vue MVVM雙向綁定實例詳解(數據劫持+發佈者-訂閱者模式)

Posted on 2022-03-03 by WalkonNet

MVVM拆開來即為Model-View-ViewModel，有View，ViewModel，Model三部分組成。View層代表的是視圖、模版，負責將數據模型轉化為UI展現出來。Model層代表的是模型、數據，可以在Model層中定義數據修改和操作的業務邏輯。ViewModel層連接Model和View。

在MVVM的架構下，View層和Model層並沒有直接聯系，而是通過ViewModel層進行交互。ViewModel層通過雙向數據綁定將View層和Model層連接瞭起來，使得View層和Model層的同步工作完全是自動的。因此開發者隻需關註業務邏輯，無需手動操作DOM，復雜的數據狀態維護交給MVVM統一來管理。在Vue.js中MVVM的體現：

對象數據劫持

vue.js 是采用數據劫持結合發佈者-訂閱者模式的方式實現MVVM的。vue2.x通過Object.defineProperty()來劫持各個屬性的setter, getter，在數據變動時發佈消息給訂閱者，觸發相應的監聽回調，對視圖進行更新。

通過Object.defineProperty( )對屬性設置一個set函數，當數據改變瞭就會來觸發這個函數，所以我們隻要將一些需要更新的方法放在這裡面，就可以實現data更新view瞭。

實現過程

我們已經知道實現數據的雙向綁定，首先要對數據進行劫持監聽，需要設置一個監聽器Observer，用來監聽所有屬性。如果屬性發上變化瞭，就需要告訴訂閱者Watcher看是否需要更新。因為訂閱者是有很多個，所以我們需要有一個消息訂閱器Dep來專門收集這些訂閱者，然後在監聽器（發佈者）Observer和訂閱者Watcher之間進行統一管理的。接著，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，view初始化，為watcher綁定相應的更新函數，此時當訂閱者Watcher接收到相應屬性的變化，就會執行對應的更新函數，從而更新視圖。因此接下去我們執行以下3個步驟，實現數據的雙向綁定：

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更新函數，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，並初始化模板數據以及初始化相應的訂閱器。

1.實現一個Observer

1.1 對象劫持

Observer是一個數據監聽器，其實現核心方法就是前文所說的Object.defineProperty( )。如果要對所有屬性都進行監聽的話，那麼可以通過遞歸方法遍歷所有屬性值，並對其進行Object.defineProperty( )處理。

function defineReactive(data, key, val) {
    observe(val); // 對象有可能有多級，遞歸劫持
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經被監聽瞭，現在值為：“' + newVal.toString() + '”');
        }
    });
}
 // 對象劫持
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已經被監聽瞭，現在值為：“vue權威指南”
library.book2 = '沒有此書籍';  // 屬性book2已經被監聽瞭，現在值為：“沒有此書籍”

1.2 數組劫持

const oldProtoMethods = Array.prototype
const proto = Object.create(oldProtoMethods)

function defineReactive(obj,key,value){
  observer(value) // 有可能對象類型是多層，遞歸劫持
  Object.defineProperty(obj,key,{
    get(){
      // 在get 方法中收集依賴
      return value
    },
    set(newVal){
      if(newVal !== value){
        observer(value)
        update() // 在set方法中觸發更新
      }
    }
  })
}
['push','pop','shift','unshift'].forEach(method=>{
  Object.defineProperty(proto, method,{
    get(){
      return oldProtoMethods[method]
    }
  })
})
function observer(target){
  if(typeof target !== 'object'){
    return target
  }
  // 如果不是對象數據類型直接返回即可
  if(Array.isArray(target)){
    Object.setPrototypeOf(target, proto)
    // 給數組中的每一項進行observr
    for(let i = 0 ; i < target.length; i++){
      observer(target[i])
    }
    return
  }
  // 重新定義key
  for(let key in target){
    defineReactive(target, key, target[key])
  }
}
let obj = {hobby:[{name:'zhuanzhuan'}]}
observer(obj)
// 使用['push','pop','shift','unshift'] 方法，更改數組會觸發視圖更新
obj.hobby.push('轉轉')
// 更改數組中的對象也會觸發視圖更新
obj.hobby[0].name = 'new-name'

