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、緩解好奇心的同時了解如何實(shí)現(xiàn)雙向綁定
為了便于說明原理與實(shí)現(xiàn)，本文相關(guān)代碼主要摘自vue源碼, 并進(jìn)行了簡化改造，相對較簡陋，并未考慮到數(shù)組的處理、數(shù)據(jù)的循環(huán)依賴等，也難免存在一些問題，歡迎大家指正。不過這些并不會影響大家的閱讀和理解，相信看完本文后對大家在閱讀vue源碼的時候會更有幫助<
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，下面先看一個本文最終實(shí)現(xiàn)的效果吧，和vue一樣的語法，如果還不了解雙向綁定，猛戳Google

<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，來動態(tài)修改model和 view，并沒有多高深。所以無需太過介懷是實(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sub, pub的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和視圖的綁定監(jiān)聽，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 vm.property = value 這種方式更新數(shù)據(jù)，同時自動更新視圖，于是有了下面兩種方式

臟值檢查: angular.js 是通過臟值檢測的方式比對數(shù)據(jù)是否有變更，來決定是否更新視圖，最簡單的方式就是通過 setInterval() 定時輪詢檢測數(shù)據(jù)變動，當(dāng)然Google不會這么low，angular只有在指定的事件觸發(fā)時進(jìn)入臟值檢測，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Object.defineProperty()來劫持各個屬性的setter，getter，在數(shù)據(jù)變動時發(fā)布消息給訂閱者，觸發(fā)相應(yīng)的監(jiān)聽回調(diào)。

思路整理

已經(jīng)了解到vue是通過數(shù)據(jù)劫持的方式來做數(shù)據(jù)綁定的，其中最核心的方法便是通過Object.defineProperty()來實(shí)現(xiàn)對屬性的劫持，達(dá)到監(jiān)聽數(shù)據(jù)變動的目的，無疑這個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)一個數(shù)據(jù)監(jiān)聽器Observer，能夠?qū)?shù)據(jù)對象的所有屬性進(jìn)行監(jiān)聽，如有變動可拿到最新值并通知訂閱者
2、實(shí)現(xiàn)一個指令解析器Compile，對每個元素節(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Watcher，作為連接Observer和Compile的橋梁，能夠訂閱并收到每個屬性變動的通知，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()來監(jiān)聽屬性變動
那么將需要observe的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行遞歸遍歷，包括子屬性對象的屬性，都加上 setter和getter
這樣的話，給這個對象的某個值賦值，就會觸發(fā)setter，那么就能監(jiān)聽到了數(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)聽到值變化了 ', val, ' --> ', newVal);
  val = newVal;
 }
 });
}

這樣我們已經(jīng)可以監(jiān)聽每個數(shù)據(jù)的變化了，那么監(jiān)聽到變化之后就是怎么通知訂閱者了，所以接下來我們需要實(shí)現(xiàn)一個消息訂閱器，很簡單，維護(hù)一個數(shù)組，用來收集訂閱者，數(shù)據(jù)變動觸發(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)聽子屬性

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

那么問題來了，誰是訂閱者？怎么往訂閱器添加訂閱者？
沒錯，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Dep定義一個全局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Observer了，已經(jīng)具備了監(jiān)聽數(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)，然后初始化渲染頁面視圖，并將每個指令對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)綁定更新函數(shù)，添加監(jiān)聽數(shù)據(jù)的訂閱者，一旦數(shù)據(jù)有變動，收到通知，更新視圖，如圖所示：

因?yàn)楸闅v解析的過程有多次操作dom節(jié)點(diǎn)，為提高性能和效率，會先將跟節(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)用對應(yīng)的指令渲染函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)渲染，并調(diào)用對應(yīng)的指令更新函數(shù)進(jìn)行綁定，詳看代碼及注釋說明：

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，此操作會在對應(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
};

這里通過遞歸遍歷保證了每個節(jié)點(diǎn)及子節(jié)點(diǎn)都會解析編譯到，包括了{(lán){}}表達(dá)式聲明的文本節(jié)點(diǎn)。指令的聲明規(guī)定是通過特定前綴的節(jié)點(diǎn)屬性來標(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)聽數(shù)據(jù)、綁定更新函數(shù)的處理是在compileUtil.bind()這個方法中，通過new Watcher()添加回調(diào)來接收數(shù)據(jù)變化的通知

至此，一個簡單的Compile就完成了，完整代碼。接下來要看看Watcher這個訂閱者的具體實(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)例化時往屬性訂閱器(dep)里面添加自己
2、自身必須有一個update()方法
3、待屬性變動dep.notice()通知時，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的時候，調(diào)用get()方法，通過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)行的時候，就會在屬性的訂閱器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)比較核心的幾個模塊也是這幾個，猛戳這里 , 在src 目錄可找到vue源碼。

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

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Observer來監(jiān)聽自己的model數(shù)據(jù)變化，通過Compile來解析編譯模板指令，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。

一個簡單的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)
}

但是這里有個問題，從代碼中可看出監(jiān)聽的數(shù)據(jù)對象是options.data，每次需要更新視圖，則必須通過var vm = new MVVM({data:{name: 'kindeng'}}); vm._data.name = 'dmq'; 這樣的方式來改變數(shù)據(jù)。

顯然不符合我們一開始的期望，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)例添加一個屬性代理的方法，使訪問vm的屬性代理為訪問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()這個方法來劫持了vm實(shí)例對象的屬性的讀寫權(quán)，使讀寫vm實(shí)例的屬性轉(zhuǎn)成讀寫了vm._data的屬性值，達(dá)到魚目混珠的效果，哈哈

至此，全部模塊和功能已經(jīng)完成了，如本文開頭所承諾的兩點(diǎn)。一個簡單的MVVM模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，其思想和原理大部分來自經(jīng)過簡化改造的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)合本文源代碼來進(jìn)行閱讀，這樣會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”這幾個模塊來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)，以及通過展示部分關(guān)鍵代碼講述了怎樣一步步實(shí)現(xiàn)一個雙向綁定MVVM。文中肯定會有一些不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎己湾e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！

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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