vue實現(xiàn)簡單的MVVM框架

更新時間：2018年08月05日 10:57:47 作者：余大彬

這篇文章給大家分享了基于vue實現(xiàn)一個簡單的MVVM框架的相關(guān)內(nèi)容，有需要的朋友們可以參考學(xué)習(xí)下。

不知不覺接觸前端的時間已經(jīng)過去半年了，越來越發(fā)覺對知識的學(xué)習(xí)不應(yīng)該只停留在會用的層面，這在我學(xué)jQuery的一段時間后便有這樣的體會。

雖然jQuery只是一個JS的代碼庫，只要會一些JS的基本操作學(xué)習(xí)一兩天就能很快掌握jQuery的基本語法并熟練使用，但是如果不了解jQUery庫背后的實現(xiàn)原理，相信只要你一段時間不再使用jQuery的話就會把jQuery忘得一干二凈，這也許就是知其然不知其所以然的后果。

最近在學(xué)vue的時候又再一次經(jīng)歷了這樣的困惑，雖然能夠比較熟練的掌握vue的基本使用，也能夠?qū)V*模式、數(shù)據(jù)劫持、雙向數(shù)據(jù)綁定、數(shù)據(jù)代理侃上兩句。但是要是稍微深入一點就有點吃力了。所以這幾天痛下決心研究大量技術(shù)文章（起初嘗試看早期源碼，無奈vue與jQuery不是一個層級的，相比于jQuery，vue是真正意義上的前端框架。只能無奈棄坑轉(zhuǎn)而看技術(shù)博客），對vue也算有了一個管中窺豹的認(rèn)識。最后嘗試實踐一下自己學(xué)到的知識，基于數(shù)據(jù)代理、數(shù)據(jù)劫持、模板解析、雙向綁定實現(xiàn)了一個小型的vue框架。

溫馨提示：文章是按照每個模塊的實現(xiàn)依賴關(guān)系來進行分析的，但是在閱讀的時候可以按照vue的執(zhí)行順序來分析，這樣對初學(xué)者更加的友好。推薦的閱讀順序為：實現(xiàn)VMVM、數(shù)據(jù)代理、實現(xiàn)Observe、實現(xiàn)Complie、實現(xiàn)Watcher。

源碼：https://github.com/yuliangbin/MVVM

功能演示如下所示：

數(shù)據(jù)代理

以下面這個模板為例，要替換的根元素“#mvvm-app”內(nèi)只有一個文本節(jié)點#text，#text的內(nèi)容為{{name}}。我們就以下面這個模板詳細(xì)了解一下VUE框架的大體實現(xiàn)流程。

<body>
 <div id="mvvm-app">
  {{name}}
 </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>
  let vm = new MVVM({
   el: "#mvvm-app",
   data: {
    name: "hello world"
   },  
  })

 </script>
</body>

數(shù)據(jù)代理

1、什么是數(shù)據(jù)代理

在vue里面，我們將數(shù)據(jù)寫在data對象中。但是我們在訪問data里的數(shù)據(jù)時，既可以通過vm.data.name訪問，也可以通過vm.name訪問。這就是數(shù)據(jù)代理：在一個對象中，可以動態(tài)的訪問和設(shè)置另一個對象的屬性。

2、實現(xiàn)原理

我們知道靜態(tài)綁定（如vm.name = vm.data.name）可以一次性的將結(jié)果賦給變量，而使用Object.defineProperty()方法來綁定則可以通過set和get函數(shù)實現(xiàn)賦值的中間過程，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)綁定。具體實現(xiàn)如下：

let obj = {};
let obj1 = {
 name: 'xiaoyu',
 age: 18,
}
//實現(xiàn)origin對象代理target對象
function proxyData(origin,target){
 Object.keys(target).forEach(function(key){
  Object.defineProperty(origin,key,{//定義origin對象的key屬性
   enumerable: false,
   configurable: true,
   get: function getter(){
    return target[key];//origin[key] = target[key];
   },
   set: function setter(newValue){
    target[key] = newValue;
   }
  })
 })
}

vue中的數(shù)據(jù)代理也是通過這種方式來實現(xiàn)的。

function MVVM(options) {
 this.$options = options || {};
 var data = this._data = this.$options.data;
 var _this = this;//當(dāng)前實例vm

