研究了一下vue双向绑定的原理,所以简单记录一下,以下例子只是简单实现,还请大家不要吐槽~

之前也了解过vue是通过数据劫持+订阅发布模式来实现MVVM的双向绑定的,但一直没仔细研究,这次深入学习了一下,借此机会分享给大家。

首先先将流程图给大家看一下
双向绑定流程图

参考文章:Vue.js双向绑定的实现原理

我虽然参考的是这篇文章,下面的代码也是在阅读几遍后仿造的,自己只是简单添加了个递归实现所有dom子节点的双向绑定,以及添加了一些理解,但真正让我了然于心,让我可以独立写出2遍完整逻辑的其实是这张图,所以个人认为这张流程图才是最重要的,而我参考的这篇文章的作者也是参考这幅图的原作者的。

原文章:剖析Vue原理&实现双向绑定MVVM

站在阅读和理解MVVM的完整逻辑的话,推荐大家看第一篇,但是第二篇原文章的图文更能说明一些问题

如果大家看了我的解释也能够完全理解的话,那就更好啦啦啦啦啦~哈哈

好,下面我会从2个角度开始讲解,先上单向绑定,再由单向绑定过渡到双向绑定;

首先,先为大家解释一下单向绑定model => view层的逻辑
1、劫持dom结构;
2、创建文档碎片,利用文档碎片重构dom结构;
3、在重构的过程中解析dom结构实现MVVM构造函数实例化后的数据初始化视图数据;
4、利用判断dom一级子元素是否依然有子元素从而进行所有子元素的单向绑定;
5、将文档碎片添加至根节点中.

这就是我总结的关于单向绑定的逻辑了,下面利用代码跟大家解释

//dom结构
<div id="app">
   <input type="text" v-model="msg">
   <p>{{msg}}</p>
   <ul>
     <li>1</li>
     <li>{{msg}}</li>
     <li>{{test}}</li>
   </ul>
</div>

//one-way-binding.js
    //判断每个dom节点是否拥有子节点,若有则返回该节点
    function isChild(node){
        //这里使用childNodes可以读取text文本节点,所以不用children
        if(node.childNodes.length ===0){
            return false;
        }
        else{
            return node;
        }
    }

    //利用文档碎片劫持dom结构及数据,进而进行dom的重构
    function nodeToFragment(node,vm){
        var frag = document.createDocumentFragment();
        var child;
        while(child = node.firstChild){
            //一级dom节点数据绑定
            compile(child,vm);
            //判断每个一级dom节点是否有二级节点,若有则递归处理文档碎片
            if(isChild(child)){
                //递归实现二级dom节点的重构
                nodeToFragment(isChild(child),vm);
            }
            frag.appendChild(child);
        }
        //将文档碎片添加至对应node中,最后为id为app的元素下
        node.appendChild(frag);
    }

    //初始化绑定数据
    function compile(node,vm){
        //node节点为元素节点时
        if(node.nodeType === 1){
            var attr = node.attributes;
            //遍历当前节点的所有属性
            for(var i=0;i<attr.length;i++){
                if(attr[i].nodeName === 'v-model'){
                    //属性名
                    var name = attr[i].nodeValue;
                    //将data下对应属性名的值赋值给当前节点值
                    //这里因为node是input标签所以值为node.value
                    node.value = vm.data[name];
                    //最后标签中的v-model属性也可以功成身退了,删除它
                    node.removeAttribute(attr[i].nodeName);
                }
            }
        }

        //node节点为text文本节点#text时
        if(node.nodeType === 3){
            var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
            if(reg.test(node.nodeValue.trim())){
                //将正则匹配到的{{}}中的字符串赋值给name
                var name = RegExp.$1;
                //利用name对应赋值相应的节点值
                node.nodeValue = vm.data[name];
            }
        }
    }

    //MVVM构造函数,这里我就写成Vue了
    function Vue(options){
        this.id = options.el;
        this.data = options.data;
        //将根节点与实例化后的对象作为参数传入
        nodeToFragment(document.getElementById(this.id),this);
    }
    //实例化
    var vm = new Vue({
        el:'app',
        data:{
            msg:'hello,two-ways-binding',
            test:'test key'
        }
    })

