Vue2 MVVM 双向绑定(数据劫持+发布者-订阅者模式)

浅浅的花香味﹌ 2021-09-02 10:49 258阅读 0赞

参考文献：[https://www.cnblogs.com/libin-1/p/6893712.html][https_www.cnblogs.com_libin-1_p_6893712.html]

https://juejin.im/post/5b2f0769e51d45589f46949e

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MVVM拆开来即为Model-View-ViewModel，有View，ViewModel，Model三部分组成。View层代表的是视图、模版，负责将数据模型转化为UI展现出来。Model层代表的是模型、数据，可以在Model层中定义数据修改和操作的业务逻辑。ViewModel层连接Model和View。

在MVVM的架构下，View层和Model层并没有直接联系，而是通过ViewModel层进行交互。ViewModel层通过双向数据绑定将View层和Model层连接了起来，使得View层和Model层的同步工作完全是自动的。因此开发者只需关注业务逻辑，无需手动操作DOM，复杂的数据状态维护交给MVVM统一来管理。在Vue.js中MVVM的体现：

![da52a30d736d0bb8382e757822e3a203.png][]  
**对象数据劫持**

vue.js 是采用**数据劫持**结合**发布者-订阅者模式**的方式实现MVVM的。**vue2.x**通过`Object.defineProperty()`来劫持各个属性的`setter, ``getter`，在数据变动时发布消息给订阅者，触发相应的监听回调，对视图进行更新。

通过Object.defineProperty( )对属性设置一个set函数，当数据改变了就会来触发这个函数，所以我们只要将一些需要更新的方法放在这里面，就可以实现data更新view了。

# **实现过程** #

我们已经知道实现数据的双向绑定，首先要对**数据进行劫持监听**，需要设置一个**监听器Observer，用来监听所有属性**。如果属性发上变化了，就需要告诉订阅者Watcher看是否需要更新。因为订阅者是有很多个，所以我们需要有一个**消息订阅器Dep**来专门收集这些订阅者，然后在监听器（发布者）Observer和订阅者Watcher之间进行统一管理的。接着，我们还需要有一个指令解析器Compile，对每个节点元素进行扫描和解析，view初始化，为watcher**绑定相应的更新函数**，此时当订阅者Watcher接收到相应属性的变化，就会执行对应的更新函数，从而更新视图。因此接下去我们执行以下3个步骤，实现数据的双向绑定：

![08915d1072b226fb6ed987bc9c2c7690.png][]

1.实现一个监听器Observer，用来劫持并监听所有属性，如果有变动的，就通知订阅者。

2.实现一个订阅者Watcher，可以收到属性的变化通知并执行相应的更新函数，从而更新视图。

3.实现一个解析器Compile，可以扫描和解析每个节点的相关指令，并初始化模板数据以及初始化相应的订阅器。

## **1.实现一个Observer** ##

**1.1 对象劫持**

Observer是一个数据监听器，其实现核心方法就是前文所说的Object.defineProperty( )。如果要对所有属性都进行监听的话，那么可以通过递归方法遍历所有属性值，并对其进行Object.defineProperty( )处理。

var library = {
        book1: {
            name: ''
        },
        book2: ''
    };
    observe(library);
    library.book1.name = 'vue权威指南'; // 属性name已经被监听了，现在值为：“vue权威指南”
    library.book2 = '没有此书籍';  // 属性book2已经被监听了，现在值为：“没有此书籍”

**1.2 数组劫持**

const oldProtoMethods = Array.prototype
    const proto = Object.create(oldProtoMethods)
    
    function defineReactive(obj,key,value){
      observer(value) // 有可能对象类型是多层，递归劫持
      Object.defineProperty(obj,key,{
        get(){
          // 在get 方法中收集依赖
          return value
        },
        set(newVal){
          if(newVal !== value){
            observer(value)
            update() // 在set方法中触发更新
          }
        }
      })
    }
    ['push','pop','shift','unshift'].forEach(method=>{
      Object.defineProperty(proto, method,{
        get(){
          return oldProtoMethods[method]
        }
      })
    })
    function observer(target){
      if(typeof target !== 'object'){
        return target
      }
      // 如果不是对象数据类型直接返回即可
      if(Array.isArray(target)){
        Object.setPrototypeOf(target, proto)
        // 给数组中的每一项进行observr
        for(let i = 0 ; i < target.length; i++){
          observer(target[i])
        }
        return
      }
      // 重新定义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，更改数组会触发视图更新
    obj.hobby.push('转转')
    // 更改数组中的对象也会触发视图更新
    obj.hobby[0].name = 'new-name'

Object.defineProperty缺点：

*  无法监听数组的变化
 *  需要深度遍历，浪费内存

思路分析中，需要创建一个可以容纳订阅者的消息订阅器Dep，订阅器Dep主要负责收集订阅者，然后再属性变化的时候执行对应订阅者的更新函数。所以显然订阅器需要有一个容器，将上面的Observer稍微改造下，植入消息订阅器：

从代码上看，我们将订阅器Dep添加一个订阅者设计在getter里面，这是为了让Watcher初始化进行触发，因此需要判断是否要添加订阅者，至于具体设计方案，下文会详细说明的。在setter函数里面，如果数据变化，就会去通知所有订阅者，订阅者们就会去执行对应的更新的函数。到此为止，一个比较完整Observer已经实现了，接下来我们开始设计Watcher。

