineProperty）+發佈訂閱模式

雙向數據綁定有三大核心模塊（dep 、observer、watcher）,它們之間是怎麼連接的，下面來一一介紹。

為瞭大傢更好的理解雙向數據綁定原理以及它們之間是如何實現關聯的，先帶領大傢復習一下發佈訂閱模式。

一.首先瞭解什麼是發佈訂閱模式

直接上代碼：

一個簡單的發佈訂閱模式，幫助大傢更好的理解雙向數據綁定原理

//發佈訂閱模式
function Dep() {
  this.subs = []//收集依賴（也就是手機watcher實例），
}
Dep.prototype.addSub = function (sub) { //添加訂閱者
  this.subs.push(sub); //實際上添加的是watcher這個實例
}
Dep.prototype.notify = function (sub) { //發佈，這個方法的作用是遍歷數組，讓每個訂閱者的update方法去執行
  this.subs.forEach((sub) => sub.update())
}

function Watcher(fn) {
  this.fn = fn;
}
Watcher.prototype.update = function () { //添加一個update屬性讓每一個實例都可以繼承這個方法
  this.fn();
}
let watcher = new Watcher(function () {
  alert(1)
});//訂閱
let dep = new Dep();
dep.addSub(watcher);//添加依賴，添加訂閱者
dep.notify();//發佈，讓每個訂閱者的update方法執行

二.new Vue()的時候做瞭什麼？

隻是針對雙向數據綁定做說明

<template>
   <div id="app">
    <div>obj.text的值:{{obj.text}}</div>
    <p>word的值:{{word}}</p>
    <input type="text" v-model="word">
  </div>
</template>
<script>
  new Vue({
    el: "#app",
    data: {
      obj: {
        text: "向上",
      },
      word: "學習"
    },
    methods:{
    // ...
    }
  })
</script>

Vue構造函數都幹什麼瞭？

function Vue(options = {}) {
  this.$options = options;//接收參數
  var data = this._data = this.$options.data;
  observer(data);//對data中的數據進型循環遞歸綁定
  for (let key in data) {
    let val = data[key];
    observer(val);
    Object.defineProperty(this, key, {
      enumerable: true,
      get() {
        return this._data[key];
      },
      set(newVal) {
        this._data[key] = newVal;
      }
    })
  }
  new Compile(options.el, this)
};

在new Vue({…})構造函數時，首先獲取參數options,然後把參數中的data數據賦值給當前實例的_data屬性上（this._data = this.$options.data），重點來瞭，那下面的遍歷是為什麼呢？首先我們在操作數據的時候是this.word獲取，而不是this._data.word,所以是做瞭一個映射，在獲取數據的時候this.word，其實是獲取的this._data.word的值,大傢可以在自己項目中輸出this查看一下

1.接下來看看observer方法幹瞭什麼

function observer(data) {
  if (typeof data !== "object") return;
  return new Observer(data);//返回一個實例
}
function Observer(data) {
  let dep = new Dep();//創建一個dep實例
  for (let key in data) {//對數據進行循環遞歸綁定
    let val = data[key];
    observer(val);
    Object.defineProperty(data, key, {
      enumerable: true,
      get() {
        Dep.target && dep.depend(Dep.target);//Dep.target就是Watcher的一個實例
        return val;
      },
      set(newVal) {
        if (newVal === val) {
          return;
        }
        val = newVal;
        observer(newVal);
        dep.notify() //讓所有方法執行
      }
    })
  }
}

Observer構造函數，首先let dep=new Dep(),作為之後的觸發數據劫持的get方法和set方法時，去收集依賴和發佈時調用，主要的操作就是通過Object.defineProperty對data數據進行循環遞歸綁定，使用getter/setter修改其默認讀寫，用於收集依賴和發佈更新。

2.再來看看Compile具體幹瞭那些事情

function Compile(el, vm) {
  vm.$el = document.querySelector(el);
  let fragment = document.createDocumentFragment(); //創建文檔碎片，是object類型
  while (child = vm.$el.firstChild) {
    fragment.appendChild(child);
  };//用while循環把所有節點都添加到文檔碎片中，之後都是對文檔碎片的操作，最後再把文檔碎片添加到頁面中,這裡有一個很重要的特性是，如果使用appendChid方法將原dom樹中的節點添加到fragment中時，會刪除原來的節點。
  replace(fragment);

  function replace(fragment) {
    Array.from(fragment.childNodes).forEach((node) => {//循環所有的節點
      let text = node.textContent;
      let reg = /\{\{(.*)\}\}/;
      if (node.nodeType === 3 && reg.test(text)) {//判斷當前節點是不是文本節點且符不符合{{obj.text}}的輸出方式，如果滿足條件說明它是雙向的數據綁定，要添加訂閱者（watcher）
        console.log(RegExp.$1); //obj.text
        let arr = RegExp.$1.split("."); //轉換成數組的方式[obj,text]，方便取值
        let val = vm;
        arr.forEach((key) => { //實現取值this.obj.text
          val = val[key];
        });
        new Watcher(vm, RegExp.$1, function (newVal) {
          node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, newVal)
        });
        node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, val); //對節點內容進行初始化的賦值
      }
      if (node.nodeType === 1) { //說明是元素節點
        let nodeAttrs = node.attributes;
        Array.from(nodeAttrs).forEach((item) => {
          if (item.name.indexOf("v-") >= 0) {//判斷是不是v-model這種指令
            node.value = vm[item.value]//對節點賦值操作
          }
          //添加訂閱者
          new Watcher(vm, item.value, function (newVal) {
            node.value = vm[item.value]
          });
          node.addEventListener("input", function (e) {
            let newVal = e.target.value;
            vm[item.value] = newVal;
          })
        })
      }
      if (node.childNodes) { //這個節點裡還有子元素，再遞歸
        replace(node);
      }
    })
  }