 // 數(shù)據(jù)代理
 // 實現(xiàn) vm._data.xxx -> vm.xxx 
 Object.keys(data).forEach(function(key) {
  _this._proxyData(key);
 });
 observe(data, this);
 this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this);

}

MVVM.prototype = {
_proxyData: function(key) {
 var _this = this;
 if (typeof key == 'object' && !(key instanceof Array)){//這里只實現(xiàn)了對對象的監(jiān)聽，沒有實現(xiàn)數(shù)組的
  this._proxyData(key);
 }
 Object.defineProperty(_this, key, {
  configurable: false,
  enumerable: true,
  get: function proxyGetter() {
   return _this._data[key];
  },
  set: function proxySetter(newVal) {
   _this._data[key] = newVal;
  }
 });
},
};

實現(xiàn)Observe

1、雙向數(shù)據(jù)綁定

數(shù)據(jù)變動　　--->　　視圖更新

視圖更新　　--->　　數(shù)據(jù)變動

要想實現(xiàn)當(dāng)數(shù)據(jù)變動時視圖更新，首先要做的就是如何知道數(shù)據(jù)變動了，可以通過Object.defineProperty()函數(shù)監(jiān)聽data對象里的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)變動了就會觸發(fā)set()方法。所以我們需要實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)監(jiān)聽器Observe，來對數(shù)據(jù)對象中的所有屬性進行監(jiān)聽，當(dāng)某一屬性數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，拿到最新的數(shù)據(jù)通知綁定了該屬性的訂閱器，訂閱器再執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)更新回調(diào)函數(shù)，從而實現(xiàn)視圖的刷新。

當(dāng)設(shè)置this.name = 'hello vue'時，就會執(zhí)行set函數(shù)，通知訂閱器里的訂閱者執(zhí)行相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)變動，對應(yīng)視圖更新。

function observe(data){
 if (typeof data != 'object') {
  return ;
 }
 return new Observe(data);
}

function Observe(data){
 this.data = data;
 this.walk(data);
}

Observe.prototype = {
 walk: function(data){
  let _this = this;
  for (key in data) {
   if (data.hasOwnProperty(key)){
    let value = data[key];
    if (typeof value == 'object'){
     observe(value);
    }
    _this.defineReactive(data,key,data[key]);
   }
  }
 },
 defineReactive: function(data,key,value){
  Object.defineProperty(data,key,{
   enumerable: true,//可枚舉
   configurable: false,//不能再define
   get: function(){
    console.log('你訪問了' + key);return value;
   },
   set: function(newValue){
    console.log('你設(shè)置了' + key);
    if (newValue == value) return;
    value = newValue;
    observe(newValue);//監(jiān)聽新設(shè)置的值
   }
  })
 }
}

2、實現(xiàn)一個訂閱器

要想通知訂閱者，首先得要有一個訂閱器（統(tǒng)一管理所有的訂閱者）。為了方便管理，我們會為每一個data對象的屬性都添加一個訂閱器（new Dep）。

訂閱器里存著的是訂閱者Watcher（后面會講到），由于訂閱者可能會有多個，我們需要建立一個數(shù)組來維護。一旦數(shù)據(jù)變化，就會觸發(fā)訂閱器的notify()方法，訂閱者就會調(diào)用自身的update方法實現(xiàn)視圖更新。

function Dep(){
 this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
 addSub: function(sub){this.subs.push(sub);
 },
 notify: function(){
  this.subs.forEach(function(sub) {
   sub.update();
  })
 }
}

每次響應(yīng)屬性的set()函數(shù)調(diào)用的時候，都會觸發(fā)訂閱器，所以代碼補充完整。

Observe.prototype = {
 //省略的代碼未作更改
 defineReactive: function(data,key,value){
  let dep = new Dep();//創(chuàng)建一個訂閱器，會被閉包在key屬性的get/set函數(shù)內(nèi)，因此每個屬性對應(yīng)唯一一個訂閱器dep實例
  Object.defineProperty(data,key,{
   enumerable: true,//可枚舉
   configurable: false,//不能再define
   get: function(){
    console.log('你訪問了' + key);
    return value;
   },
   set: function(newValue){
    console.log('你設(shè)置了' + key);
    if (newValue == value) return;
    value = newValue;
    observe(newValue);//監(jiān)聽新設(shè)置的值
    dep.notify();//通知所有的訂閱者
   }
  })
 }
}