## **2.实现Watcher** ##

订阅者Watcher在初始化的时候需要将自己添加进订阅器Dep中，那该如何添加呢？我们已经知道监听器Observer是在get函数执行了添加订阅者Wather的操作的，所以我们只要在订阅者Watcher初始化的时候触发对应的get函数去执行添加订阅者操作即可，那要如何触发get的函数，再简单不过了，只要获取对应的属性值就可以触发了，核心原因就是因为我们使用了Object.defineProperty( )进行数据监听。这里还有一个细节点需要处理，我们只要在订阅者Watcher初始化的时候才需要添加订阅者，所以需要做一个判断操作，因此可以在订阅器上做一下手脚：在Dep.target上缓存下订阅者，添加成功后再将其去掉就可以了。订阅者Watcher的实现如下：

这时候，我们需要对监听器Observer也做个稍微调整，主要是对应Watcher类原型上的get函数。需要调整地方在于defineReactive函数：

到此为止，简单版的Watcher设计完毕，这时候我们只要将Observer和Watcher关联起来，就可以实现一个简单的双向绑定数据了。因为这里没有还没有设计解析器Compile，所以对于模板数据我们都进行写死处理，假设模板上又一个节点，且id号为'name'，并且双向绑定的绑定的变量也为'name'，且是通过两个大双括号包起来（这里只是为了掩饰，暂时没什么用处），模板如下

这时候我们需要将Observer和Watcher关联起来

function SelfVue (data, el, exp) {
        this.data = data;
        observe(data);
        el.innerHTML = this.data[exp];  // 初始化模板数据的值
        new Watcher(this, exp, function (value) {
            el.innerHTML = value;
        });
        return this;
    }

然后在页面上new以下SelfVue类，就可以实现数据的双向绑定了

<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值改变了');
            selfVue.data.name = 'canfoo';
        }, 2000);
     
    </script>

这时候打开页面，可以看到页面刚开始显示了是'hello world'，过了2s后就变成'canfoo'了。到这里，总算大功告成一半了，但是还有一个细节问题，我们在赋值的时候是这样的形式 '  selfVue.data.name = 'canfoo'  ' 而我们理想的形式是'  selfVue.name = 'canfoo'  '为了实现这样的形式，我们需要在new SelfVue的时候做一个代理处理，让访问selfVue的属性代理为访问selfVue.data的属性，实现原理还是使用Object.defineProperty( )对属性值再包一层：

这下我们就可以直接通过'  selfVue.name = 'canfoo'  '的形式来进行改变模板数据了。如果想要迫切看到现象的童鞋赶快来[获取代码！][Link 1]

## **3.实现Compile** ##

虽然上面已经实现了一个双向数据绑定的例子，但是整个过程都没有去解析dom节点，而是直接固定某个节点进行替换数据的，所以接下来需要实现一个解析器Compile来做解析和绑定工作。解析器Compile实现步骤：

1.解析模板指令，并替换模板数据，初始化视图

2.将模板指令对应的节点绑定对应的更新函数，初始化相应的订阅器

为了解析模板，首先需要获取到dom元素，然后对含有dom元素上含有指令的节点进行处理，因此这个环节需要对dom操作比较频繁，所有可以先建一个fragment片段，将需要解析的dom节点存入fragment片段里再进行处理：

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

接下来需要遍历各个节点，对含有相关指定的节点进行特殊处理，这里咱们先处理最简单的情况，只对带有 '\{ \{变量\}\}' 这种形式的指令进行处理，先简道难嘛，后面再考虑更多指令情况：

获取到最外层节点后，调用compileElement函数，对所有子节点进行判断，如果节点是文本节点且匹配\{ \{\}\}这种形式指令的节点就开始进行编译处理，编译处理首先需要初始化视图数据，对应上面所说的步骤1，接下去需要生成一个并绑定更新函数的订阅器，对应上面所说的步骤2。这样就完成指令的解析、初始化、编译三个过程，一个解析器Compile也就可以正常的工作了。为了将解析器Compile与监听器Observer和订阅者Watcher关联起来，我们需要再修改一下类SelfVue函数：

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;
    }

更改后，我们就不要像之前通过传入固定的元素值进行双向绑定了，可以随便命名各种变量进行双向绑定了：

<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>

如上代码，在页面上可观察到，刚开始titile和name分别被初始化为 'hello world' 和空，2s后title被替换成 '你好' 3s后name被替换成 'canfoo' 了

到这里，一个数据双向绑定功能已经基本完成了，接下去就是需要完善更多指令的解析编译，在哪里进行更多指令的处理呢？答案很明显，只要在上文说的compileElement函数加上对其他指令节点进行判断，然后遍历其所有属性，看是否有匹配的指令的属性，如果有的话，就对其进行解析编译。这里我们再添加一个v-model指令和事件指令的解析编译，对于这些节点我们使用函数compile进行解析处理：

上面的compile函数是挂载Compile原型上的，它首先遍历所有节点属性，然后再判断属性是否是指令属性，如果是的话再区分是哪种指令，再进行相应的处理，处理方法相对来说比较简单。

最后我们在稍微改造下类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); // 所有事情处理好后执行mounted函数
    }

这时候我们可以来真正测试了，在页面上设置如下东西：

<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>

[https_www.cnblogs.com_libin-1_p_6893712.html]: https://www.cnblogs.com/libin-1/p/6893712.html
[f7aecedceaf970826c7253628edc73dd.png]: /images/20210813/3a23357343fa4d7c977836478a8dd3d8.png
[da52a30d736d0bb8382e757822e3a203.png]: /images/20210813/72d8f0e090134a94b3dd8d0cd81990a1.png
[08915d1072b226fb6ed987bc9c2c7690.png]: /images/20210813/543a2fb2733f4601997220c6a2dee62f.png
[Link 1]: https://github.com/canfoo/self-vue/tree/master/v1