  //這是頁面中的文檔已經沒有瞭，所以還要把文檔碎片放到頁面中
  vm.$el.appendChild(fragment);

}

Compile（編譯方法）

首先解釋一下DocuemntFragment（文檔碎片）它是一個dom節點收容器，當你創造瞭多個節點，當每個節點都插入到文檔當中都會引發一次回流，也就是說瀏覽器要回流多次，十分耗性能，而使用文檔碎片就是把多個節點都先放入到一個容器中，最後再把整個容器直接插入就可以瞭，瀏覽器隻回流瞭1次。

Compile方法首先遍歷文檔碎片的所有節點，1.判斷是否是文本節點且符不符合{{obj.text}}的雙大括號的輸出方式，如果滿足條件說明它是雙向的數據綁定，要添加訂閱者（watcher），new Watcher(vm，動態綁定的變量，回調函數fn) 2.判斷是否是元素節點且屬性中是否含有v-model這種指令，如果滿足條件說明它是雙向的數據綁定，要添加訂閱者（watcher），new Watcher(vm，動態綁定的變量，回調函數fn) ，直至遍歷完成。

最後別忘瞭把文檔碎片放到頁面中

3.Dep構造函數（怎麼收集依賴的）

var uid=0;
//發佈訂閱
function Dep() {
  this.id=uid++;
  this.subs = [];
}
Dep.prototype.addSub = function (sub) { //訂閱
  this.subs.push(sub); //實際上添加的是watcher這個實例
}
Dep.prototype.depend = function () { // 訂閱管理器
  if(Dep.target){//隻有Dep.target存在時采取添加
    Dep.target.addDep(this);
  }
}
Dep.prototype.notify = function (sub) { //發佈，遍歷數組讓每個訂閱者的update方法去執行
  this.subs.forEach((sub) => sub.update())
}

Dep構造函數內部有一個id和一個subs，id=uid++ ,id用於作為dep對象的唯一標識，subs就是保存watcher的數組。depend方法就是一個訂閱的管理器，會調用當前watcher的addDep方法添加訂閱者，當觸發數據劫持（Object.defineProperty）的get方法時會調用Dep.target && dep.depend(Dep.target)添加訂閱者,當數據改變時觸發數據劫持（Object.defineProperty）的set方法時會調用dep.notify方法更新操作。

4.Watcher構造函數幹瞭什麼

function Watcher(vm, exp, fn) {
  this.fn = fn;
  this.vm = vm;
  this.exp = exp //
  this.newDeps = [];
  this.depIds = new Set();
  this.newDepIds = new Set();
  Dep.target = this; //this是指向當前（Watcher）的一個實例
  let val = vm;
  let arr = exp.split(".");
  arr.forEach((k) => { //取值this.obj.text
    val = val[k] //取值this.obj.text,就會觸發數據劫持的get方法,把當前的訂閱者（watcher實例）添加到依賴中
  });
  Dep.target = null;
}
Watcher.prototype.addDep = function (dep) {
  var id=dep.id;
  if(!this.newDepIds.has(id)){
    this.newDepIds.add(id);
    this.newDeps.push(dep);
    if(!this.depIds.has(id)){
      dep.addSub(this);
    }
  }
 
}
Watcher.prototype.update = function () { //這就是每個綁定的方法都添加一個update屬性
  let val = this.vm;
  let arr = this.exp.split(".");
  arr.forEach((k) => { 
    val = val[k] //取值this.obj.text，傳給fn更新操作
  });
  this.fn(val); //傳一個新值
}

Watcher構造函數幹瞭什麼

1 接收參數，定義瞭幾個私有屬性( this.newDep ,this.depIds
,this.newDepIds)

2. Dep.target = this，通過參數進行data取值操作，這就會觸發Object.defineProperty的get方法，它會通過訂閱者管理器（dep.depend()）添加訂閱者，添加完之後再將Dep.target=null置為空;

3.原型上的addDep是通過id這個唯一標識，和幾個私有屬性的判斷防止訂閱者被多次重復添加

4.update方法就是當數據更新時，dep.notify（）執行，觸發訂閱者的update這個方法， 執行發佈更新操作。

總結一下

vue2.0中雙向數據綁定，簡單來說就是Observer、Watcher、Dep三大部分；

1.首先用Object.defineProperty()循環遞歸實現數據劫持，為每個屬性分配一個訂閱者集合的管理數組dep；

2.在編譯的時候，創建文檔碎片，把所有節點添加到文檔碎片中，遍歷文檔碎片的所有結點，如果是{{}}，v-model這種，new Watcher()實例並向dep的subs數組中添加該實例

3.最後修改值就會觸發Object.defineProperty()的set方法，在set方法中會執行dep.notify（），然後循環調用所有訂閱者的update方法更新視圖。

到此這篇關於手動實現vue2.0的雙向數據綁定原理的文章就介紹到這瞭,更多相關vue2.0雙向數據綁定內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

推薦閱讀：