本文能幫你做什么？
1、了解vue的雙向數(shù)據(jù)綁定原理以及核心代碼模塊
2、緩解好奇心的同時(shí)了解如何實(shí)現(xiàn)雙向綁定
為了便于說(shuō)明原理與實(shí)現(xiàn)，本文相關(guān)代碼主要摘自vue源碼, 并進(jìn)行了簡(jiǎn)化改造，相對(duì)較簡(jiǎn)陋，并未考慮到數(shù)組的處理、數(shù)據(jù)的循環(huán)依賴等，也難免存在一些問(wèn)題，歡迎大家指正。不過(guò)這些并不會(huì)影響大家的閱讀和理解，相信看完本文后對(duì)大家在閱讀vue源碼的時(shí)候會(huì)更有幫助<
本文所有相關(guān)代碼均在github上面可找到 https://github.com/DMQ/mvvm
相信大家對(duì)mvvm雙向綁定應(yīng)該都不陌生了，一言不合上代碼，下面先看一個(gè)本文最終實(shí)現(xiàn)的效果吧，和vue一樣的語(yǔ)法。

<div id="mvvm-app">
 <input type="text" v-model="word">
 <p>{{word}}</p>
 <button v-on:click="sayHi">change model</button>
</div>

<script src="./js/observer.js"></script>
<script src="./js/watcher.js"></script>
<script src="./js/compile.js"></script>
<script src="./js/mvvm.js"></script>
<script>
 var vm = new MVVM({
  el: '#mvvm-app',
  data: {
   word: 'Hello World!'
  },
  methods: {
   sayHi: function() {
    this.word = 'Hi, everybody!';
   }
  }
 });
</script>

效果：

幾種實(shí)現(xiàn)雙向綁定的做法

目前幾種主流的mvc(vm)框架都實(shí)現(xiàn)了單向數(shù)據(jù)綁定，而我所理解的雙向數(shù)據(jù)綁定無(wú)非就是在單向綁定的基礎(chǔ)上給可輸入元素（input、textare等）添加了change(input)事件，來(lái)動(dòng)態(tài)修改model和 view，并沒(méi)有多高深。所以無(wú)需太過(guò)介懷是實(shí)現(xiàn)的單向或雙向綁定。

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)綁定的做法有大致如下幾種：

發(fā)布者-訂閱者模式（backbone.js）

臟值檢查（angular.js）

數(shù)據(jù)劫持（vue.js）

發(fā)布者-訂閱者模式: 一般通過(guò)sub, pub的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和視圖的綁定監(jiān)聽(tīng)，更新數(shù)據(jù)方式通常做法是 vm.set('property', value) ，這里有篇文章講的比較詳細(xì)，有興趣可點(diǎn)這里

這種方式現(xiàn)在畢竟太low了，我們更希望通過(guò) vm.property = value 這種方式更新數(shù)據(jù)，同時(shí)自動(dòng)更新視圖，于是有了下面兩種方式

臟值檢查: angular.js 是通過(guò)臟值檢測(cè)的方式比對(duì)數(shù)據(jù)是否有變更，來(lái)決定是否更新視圖，最簡(jiǎn)單的方式就是通過(guò) setInterval() 定時(shí)輪詢檢測(cè)數(shù)據(jù)變動(dòng)，當(dāng)然Google不會(huì)這么low，angular只有在指定的事件觸發(fā)時(shí)進(jìn)入臟值檢測(cè)，大致如下：

• DOM事件，譬如用戶輸入文本，點(diǎn)擊按鈕等。( ng-click )
• XHR響應(yīng)事件 ( $http )
• 瀏覽器Location變更事件 ( $location )
• Timer事件( $timeout , $interval )
• 執(zhí)行 $digest() 或 $apply()

數(shù)據(jù)劫持: vue.js 則是采用數(shù)據(jù)劫持結(jié)合發(fā)布者-訂閱者模式的方式，通過(guò)Object.defineProperty()來(lái)劫持各個(gè)屬性的setter，getter，在數(shù)據(jù)變動(dòng)時(shí)發(fā)布消息給訂閱者，觸發(fā)相應(yīng)的監(jiān)聽(tīng)回調(diào)。

