vue實現(xiàn)簡單的MVVM框架
不知不覺接觸前端的時間已經過去半年了，越來越發(fā)覺對知識的學習不應該只停留在會用的層面，這在我學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的基本操作學習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vue的時候又再一次經歷了這樣的困惑，雖然能夠比較熟練的掌握vue的基本使用，也能夠對MV*模式、數據劫持、雙向數據綁定、數據代理侃上兩句。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。只能無奈棄坑轉而看技術博客），對vue也算有了一個管中窺豹的認識。最后嘗試實踐一下自己學到的知識，基于數據代理、數據劫持、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，這樣對初學者更加的友好。推薦的閱讀順序為：實現(xiàn)VMVM、數據代理、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：
數據代理
以下面這個模板為例，要替換的根元素“#mvvm-app”內只有一個文本節(jié)點#text，#text的內容為{{name}}。我們就以下面這個模板詳細了解一下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>
數據代理
1、什么是數據代理
在vue里面，我們將數據寫在data對象中。但是我們在訪問data里的數據時，既可以通過vm.data.name訪問，也可以通過vm.name訪問。這就是數據代理：在一個對象中，可以動態(tài)的訪問和設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函數實現(xiàn)賦值的中間過程，從而實現(xiàn)數據的動態(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中的數據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;//當前實例vm
// 數據代理
// 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、雙向數據綁定
數據變動 ---> 視圖更新
視圖更新 ---> 數據變動
要想實現(xiàn)當數據變動時視圖更新，首先要做的就是如何知道數據變動了，可以通過Object.defineProperty()函數監(jiān)聽data對象里的數據，當數據變動了就會觸發(fā)set()方法。所以我們需要實現(xiàn)一個數據監(jiān)聽器Observe，來對數據對象中的所有屬性進行監(jiān)聽，當某一屬性數據發(fā)生變化時，拿到最新的數據通知綁定了該屬性的訂閱器，訂閱器再執(zhí)行相應的數據更新回調函數，從而實現(xiàn)視圖的刷新。
當設置this.name = 'hello vue'時，就會執(zhí)行set函數，通知訂閱器里的訂閱者執(zhí)行相應的回調函數，實現(xiàn)數據變動，對應視圖更新。
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('你設置了' + key);
if (newValue == value) return;
value = newValue;
observe(newValue);//監(jiān)聽新設置的值
}
})
}
}
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組來維護。一旦數據變化，就會觸發(fā)訂閱器的notify()方法，訂閱者就會調用自身的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();
})
}
}
每次響應屬性的set()函數調用的時候，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函數內，因此每個屬性對應唯一一個訂閱器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('你設置了' + key);
if (newValue == value) return;
value = newValue;
observe(newValue);//監(jiān)聽新設置的值
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)聽數據的訂閱者（new Watcher），一旦數據有變動，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，但是當將該節(jié)點append進頁面時，該節(jié)點標簽作為根節(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，調用對應的指令渲染函數進行數據渲染，并調用對應的指令更新函數進行綁定，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.$fragment);
},
compileElement: function(node){
let childNodes = node.childNodes;
const _this = this;
let reg = /\{\{(.*)\}\}/g;
[].slice.call(childNodes).forEach(function(node){
if (_this.isElementNode(node)){//如果為元素節(jié)點，則進行相應操作
_this.compile(node);
} else if (_this.isTextNode(node) && reg.test(node.textContent)){
//如果為文本節(jié)點，并且包含data屬性(如{{name}}),則進行相應操作
_this.compileText(node,reg.exec(node.textContent)[1]);//#text,'name'
}
if (node.childNodes && node.childNodes.length){
//如果節(jié)點內還有子節(jié)點，則遞歸繼續(xù)解析節(jié)點
_this.compileElement(node);
}
})
},
compileText: function(node,exp){//#text,'name'
compileUtil.text(node,this.$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)聽數據的訂閱者（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，接下來我們實現(xiàn)一個Watcher()函數。
實現(xiàn)Watcher
我們前面講過，Observe()函數實現(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，訂閱者就會調用自身的update方法實現(xiàn)視圖更新。
Compile()函數負責解析模板，初始化頁面，并且為每個data屬性新增一個監(jiān)聽數據的訂閱者（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，能調用自身的update()方法，并觸發(fā)Compile中綁定的回調。
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
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函數內。所以，我們可以在實例化Watcher時調用this.get()函數訪問data.name屬性，這會觸發(fā)defineProperty()函數內的get函數，get方法執(zhí)行的時候，就會在屬性的訂閱器dep添加當前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()函數中的get()函數內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()函數時用Dep.target = this來標識當前Watcher實例，當添加進dep訂閱器后設置Dep.target=null。
實現(xiàn)VMVM
MVVM作為數據綁定的入口，整合Observer、Compile和Watcher三者，通過Observer來監(jiān)聽自己的model數據變化，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，達到數據變化 -> 視圖更新；視圖交互變化(input) -> 數據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;
// 數據代理
// 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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