前端MVVM框架解析之雙向綁定

更新時間：2018年01月24日 13:39:29 作者：牧之

這篇文章主要介紹了MVVM 框架解析之雙向綁定,小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

MVVM 框架

近年來前端一個明顯的開發(fā)趨勢就是架構(gòu)從傳統(tǒng)的 MVC 模式向 MVVM 模式遷移。在傳統(tǒng)的 MVC 下，當(dāng)前前端和后端發(fā)生數(shù)據(jù)交互后會刷新整個頁面，從而導(dǎo)致比較差的用戶體驗。因此我們通過 Ajax 的方式和網(wǎng)關(guān) REST API 作通訊，異步的刷新頁面的某個區(qū)塊，來優(yōu)化和提升體驗。

MVVM 框架基本概念

在 MVVM 框架中，View(視圖) 和 Model(數(shù)據(jù)) 是不可以直接通訊的，在它們之間存在著 ViewModel 這個中間介充當(dāng)著觀察者的角色。當(dāng)用戶操作 View(視圖)，ViewModel 感知到變化，然后通知 Model 發(fā)生相應(yīng)改變；反之當(dāng) Model(數(shù)據(jù)) 發(fā)生改變，ViewModel 也能感知到變化，使 View 作出相應(yīng)更新。這個一來一回的過程就是我們所熟知的雙向綁定。

MVVM 框架的應(yīng)用場景

MVVM 框架的好處顯而易見：當(dāng)前端對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的時候，可以通過 Ajax 請求對數(shù)據(jù)持久化，只需改變 dom 里需要改變的那部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容，而不必刷新整個頁面。特別是在移動端，刷新頁面的代價太昂貴。雖然有些資源會被緩存，但是頁面的 dom、css、js 都會被瀏覽器重新解析一遍，因此移動端頁面通常會被做成 SPA 單頁應(yīng)用。由此在這基礎(chǔ)上誕生了很多 MVVM 框架，比如 React.js、Vue.js、Angular.js 等等。

MVVM 框架的簡單實現(xiàn)

模擬 Vue 的雙向綁定流，實現(xiàn)了一個簡單的MVVM 框架，從上圖中可以看出虛線方形中就是之前提到的 ViewModel 中間介層，它充當(dāng)著觀察者的角色。另外可以發(fā)現(xiàn)雙向綁定流中的 View 到 Model 其實是通過 input 的事件監(jiān)聽函數(shù)實現(xiàn)的，如果換成 React(單向綁定流) 的話，它在這一步交給狀態(tài)管理工具(比如 Redux)來實現(xiàn)。另外雙向綁定流中的 Model 到 View 其實各個 MVVM 框架實現(xiàn)的都是大同小異的，都用到的核心方法是 Object.defineProperty()，通過這個方法可以進(jìn)行數(shù)據(jù)劫持，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時可以捕捉到相應(yīng)變化，從而進(jìn)行后續(xù)的處理。

Mvvm(入口文件) 的實現(xiàn)

一般會這樣調(diào)用 Mvvm 框架

const vm = new Mvvm({
      el: '#app',
      data: {
       title: 'mvvm title',
       name: 'mvvm name'
      },
     })

但是這樣子的話，如果要得到 title 屬性就要形如 vm.data.title 這樣取得，為了讓 vm.title 就能獲得 title 屬性，從而在 Mvvm 的 prototype 上加上一個代理方法，代碼如下：

function Mvvm (options) {
 this.data = options.data
 const self = this
 Object.keys(this.data).forEach(key =>
  self.proxyKeys(key)
 )
}
Mvvm.prototype = {
 proxyKeys: function(key) {
  const self = this
  Object.defineProperty(this, key, {
   get: function () { // 這里的 get 和 set 實現(xiàn)了 vm.data.title 和 vm.title 的值同步
    return self.data[key]
   },
   set: function (newValue) {
    self.data[key] = newValue
   }
  })
 }
}