思路整理

已經(jīng)了解到vue是通過(guò)數(shù)據(jù)劫持的方式來(lái)做數(shù)據(jù)綁定的，其中最核心的方法便是通過(guò)Object.defineProperty()來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)屬性的劫持，達(dá)到監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)變動(dòng)的目的，無(wú)疑這個(gè)方法是本文中最重要、最基礎(chǔ)的內(nèi)容之一，如果不熟悉defineProperty，猛戳這里
整理了一下，要實(shí)現(xiàn)mvvm的雙向綁定，就必須要實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：
1、實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)器Observer，能夠?qū)?shù)據(jù)對(duì)象的所有屬性進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，如有變動(dòng)可拿到最新值并通知訂閱者
2、實(shí)現(xiàn)一個(gè)指令解析器Compile，對(duì)每個(gè)元素節(jié)點(diǎn)的指令進(jìn)行掃描和解析，根據(jù)指令模板替換數(shù)據(jù)，以及綁定相應(yīng)的更新函數(shù)
3、實(shí)現(xiàn)一個(gè)Watcher，作為連接Observer和Compile的橋梁，能夠訂閱并收到每個(gè)屬性變動(dòng)的通知，執(zhí)行指令綁定的相應(yīng)回調(diào)函數(shù)，從而更新視圖
4、mvvm入口函數(shù)，整合以上三者

上述流程如圖所示：

1、實(shí)現(xiàn)Observer
ok, 思路已經(jīng)整理完畢，也已經(jīng)比較明確相關(guān)邏輯和模塊功能了，let's do it
我們知道可以利用Obeject.defineProperty()來(lái)監(jiān)聽(tīng)屬性變動(dòng)
那么將需要observe的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行遞歸遍歷，包括子屬性對(duì)象的屬性，都加上 setter和getter
這樣的話，給這個(gè)對(duì)象的某個(gè)值賦值，就會(huì)觸發(fā)setter，那么就能監(jiān)聽(tīng)到了數(shù)據(jù)變化。。相關(guān)代碼可以是這樣：

var data = {name: 'kindeng'};
observe(data);
data.name = 'dmq'; // 哈哈哈，監(jiān)聽(tīng)到值變化了 kindeng --> dmq

function observe(data) {
 if (!data || typeof data !== 'object') {
  return;
 }
 // 取出所有屬性遍歷
 Object.keys(data).forEach(function(key) {
  defineReactive(data, key, data[key]);
 });
};

function defineReactive(data, key, val) {
 observe(val); // 監(jiān)聽(tīng)子屬性
 Object.defineProperty(data, key, {
  enumerable: true, // 可枚舉
  configurable: false, // 不能再define
  get: function() {
   return val;
  },
  set: function(newVal) {
   console.log('哈哈哈，監(jiān)聽(tīng)到值變化了 ', val, ' --> ', newVal);
   val = newVal;
  }
 });
}

這樣我們已經(jīng)可以監(jiān)聽(tīng)每個(gè)數(shù)據(jù)的變化了，那么監(jiān)聽(tīng)到變化之后就是怎么通知訂閱者了，所以接下來(lái)我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)消息訂閱器，很簡(jiǎn)單，維護(hù)一個(gè)數(shù)組，用來(lái)收集訂閱者，數(shù)據(jù)變動(dòng)觸發(fā)notify，再調(diào)用訂閱者的update方法，代碼改善之后是這樣：

// ... 省略
function defineReactive(data, key, val) {
 var dep = new Dep();
 observe(val); // 監(jiān)聽(tīng)子屬性

 Object.defineProperty(data, key, {
  // ... 省略
  set: function(newVal) {
   if (val === newVal) return;
   console.log('哈哈哈，監(jiān)聽(tīng)到值變化了 ', val, ' --> ', newVal);
   val = newVal;
   dep.notify(); // 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();
  });
 }
};