上述就是简单的单向绑定了,整个逻辑实际上非常简单,我再来跟大家说明一下

1、为了令model层的数据可以绑定到view层的dom上,所以我们想了一个办法来替换dom中的一些元素值,而明显一个个替换时不可取的,因为大量的dom操作会降低程序的运行效率,你想想,每次dom操作可都是一次对dom整体的遍历过程~,所以我们觉得采用文档碎片的形式,将dom一次全部劫持,在内存中执行全部数据绑定操作,最后只进行一次dom操作,即添加子节点来解决这个频繁操作dom的问题,你也可以理解为中间的一层存在于内存中的虚拟dom;

2、那么既然如此,我们就要首先劫持所有dom节点,这里我们利用nodeToFragment函数来劫持;

3、在每次劫持对应dom节点的过程中,我们也会相对应的实现对该dom元素的数据绑定,以求在最后直接添加到为根节点的子元素即可,这个过程我们就在nodeToFragment函数中插入了compile函数来初始化绑定,并且添加递归函数实现所有子元素的初始绑定;

4、在compile函数中我们添加的数据又从何而来呢?对,正是因为这点,所以我们建立MVVM的构造函数Vue来实现数据支持,并实现在实例化时就执行nodeToFragment同时重构dom和实现初始化绑定compile;

5、好了,单向绑定就是这么简单,4个函数即可Vue => nodeToFragment => compile => isChild。

完成图如下
单向绑定

好了,再回过来看看整体的流程图,我们已经实现了这一块了
单向绑定

接下来,休息下,大家准备开始流程图后面的双向绑定,ok,还是按照单向绑定的顺序,先跟大家讲明实现逻辑;

1、创建数据监听者observer去监听view层数据的变化;(利用Object.defineProperty劫持所有要用到的数据)

2、当view层数据变化后,通过通知者Dep通知订阅者去实现数据的更新;(通知后,遍历所有用到数据的订阅者更新数据)

3、订阅者watcher接收到view层数据变更后,重新对变化的数据进行赋值,改变model层,从而改变所有view层用到过该数据的地方。(更新数据,并改变view层所有用到该数据的节点值)

上面是实现逻辑,下面将通过具体代码告诉大家每一步的做法,由于双向绑定中订阅者会涉及初始化绑定的过程,所以代码量较多,我会在大更改处用——为大家框出来

    //判断每个dom节点是否拥有子节点,若有则返回该节点
    function isChild(node){
        if(node.childNodes.length ===0){
            return false;
        }
        else{
            return node;
        }
    }

    //利用文档碎片劫持dom结构及数据,进而进行dom的重构
    function nodeToFragment(node,vm){
        var frag = document.createDocumentFragment();
        var child;
        while(child = node.firstChild){
            //一级dom节点数据绑定
            compile(child,vm);
            //判断每个一级dom节点是否有二级节点,若有则递归处理文档碎片
            if(isChild(child)){
                nodeToFragment(isChild(child),vm);
            }
            frag.appendChild(child);
        }
        node.appendChild(frag);
    }

    //初始化绑定数据
    function compile(node,vm){
        //node节点为元素节点时
        if(node.nodeType === 1){
            var attr = node.attributes;
            for(var i=0;i<attr.length;i++){
                if(attr[i].nodeName === 'v-model'){
                    var name = attr[i].nodeValue;
                    //特殊处理input标签
                    //------------------------
                    if(node.nodeName === 'INPUT'){
                        node.addEventListener('keyup',function(e){
                            vm[name] = e.target.value;
                        })
                    }
                    //由于数据已经由data劫持至vm下,所以直接赋值vm[name]即可触发getter访问器
                    node.value = vm[name];
                    //-------------------------
                    node.removeAttribute(attr[i].nodeName);
                }
            }
        }

        //node节点为text文本节点时
        if(node.nodeType === 3){
            var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
            if(reg.test(node.nodeValue.trim())){
                var name = RegExp.$1;
                    //node.nodeValue = vm[name];
                    //----------------------
                    //为每个节点建立订阅者,通过订阅者watcher初始化及更新视图数据
                    new watcher(vm,node,name);
                    //-----------------------
                }
            }
        }
    //----------------------------------------------------------------
    //订阅者(为每个节点的数据建立watcher队列,每次接受更改数据需求后,利用劫持数据执行对应节点的数据更新)
    function watcher(vm,node,name){
        //将每个挂载了数据的dom节点添加到通知者列表,要保证每次创建watcher时只有一个添加目标,否则后续会因为watcher是全局而被覆盖,所以每次要清空目标