實現(xiàn)了代理方法后，就步入主流程的實現(xiàn)

function Mvvm (options) {
 this.data = options.data
 // ...
 observe(this.data)
 new Compile(options.el, this)
}

observer(觀察者) 的實現(xiàn)

observer 的職責(zé)是監(jiān)聽 Model(JS 對象) 的變化，最核心的部分就是用到了 Object.defineProperty() 的 get 和 set 方法，當(dāng)要獲取 Model(JS 對象) 的值時，會自動調(diào)用 get 方法；當(dāng)改動了 Model(JS 對象) 的值時，會自動調(diào)用 set 方法；從而實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的劫持，代碼如下所示。

let data = {
 number: 0
}
observe(data)
data.number = 1 // 值發(fā)生變化
function observe(data) {
 if (!data || typeof(data) !== 'object') {
  return
 }
 const self = this
 Object.keys(data).forEach(key =>
  self.defineReactive(data, key, data[key])
 )
}
function defineReactive(data, key, value) {
 observe(value) // 遍歷嵌套對象
 Object.defineProperty(data, key, {
  get: function() {
   return value
  },
  set: function(newValue) {
   if (value !== newValue) {
    console.log('值發(fā)生變化', 'newValue:' + newValue + ' ' + 'oldValue:' + value)
    value = newValue
   }
  }
 })
}

運行代碼，可以看到控制臺輸出值發(fā)生變化 newValue:1 oldValue:0，至此就完成了 observer 的邏輯。

Dep(訂閱者數(shù)組) 和 watcher(訂閱者) 的關(guān)系

觀測到變化后，我們總要通知給特定的人群，讓他們做出相應(yīng)的處理吧。為了更方便地理解，我們可以把訂閱當(dāng)成是訂閱了一個微信公眾號，當(dāng)微信公眾號的內(nèi)容有更新時，那么它會把內(nèi)容推送(update) 到訂閱了它的人。

那么訂閱了同個微信公眾號的人有成千上萬個，那么首先想到的就是要 new Array() 去存放這些人(html 節(jié)點)吧。于是就有了如下代碼：

// observer.js
function Dep() {
 this.subs = [] // 存放訂閱者
}
Dep.prototype = {
 addSub: function(sub) { // 添加訂閱者
  this.subs.push(sub)
 },
 notify: function() { // 通知訂閱者更新
  this.subs.forEach(function(sub) {
   sub.update()
  })
 }
}
function observe(data) {...}
function defineReactive(data, key, value) {
 var dep = new Dep()
 observe(value) // 遍歷嵌套對象
 Object.defineProperty(data, key, {
  get: function() {
   if (Dep.target) { // 往訂閱器添加訂閱者
    dep.addSub(Dep.target)
   }
   return value
  },
  set: function(newValue) {
   if (value !== newValue) {
    console.log('值發(fā)生變化', 'newValue:' + newValue + ' ' + 'oldValue:' + value)
    value = newValue
    dep.notify()
   }
  }
 })
}

初看代碼也比較順暢了，但可能會卡在 Dep.target 和 sub.update，由此自然而然地將目光移向 watcher，

// watcher.js
function Watcher(vm, exp, cb) {
 this.vm = vm
 this.exp = exp
 this.cb = cb
 this.value = this.get()
}
Watcher.prototype = {
 update: function() {
  this.run()
 },
 run: function() {
  // ...
  if (value !== oldVal) {
   this.cb.call(this.vm, value) // 觸發(fā) compile 中的回調(diào)
  }
 },
 get: function() {
  Dep.target = this // 緩存自己
  const value = this.vm.data[this.exp] // 強(qiáng)制執(zhí)行監(jiān)聽器里的 get 函數(shù)
  Dep.target = null // 釋放自己
  return value
 }
}

從代碼中可以看到當(dāng)構(gòu)造 Watcher 實例時，會調(diào)用 get() 方法，接著重點關(guān)注 const value = this.vm.data[this.exp] 這句，前面說了當(dāng)要獲取 Model(JS 對象) 的值時，會自動調(diào)用 Object.defineProperty 的 get 方法，也就是當(dāng)執(zhí)行完這句的時候，Dep.target 的值傳進(jìn)了 observer.js 中的 Object.defineProperty 的 get 方法中。同時也一目了然地在 Watcher.prototype 中發(fā)現(xiàn)了 update 方法，其作用即觸發(fā) compile 中綁定的回調(diào)來更新界面。至此解釋了 Observer 中 Dep.target 和 sub.update 的由來。