那么問(wèn)題來(lái)了，誰(shuí)是訂閱者？怎么往訂閱器添加訂閱者？
沒(méi)錯(cuò)，上面的思路整理中我們已經(jīng)明確訂閱者應(yīng)該是Watcher, 而且var dep = new Dep();是在 defineReactive方法內(nèi)部定義的，所以想通過(guò)dep添加訂閱者，就必須要在閉包內(nèi)操作，所以我們可以在 getter里面動(dòng)手腳：

// Observer.js
// ...省略
Object.defineProperty(data, key, {
 get: function() {
  // 由于需要在閉包內(nèi)添加watcher，所以通過(guò)Dep定義一個(gè)全局target屬性，暫存watcher, 添加完移除
  Dep.target && dep.addDep(Dep.target);
  return val;
 }
 // ... 省略
});

// Watcher.js
Watcher.prototype = {
 get: function(key) {
  Dep.target = this;
  this.value = data[key]; // 這里會(huì)觸發(fā)屬性的getter，從而添加訂閱者
  Dep.target = null;
 }
}

這里已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)Observer了，已經(jīng)具備了監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)變化通知訂閱者的功能，完整代碼。那么接下來(lái)就是實(shí)現(xiàn)Compile了

2、實(shí)現(xiàn)Compile
compile主要做的事情是解析模板指令，將模板中的變量替換成數(shù)據(jù)，然后初始化渲染頁(yè)面視圖，并將每個(gè)指令對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)綁定更新函數(shù)，添加監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)的訂閱者，一旦數(shù)據(jù)有變動(dòng)，收到通知，更新視圖，如圖所示：

因?yàn)楸闅v解析的過(guò)程有多次操作dom節(jié)點(diǎn)，為提高性能和效率，會(huì)先將跟節(jié)點(diǎn)el轉(zhuǎn)換成文檔碎片fragment進(jìn)行解析編譯操作，解析完成，再將fragment添加回原來(lái)的真實(shí)dom節(jié)點(diǎn)中

function Compile(el) {
 this.$el = this.isElementNode(el) ? el : document.querySelector(el);
 if (this.$el) {
  this.$fragment = this.node2Fragment(this.$el);
  this.init();
  this.$el.appendChild(this.$fragment);
 }
}
Compile.prototype = {
 init: function() { this.compileElement(this.$fragment); },
 node2Fragment: function(el) {
  var fragment = document.createDocumentFragment(), child;
  // 將原生節(jié)點(diǎn)拷貝到fragment
  while (child = el.firstChild) {
   fragment.appendChild(child);
  }
  return fragment;
 }
};

compileElement方法將遍歷所有節(jié)點(diǎn)及其子節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行掃描解析編譯，調(diào)用對(duì)應(yīng)的指令渲染函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)渲染，并調(diào)用對(duì)應(yīng)的指令更新函數(shù)進(jìn)行綁定，詳看代碼及注釋說(shuō)明：

Compile.prototype = {
 // ... 省略
 compileElement: function(el) {
  var childNodes = el.childNodes, me = this;
  [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
   var text = node.textContent;
   var reg = /\{\{(.*)\}\}/; // 表達(dá)式文本
   // 按元素節(jié)點(diǎn)方式編譯
   if (me.isElementNode(node)) {
    me.compile(node);
   } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {
    me.compileText(node, RegExp.$1);
   }
   // 遍歷編譯子節(jié)點(diǎn)
   if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
    me.compileElement(node);
   }
  });
 },

 compile: function(node) {
  var nodeAttrs = node.attributes, me = this;
  [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {
   // 規(guī)定：指令以 v-xxx 命名
   // 如 <span v-text="content"></span> 中指令為 v-text
   var attrName = attr.name; // v-text
   if (me.isDirective(attrName)) {
    var exp = attr.value; // content
    var dir = attrName.substring(2); // text
    if (me.isEventDirective(dir)) {
     // 事件指令, 如 v-on:click
     compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);
    } else {
     // 普通指令
     compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);
    }
   }
  });
 }
};