實現(xiàn)Complie

compile主要做的事情是解析模板指令，將模板中的data屬性替換成data屬性對應(yīng)的值（比如將{{name}}替換成data.name值），然后初始化渲染頁面視圖，并且為每個data屬性添加一個監(jiān)聽數(shù)據(jù)的訂閱者（new Watcher），一旦數(shù)據(jù)有變動，收到通知，更新視圖。

遍歷解析需要替換的根元素el下的HTML標(biāo)簽必然會涉及到多次的DOM節(jié)點操作，因此不可避免的會引發(fā)頁面的重排或重繪，為了提高性能和效率，我們把根元素el下的所有節(jié)點轉(zhuǎn)換為文檔碎片fragment進行解析編譯操作，解析完成，再將fragment添加回原來的真實dom節(jié)點中。

注：文檔碎片本身也是一個節(jié)點，但是當(dāng)將該節(jié)點append進頁面時，該節(jié)點標(biāo)簽作為根節(jié)點不會顯示html文檔中，其里面的子節(jié)點則可以完全顯示。

Compile解析模板，將模板內(nèi)的子元素#text添加進文檔碎片節(jié)點fragment。

function Compile(el,vm){
 this.$vm = vm;//vm為當(dāng)前實例
 this.$el = document.querySelector(el);//獲得要解析的根元素 
 if (this.$el){
  this.$fragment = this.nodeToFragment(this.$el);
  this.init();
  this.$el.appendChild(this.$fragment);
 } 
}
Compile.prototype = {
 nodeToFragment: function(el){
  let fragment = document.createDocumentFragment();
  let child;
  while (child = el.firstChild){
   fragment.appendChild(child);//append相當(dāng)于剪切的功能
  }
  return fragment;
  
 },
};

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

因為我們的模板只含有一個文本節(jié)點#text，因此compileElement方法執(zhí)行后會進入_this.compileText(node,reg.exec(node.textContent)[1]);//#text,'name'

Compile.prototype = {
 nodeToFragment: function(el){
  let fragment = document.createDocumentFragment();
  let child;
  while (child = el.firstChild){
   fragment.appendChild(child);//append相當(dāng)于剪切的功能
  }
  return fragment;
  
 },
 
 init: function(){
  this.compileElement(this.$fragment);
 },
 
 compileElement: function(node){
  let childNodes = node.childNodes;
  const _this = this;
  let reg = /\{\{(.*)\}\}/g;
  [].slice.call(childNodes).forEach(function(node){
   
   if (_this.isElementNode(node)){//如果為元素節(jié)點，則進行相應(yīng)操作
    _this.compile(node);
   } else if (_this.isTextNode(node) && reg.test(node.textContent)){
    //如果為文本節(jié)點，并且包含data屬性(如{{name}}),則進行相應(yīng)操作
    _this.compileText(node,reg.exec(node.textContent)[1]);//#text,'name'
   }
   
   if (node.childNodes && node.childNodes.length){
    //如果節(jié)點內(nèi)還有子節(jié)點，則遞歸繼續(xù)解析節(jié)點
    _this.compileElement(node);
    
   }
  })
 },
 compileText: function(node,exp){//#text,'name'
   compileUtil.text(node,this.$vm,exp);//#text,vm,'name'
 },};

CompileText()函數(shù)實現(xiàn)初始化渲染頁面視圖（將data.name的值通過#text.textContent = data.name顯示在頁面上），并且為每個DOM節(jié)點添加一個監(jiān)聽數(shù)據(jù)的訂閱者（這里是為#text節(jié)點新增一個Wather）。

let updater = {
 textUpdater: function(node,value){ 
  node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
 },
}
 
let compileUtil = {
 text: function(node,vm,exp){//#text,vm,'name'
  this.bind(node,vm,exp,'text');
 },
 
 bind: function(node,vm,exp,dir){//#text,vm,'name','text'
  let updaterFn = updater[dir + 'Updater'];
  updaterFn && updaterFn(node,this._getVMVal(vm,exp));
  new Watcher(vm,exp,function(value){
   updaterFn && updaterFn(node,value)
  });
  console.log('加進去了');
 }
};