來歸納下 Watcher 的作用，其充當(dāng)了 observer 和 compile 的橋梁。

1 在自身實例化的過程中，往訂閱器(dep) 中添加自己

2 當(dāng) model 發(fā)生變動，dep.notify() 通知時，其能調(diào)用自身的 update 函數(shù)，并觸發(fā) compile 綁定的回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)視圖更新

最后再來看下生成 Watcher 實例的 compile.js 文件。

compile(編譯) 的實現(xiàn)

首先遍歷解析的過程有多次操作 dom 節(jié)點，為提高性能和效率，會先將跟節(jié)點 el 轉(zhuǎn)換成 fragment(文檔碎片) 進(jìn)行解析編譯，解析完成，再將 fragment 添加回原來的真實 dom 節(jié)點中。代碼如下：

function Compile(el, vm) {
 this.vm = vm
 this.el = document.querySelector(el)
 this.fragment = null
 this.init()
}
Compile.prototype = {
 init: function() {
  if (this.el) {
   this.fragment = this.nodeToFragment(this.el) // 將節(jié)點轉(zhuǎn)為 fragment 文檔碎片
   this.compileElement(this.fragment) // 對 fragment 進(jìn)行編譯解析
   this.el.appendChild(this.fragment)
  }
 },
 nodeToFragment: function(el) {
  const fragment = document.createDocumentFragment()
  let child = el.firstChild // △ 第一個 firstChild 是 text
  while(child) {
   fragment.appendChild(child)
   child = el.firstChild
  }
  return fragment
 },
 compileElement: function(el) {...},
}

這個簡單的 mvvm 框架在對 fragment 編譯解析的過程中對 {{}} 文本元素、v-on:click 事件指令、v-model 指令三種類型進(jìn)行了相應(yīng)的處理。

Compile.prototype = {
 init: function() {
  if (this.el) {
   this.fragment = this.nodeToFragment(this.el) // 將節(jié)點轉(zhuǎn)為 fragment 文檔碎片
   this.compileElement(this.fragment) // 對 fragment 進(jìn)行編譯解析
   this.el.appendChild(this.fragment)
  }
 },
 nodeToFragment: function(el) {...},
 compileElement: function(el) {...},
 compileText: function (node, exp) { // 對文本類型進(jìn)行處理，將 {{abc}} 替換掉
  const self = this
  const initText = this.vm[exp]
  this.updateText(node, initText) // 初始化
  new Watcher(this.vm, exp, function(value) { // 實例化訂閱者
   self.updateText(node, value)
  })
 },
 compileEvent: function (node, vm, exp, dir) { // 對事件指令進(jìn)行處理
  const eventType = dir.split(':')[1]
  const cb = vm.methods && vm.methods[exp]
  if (eventType && cb) {
   node.addEventListener(eventType, cb.bind(vm), false)
  }
 },
 compileModel: function (node, vm, exp) { // 對 v-model 進(jìn)行處理
  let val = vm[exp]
  const self = this
  this.modelUpdater(node, val)
  node.addEventListener('input', function (e) {
   const newValue = e.target.value
   self.vm[exp] = newValue // 實現(xiàn) view 到 model 的綁定
  })
 },
}

在上述代碼的 compileTest 函數(shù)中看到了期盼已久的 Watcher 實例化，對 Watcher 作用模糊的朋友可以往上回顧下 Watcher 的作用。另外在 compileModel 函數(shù)中看到了本文最開始提到的雙向綁定流中的 View 到 Model 是借助 input 監(jiān)聽事件變化實現(xiàn)的。

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本文記錄了些閱讀 mvvm 框架源碼關(guān)于雙向綁定的心得，并動手實踐了一個簡版的 mvvm 框架，不足之處在所難免，歡迎指正。

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