Object.defineProperty缺點：

無法監聽數組的變化
需要深度遍歷，浪費內存

思路分析中，需要創建一個可以容納訂閱者的消息訂閱器Dep，訂閱器Dep主要負責收集訂閱者，然後再屬性變化的時候執行對應訂閱者的更新函數。所以顯然訂閱器需要有一個容器，將上面的Observer稍微改造下，植入消息訂閱器：

function defineReactive(data, key, val) {
    observe(val); // 遞歸遍歷所有子屬性
    var dep = new Dep(); 
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            if (是否需要添加訂閱者) {
                dep.addSub(watcher); // 在這裡添加一個訂閱者
            }
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            if (val === newVal) {
                return;
            }
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經被監聽瞭，現在值為：“' + newVal.toString() + '”');
            dep.notify(); // 如果數據變化，通知所有訂閱者
        }
    });
}
 
function Dep () {
    this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
    addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },
    notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();
        });
    }
};

從代碼上看，我們將訂閱器Dep添加一個訂閱者設計在getter裡面，這是為瞭讓Watcher初始化進行觸發，因此需要判斷是否要添加訂閱者，至於具體設計方案，下文會詳細說明的。在setter函數裡面，如果數據變化，就會去通知所有訂閱者，訂閱者們就會去執行對應的更新的函數。到此為止，一個比較完整Observer已經實現瞭，接下來我們開始設計Watcher。

2.實現Watcher

訂閱者Watcher在初始化的時候需要將自己添加進訂閱器Dep中，那該如何添加呢？我們已經知道監聽器Observer是在get函數執行瞭添加訂閱者Wather的操作的，所以我們隻要在訂閱者Watcher初始化的時候觸發對應的get函數去執行添加訂閱者操作即可，那要如何觸發get的函數，再簡單不過瞭，隻要獲取對應的屬性值就可以觸發瞭，核心原因就是因為我們使用瞭Object.defineProperty( )進行數據監聽。這裡還有一個細節點需要處理，我們隻要在訂閱者Watcher初始化的時候才需要添加訂閱者，所以需要做一個判斷操作，因此可以在訂閱器上做一下手腳：在Dep.target上緩存下訂閱者，添加成功後再將其去掉就可以瞭。訂閱者Watcher的實現如下：

function Watcher(vm, exp, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.exp = exp;
    this.value = this.get();  // 將自己添加到訂閱器的操作
}
 
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]  // 強制執行監聽器裡的get函數
        Dep.target = null;  // 釋放自己
        return value;
    }
};

這時候，我們需要對監聽器Observer也做個稍微調整，主要是對應Watcher類原型上的get函數。需要調整地方在於defineReactive函數：

function defineReactive(data, key, val) {
    observe(val); // 遞歸遍歷所有子屬性
    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); // 在這裡添加一個訂閱者
            }
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            if (val === newVal) {
                return;
            }
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經被監聽瞭，現在值為：“' + newVal.toString() + '”');
            dep.notify(); // 如果數據變化，通知所有訂閱者
        }
    });
}
Dep.target = null;

到此為止，簡單版的Watcher設計完畢，這時候我們隻要將Observer和Watcher關聯起來，就可以實現一個簡單的雙向綁定數據瞭。因為這裡沒有還沒有設計解析器Compile，所以對於模板數據我們都進行寫死處理，假設模板上又一個節點，且id號為'name'，並且雙向綁定的綁定的變量也為'name'，且是通過兩個大雙括號包起來（這裡隻是為瞭掩飾，暫時沒什麼用處），模板如下

<body>
    <h1 id="name">{{name}}</h1>
</body>

這時候我們需要將Observer和Watcher關聯起來

function SelfVue (data, el, exp) {
    this.data = data;
    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;
}

然後在頁面上new以下SelfVue類，就可以實現數據的雙向綁定瞭

<body>
    <h1 id="name">{{name}}</h1>
</body>
<script src="js/observer.js"></script>
<script src="js/watcher.js"></script>
<script src="js/index.js"></script>
<script type="text/javascript">
    var ele = document.querySelector('#name');
    var selfVue = new SelfVue({
        name: 'hello world'
    }, ele, 'name');
 
    window.setTimeout(function () {
        console.log('name值改變瞭');
        selfVue.data.name = 'canfoo';
    }, 2000);
 