現(xiàn)在我們完成了一個能實現(xiàn)文本節(jié)點解析的Compile()函數(shù)，接下來我們實現(xiàn)一個Watcher()函數(shù)。

實現(xiàn)Watcher

我們前面講過，Observe()函數(shù)實現(xiàn)data對象的屬性劫持，并在屬性值改變時觸發(fā)訂閱器的notify()通知訂閱者Watcher，訂閱者就會調(diào)用自身的update方法實現(xiàn)視圖更新。

Compile()函數(shù)負(fù)責(zé)解析模板，初始化頁面，并且為每個data屬性新增一個監(jiān)聽數(shù)據(jù)的訂閱者（new Watcher）。

Watcher訂閱者作為Observer和Compile之間通信的橋梁，所以我們可以大致知道Watcher的作用是什么。

主要做的事情是:

在自身實例化時往訂閱器(dep)里面添加自己。

自身必須有一個update()方法。

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)。

先給出全部代碼，再分析具體的功能。

//Watcher
function Watcher(vm, exp, cb) {
 this.vm = vm;
 this.cb = cb;
 this.exp = exp;
 this.value = this.get();//初始化時將自己添加進訂閱器
};

Watcher.prototype = {
 update: function(){
  this.run();
 },
 run: function(){
  const value = this.vm[this.exp];
  //console.log('me:'+value);
  if (value != this.value){
   this.value = value;
   this.cb.call(this.vm,value);
  }
 },
 get: function() { 
  Dep.target = this; // 緩存自己
  var value = this.vm[this.exp] // 訪問自己,執(zhí)行defineProperty里的get函數(shù)   
  Dep.target = null; // 釋放自己
  return value;
 }
}

//這里列出Observe和Dep，方便理解
Observe.prototype = {
 defineReactive: function(data,key,value){
  let dep = new Dep();
  Object.defineProperty(data,key,{
   enumerable: true,//可枚舉
   configurable: false,//不能再define
   get: function(){
    console.log('你訪問了' + key);
    //說明這是實例化Watcher時引起的，則添加進訂閱器
    if (Dep.target){
     //console.log('訪問了Dep.target');
     dep.addSub(Dep.target);
    }
    return value;
   },
  })
 }
}

Dep.prototype = {
 addSub: function(sub){this.subs.push(sub);
 },
}

我們知道在Observe()函數(shù)執(zhí)行時，我們?yōu)槊總€屬性都添加了一個訂閱器dep，而這個dep被閉包在屬性的get/set函數(shù)內(nèi)。所以，我們可以在實例化Watcher時調(diào)用this.get()函數(shù)訪問data.name屬性，這會觸發(fā)defineProperty()函數(shù)內(nèi)的get函數(shù)，get方法執(zhí)行的時候，就會在屬性的訂閱器dep添加當(dāng)前watcher實例，從而在屬性值有變化的時候，watcher實例就能收到更新通知。

那么Watcher()函數(shù)中的get()函數(shù)內(nèi)Dep.taeger = this又有什么特殊的含義呢？我們希望的是在實例化Watcher時將相應(yīng)的Watcher實例添加一次進dep訂閱器即可，而不希望在以后每次訪問data.name屬性時都加入一次dep訂閱器。所以我們在實例化執(zhí)行this.get()函數(shù)時用Dep.target = this來標(biāo)識當(dāng)前Watcher實例，當(dāng)添加進dep訂閱器后設(shè)置Dep.target=null。

實現(xiàn)VMVM

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。

function MVVM(options) {
 this.$options = options || {};
 var data = this._data = this.$options.data;
 var _this = this;
 // 數(shù)據(jù)代理
 // 實現(xiàn) vm._data.xxx -> vm.xxx 
 Object.keys(data).forEach(function(key) {
  _this._proxyData(key);
 });
 observe(data, this);
 this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this);
}

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