// 指令處理集合
var compileUtil = {
 text: function(node, vm, exp) {
  this.bind(node, vm, exp, 'text');
 },
 // ...省略
 bind: function(node, vm, exp, dir) {
  var updaterFn = updater[dir + 'Updater'];
  // 第一次初始化視圖
  updaterFn && updaterFn(node, vm[exp]);
  // 實(shí)例化訂閱者，此操作會(huì)在對(duì)應(yīng)的屬性消息訂閱器中添加了該訂閱者watcher
  new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {
   // 一旦屬性值有變化，會(huì)收到通知執(zhí)行此更新函數(shù)，更新視圖
   updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
  });
 }
};

// 更新函數(shù)
var updater = {
 textUpdater: function(node, value) {
  node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
 }
 // ...省略
};

這里通過(guò)遞歸遍歷保證了每個(gè)節(jié)點(diǎn)及子節(jié)點(diǎn)都會(huì)解析編譯到，包括了{(lán){}}表達(dá)式聲明的文本節(jié)點(diǎn)。指令的聲明規(guī)定是通過(guò)特定前綴的節(jié)點(diǎn)屬性來(lái)標(biāo)記，如<span v-text="content" other-attr中v-text便是指令，而other-attr不是指令，只是普通的屬性。
監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)、綁定更新函數(shù)的處理是在compileUtil.bind()這個(gè)方法中，通過(guò)new Watcher()添加回調(diào)來(lái)接收數(shù)據(jù)變化的通知

至此，一個(gè)簡(jiǎn)單的Compile就完成了，完整代碼。接下來(lái)要看看Watcher這個(gè)訂閱者的具體實(shí)現(xiàn)了

3、實(shí)現(xiàn)Watcher
Watcher訂閱者作為Observer和Compile之間通信的橋梁，主要做的事情是:
1、在自身實(shí)例化時(shí)往屬性訂閱器(dep)里面添加自己
2、自身必須有一個(gè)update()方法
3、待屬性變動(dòng)dep.notice()通知時(shí)，能調(diào)用自身的update()方法，并觸發(fā)Compile中綁定的回調(diào)，則功成身退。
如果有點(diǎn)亂，可以回顧下前面的思路整理

function Watcher(vm, exp, cb) {
 this.cb = cb;
 this.vm = vm;
 this.exp = exp;
 // 此處為了觸發(fā)屬性的getter，從而在dep添加自己，結(jié)合Observer更易理解
 this.value = this.get(); 
}
Watcher.prototype = {
 update: function() {
  this.run(); // 屬性值變化收到通知
 },
 run: function() {
  var value = this.get(); // 取到最新值
  var oldVal = this.value;
  if (value !== oldVal) {
   this.value = value;
   this.cb.call(this.vm, value, oldVal); // 執(zhí)行Compile中綁定的回調(diào)，更新視圖
  }
 },
 get: function() {
  Dep.target = this; // 將當(dāng)前訂閱者指向自己
  var value = this.vm[exp]; // 觸發(fā)getter，添加自己到屬性訂閱器中
  Dep.target = null; // 添加完畢，重置
  return value;
 }
};
// 這里再次列出Observer和Dep，方便理解
Object.defineProperty(data, key, {
 get: function() {
  // 由于需要在閉包內(nèi)添加watcher，所以可以在Dep定義一個(gè)全局target屬性，暫存watcher, 添加完移除
  Dep.target && dep.addDep(Dep.target);
  return val;
 }
 // ... 省略
});
Dep.prototype = {
 notify: function() {
  this.subs.forEach(function(sub) {
   sub.update(); // 調(diào)用訂閱者的update方法，通知變化
  });
 }
};

實(shí)例化Watcher的時(shí)候，調(diào)用get()方法，通過(guò)Dep.target = watcherInstance標(biāo)記訂閱者是當(dāng)前watcher實(shí)例，強(qiáng)行觸發(fā)屬性定義的getter方法，getter方法執(zhí)行的時(shí)候，就會(huì)在屬性的訂閱器dep添加當(dāng)前watcher實(shí)例，從而在屬性值有變化的時(shí)候，watcherInstance就能收到更新通知。

ok, Watcher也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，完整代碼。
基本上vue中數(shù)據(jù)綁定相關(guān)比較核心的幾個(gè)模塊也是這幾個(gè)，猛戳這里 , 在src 目錄可找到vue源碼。