</script>

這時候打開頁面，可以看到頁面剛開始顯示瞭是'hello world'，過瞭2s後就變成'canfoo'瞭。到這裡，總算大功告成一半瞭，但是還有一個細節問題，我們在賦值的時候是這樣的形式 ' selfVue.data.name = 'canfoo' ' 而我們理想的形式是' selfVue.name = 'canfoo' '為瞭實現這樣的形式，我們需要在new SelfVue的時候做一個代理處理，讓訪問selfVue的屬性代理為訪問selfVue.data的屬性，實現原理還是使用Object.defineProperty( )對屬性值再包一層：

function SelfVue (data, el, exp) {
    var self = this;
    this.data = data;
 
    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;
            }
        });
    }
}

這下我們就可以直接通過' selfVue.name = 'canfoo' '的形式來進行改變模板數據瞭。如果想要迫切看到現象的童鞋趕快來獲取代碼！

3.實現Compile

雖然上面已經實現瞭一個雙向數據綁定的例子，但是整個過程都沒有去解析dom節點，而是直接固定某個節點進行替換數據的，所以接下來需要實現一個解析器Compile來做解析和綁定工作。解析器Compile實現步驟：

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

為瞭解析模板，首先需要獲取到dom元素，然後對含有dom元素上含有指令的節點進行處理，因此這個環節需要對dom操作比較頻繁，所有可以先建一個fragment片段，將需要解析的dom節點存入fragment片段裡再進行處理：

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

接下來需要遍歷各個節點，對含有相關指定的節點進行特殊處理，這裡咱們先處理最簡單的情況，隻對帶有 '{{變量}}' 這種形式的指令進行處理，先簡道難嘛，後面再考慮更多指令情況：

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)) {  // 判斷是否是符合這種形式{{}}的指令
            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
        }
    });
},
function compileText (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) {  // 生成訂閱器並綁定更新函數
        self.updateText(node, value);
    });
},
function (node, value) {
    node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
}

獲取到最外層節點後，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瞭。為瞭將解析器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;
 
    Object.keys(this.data).forEach(function(key) {
        self.proxyKeys(key);
    });
 
    observe(this.data);
    new Compile(options, this.vm);
    return this;
}

更改後，我們就不要像之前通過傳入固定的元素值進行雙向綁定瞭，可以隨便命名各種變量進行雙向綁定瞭：

<body>
    <div id="app">
        <h2>{{title}}</h2>
        <h1>{{name}}</h1>
    </div>
</body>
<script src="js/observer.js"></script>
<script src="js/watcher.js"></script>
<script src="js/compile.js"></script>
<script src="js/index.js"></script>
<script type="text/javascript">
 
    var selfVue = new SelfVue({
        el: '#app',
        data: {
            title: 'hello world',
            name: ''
        }
    });
 
    window.setTimeout(function () {
        selfVue.title = '你好';
    }, 2000);
 
    window.setTimeout(function () {
        selfVue.name = 'canfoo';
    }, 2500);
 
</script>

如上代碼，在頁面上可觀察到，剛開始titile和name分別被初始化為 'hello world' 和空，2s後title被替換成 '你好' 3s後name被替換成 'canfoo' 瞭

到這裡，一個數據雙向綁定功能已經基本完成瞭，接下去就是需要完善更多指令的解析編譯，在哪裡進行更多指令的處理呢？答案很明顯，隻要在上文說的compileElement函數加上對其他指令節點進行判斷，然後遍歷其所有屬性，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。這裡我們再添加一個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：

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函數是掛載Compile原型上的，它首先遍歷所有節點屬性，然後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，處理方法相對來說比較簡單。

最後我們在稍微改造下類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); // 所有事情處理好後執行mounted函數
}

這時候我們可以來真正測試瞭，在頁面上設置如下東西：

<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/observer.js"></script>
<script src="js/watcher.js"></script>
<script src="js/compile.js"></script>
<script src="js/index.js"></script>
<script type="text/javascript">
 
     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>

總結

到此這篇關於vue MVVM雙向綁定實例的文章就介紹到這瞭,更多相關vue MVVM雙向綁定內容請搜索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！

vue MVVM雙向綁定實例詳解(數據劫持+發佈者-訂閱者模式)

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實現過程

1.實現一個Observer

2.實現Watcher

3.實現Compile

總結

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