        Dep.target = this;
        this.vm = vm;
        this.node = node;
        this.name = name;
        //执行update的时候会调用监听者劫持的getter事件,从而添加到watcher队列,因为update中有访问this.vm[this.name]
        this.update();
        //为保证只有一个全局watcher,添加到队列后,清空全局watcher
        Dep.target = null;
    }

    watcher.prototype = {
        update(){
            this.get();
            //input标签特殊处理化
            if(this.node.nodeName === 'INPUT'){
                this.node.value = this.value;
            }
            else{
                this.node.nodeValue = this.value;
            }
        },
        get(){
            //这里调用了数据劫持的getter
            this.value = this.vm[this.name];
        }
    };

    //通知者(将监听者的更改信息需求发送给订阅者,告诉订阅者哪些数据需要更改)
    function Dep(){
        this.subs = [];
    }

    Dep.prototype = {
        addSub(watcher){
            //添加用到数据的节点进入watcher队列
            this.subs.push(watcher);
        },
        notify(){
            //遍历watcher队列,令相应数据节点重新更新view层数据,model => view
            this.subs.forEach(function(watcher){
                watcher.update();
            })
        }
    };

    //监听者(利用setter监听view => model的数据变化,发出通知更改model数据后再从model => view更新视图所有用到该数据的地方)
    function observer(data,vm){
        //遍历劫持data下所有属性
        Object.keys(data).forEach(function(key){
            defineReactive(vm,key,data[key]);
        })
    }

    function defineReactive(vm,key,val){
        //新建通知者
        var dep = new Dep();
        //灵活利用setter与getter访问器
        Object.defineProperty(vm,key,{
            get(){
                //初始化数据更新时将每个数据的watcher添加至队列栈中
                if(Dep.target) dep.addSub(Dep.target);
                return val;
            },
            set(newVal){
                if(val === newVal) return ;
                //初始化后,文档碎片中的虚拟dom已与model层数据绑定起来了
                val = newVal;
                //同步更新model中data属性下的数据
                vm.data[key] = val;
                //数据有改动时向通知者发送通知
                dep.notify();
            }
        })
    }
    //---------------------------------------------------------------
    function Vue(options){
        this.id = options.el;
        this.data = options.data;
        observer(this.data,this);
        nodeToFragment(document.getElementById(this.id),this);
    }

    var vm = new Vue({
        el:'app',
        data:{
            msg:'hello,two-ways-binding',
            test:'test key'
        }
    })

好的,到这里双向绑定的讲解也就结束了,代码量确实有点多,但是我们看到其实逻辑在你熟悉后并不复杂,特别是参照了上文的流程图后,其实就是:

1、通过observer劫持所有model层数据到vue下,并在劫持时灵活运用getter与setter访问器属性来在虚拟dom初始化数据绑定时,利用此时的get方法绑定初始化数据进入通知者队列,后续初始化完成后,在view层数据发生变化时,利用set方法及时利用通知者发出通知;

2、在dep通知者接收到有一处dom节点数据更改的通知时,遍历watcher队列及告诉watcher订阅者,view层数据有所变动model层已经相应改变,你要重新执行update将model层的数据更新到view层所有用到该数据的地方(比如我们利用input实现的双向绑定就不止一个dom节点内使用了,而是多个,所以必须整体遍历修改)。

3、这是一个model => view => model =>view的过程,真正的逻辑顺序为model => view,view => model,model => view,反复的过程~
贴上结果图
初始未改动view层数据图
未修改view层数据

修改view层数据后图
修改view层数据后

最后大家再看一次流程图,看看整个逻辑是不是跟流程图一模一样,通过流程图就可以回忆起这个逻辑过程,写多2遍就可以记住!

双向绑定流程图

以上只是通过简单实现来告诉大家vue的数据劫持+订阅发布模式这个双向绑定的原理,其中有很多细节上的不足可能未作处理,还请见谅~

说出来你可能不信,利用博客讲解一遍双向绑定原理比我自己重写一遍累太多了吧~~~~

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