最后來(lái)講講MVVM入口文件的相關(guān)邏輯和實(shí)現(xiàn)吧，相對(duì)就比較簡(jiǎn)單了~

4、實(shí)現(xiàn)MVVM
MVVM作為數(shù)據(jù)綁定的入口，整合Observer、Compile和Watcher三者，通過(guò)Observer來(lái)監(jiān)聽(tīng)自己的model數(shù)據(jù)變化，通過(guò)Compile來(lái)解析編譯模板指令，最終利用Watcher搭起Observer和Compile之間的通信橋梁，達(dá)到數(shù)據(jù)變化 -> 視圖更新；視圖交互變化(input) -> 數(shù)據(jù)model變更的雙向綁定效果。

一個(gè)簡(jiǎn)單的MVVM構(gòu)造器是這樣子：

function MVVM(options) {
 this.$options = options;
 var data = this._data = this.$options.data;
 observe(data, this);
 this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
}

但是這里有個(gè)問(wèn)題，從代碼中可看出監(jiān)聽(tīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象是options.data，每次需要更新視圖，則必須通過(guò)var vm = new MVVM({data:{name: 'kindeng'}}); vm._data.name = 'dmq'; 這樣的方式來(lái)改變數(shù)據(jù)。

顯然不符合我們一開(kāi)始的期望，我們所期望的調(diào)用方式應(yīng)該是這樣的：
var vm = new MVVM({data: {name: 'kindeng'}}); vm.name = 'dmq';

所以這里需要給MVVM實(shí)例添加一個(gè)屬性代理的方法，使訪問(wèn)vm的屬性代理為訪問(wèn)vm._data的屬性，改造后的代碼如下：

function MVVM(options) {
 this.$options = options;
 var data = this._data = this.$options.data, me = this;
 // 屬性代理，實(shí)現(xiàn) vm.xxx -> vm._data.xxx
 Object.keys(data).forEach(function(key) {
  me._proxy(key);
 });
 observe(data, this);
 this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
}

MVVM.prototype = {
 _proxy: function(key) {
  var me = this;
  Object.defineProperty(me, key, {
   configurable: false,
   enumerable: true,
   get: function proxyGetter() {
    return me._data[key];
   },
   set: function proxySetter(newVal) {
    me._data[key] = newVal;
   }
  });
 }
};

這里主要還是利用了Object.defineProperty()這個(gè)方法來(lái)劫持了vm實(shí)例對(duì)象的屬性的讀寫(xiě)權(quán)，使讀寫(xiě)vm實(shí)例的屬性轉(zhuǎn)成讀寫(xiě)了vm._data的屬性值，達(dá)到魚(yú)目混珠的效果，哈哈

至此，全部模塊和功能已經(jīng)完成了，如本文開(kāi)頭所承諾的兩點(diǎn)。一個(gè)簡(jiǎn)單的MVVM模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，其思想和原理大部分來(lái)自經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化改造的vue源碼，猛戳這里可以看到本文的所有相關(guān)代碼。
由于本文內(nèi)容偏實(shí)踐，所以代碼量較多，且不宜列出大篇幅代碼，所以建議想深入了解的童鞋可以再次結(jié)合本文源代碼來(lái)進(jìn)行閱讀，這樣會(huì)更加容易理解和掌握。

總結(jié)
本文主要圍繞“幾種實(shí)現(xiàn)雙向綁定的做法”、“實(shí)現(xiàn)Observer”、“實(shí)現(xiàn)Compile”、“實(shí)現(xiàn)Watcher”、“實(shí)現(xiàn)MVVM”這幾個(gè)模塊來(lái)闡述了雙向綁定的原理和實(shí)現(xiàn)。并根據(jù)思路流程漸進(jìn)梳理講解了一些細(xì)節(jié)思路和比較關(guān)鍵的內(nèi)容點(diǎn)，以及通過(guò)展示部分關(guān)鍵代碼講述了怎樣一步步實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙向綁定MVVM。文中肯定會(huì)有一些不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎己湾e(cuò)誤，歡迎大家指正，有興趣歡迎一起探討和改進(jìn)~

最后，感謝您的閱讀！

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