如何进行Vue数据双向绑定实现

一、示例

var vm = new Vue({ 
data: { obj: { a: 1 
} }, 
created: function () 
{ console.log(this.obj); 
} });

二、实现原理

vue数据双向绑定是通过数据劫持结合发布者-订阅者模式的方式来实现的.

1）数据劫持、vue是通过Object.defineProperty()来实现数据劫持，其中会有getter()和setter方法；当读取属性值时，就会触发getter()方法，在view中如果数据发生了变化，就会通过Object.defineProperty( )对属性设置一个setter函数，当数据改变了就会来触发这个函数；

三、实现步骤

1、实现Observer

ok, 思路已经整理完毕，也已经比较明确相关逻辑和模块功能了，let's do it

我们知道可以利用Obeject.defineProperty()来监听属性变动

那么将需要observe的数据对象进行递归遍历，包括子属性对象的属性，都加上 setter和getter

这样的话，给这个对象的某个值赋值，就会触发setter，那么就能监听到了数据变化。。相关代码可以是这样：

var data = {name: 'kindeng'};
observe(data);
data.name = 'dmq'; // 哈哈哈，监听到值变化了 kindeng --> dmq
function observe(data) {
 if (!data || typeof data !== 'object') {
  return;
 }
 // 取出所有属性遍历
 Object.keys(data).forEach(function(key) {
  defineReactive(data, key, data[key]);
 });
};
function defineReactive(data, key, val) {
 observe(val); // 监听子属性
 Object.defineProperty(data, key, {
  enumerable: true, // 可枚举
  configurable: false, // 不能再define
  get: function() {
   return val;
  },
  set: function(newVal) {
   console.log('哈哈哈，监听到值变化了 ', val, ' --> ', newVal);
   val = newVal;
  }
 });
}

这样我们已经可以监听每个数据的变化了，那么监听到变化之后就是怎么通知订阅者了，所以接下来我们需要实现一个消息订阅器，很简单，维护一个数组，用来收集订阅者，数据变动触发notify，再调用订阅者的update方法，代码改善之后是这样：

// ... 省略
function defineReactive(data, key, val) {
 var dep = new Dep();
 observe(val); // 监听子属性
 Object.defineProperty(data, key, {
  // ... 省略
  set: function(newVal) {
   if (val === newVal) return;
   console.log('哈哈哈，监听到值变化了 ', val, ' --> ', newVal);
   val = newVal;
   dep.notify(); // 通知所有订阅者
  }
 });
}
function Dep() {
 this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
 addSub: function(sub) {
  this.subs.push(sub);
 },
 notify: function() {
  this.subs.forEach(function(sub) {
   sub.update();
  });
 }
};

那么问题来了，谁是订阅者？怎么往订阅器添加订阅者？

没错，上面的思路整理中我们已经明确订阅者应该是Watcher, 而且var dep = new Dep();是在 defineReactive方法内部定义的，所以想通过dep添加订阅者，就必须要在闭包内操作，所以我们可以在 getter里面动手脚：

// Observer.js
// ...省略
Object.defineProperty(data, key, {
 get: function() {
  // 由于需要在闭包内添加watcher，所以通过Dep定义一个全局target属性，暂存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]; // 这里会触发属性的getter，从而添加订阅者
  Dep.target = null;
 }
}

这里已经实现了一个Observer了，已经具备了监听数据和数据变化通知订阅者的功能，完整代码。那么接下来就是实现Compile了

2、实现Compile

compile主要做的事情是解析模板指令，将模板中的变量替换成数据，然后初始化渲染页面视图，并将每个指令对应的节点绑定更新函数，添加监听数据的订阅者，一旦数据有变动，收到通知，更新视图，如图所示：

图片描述

因为遍历解析的过程有多次操作dom节点，为提高性能和效率，会先将跟节点el转换成文档碎片fragment进行解析编译操作，解析完成，再将fragment添加回原来的真实dom节点中

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;
  // 将原生节点拷贝到fragment
  while (child = el.firstChild) {
   fragment.appendChild(child);
  }
  return fragment;
 }
};
compileElement方法将遍历所有节点及其子节点，进行扫描解析编译，调用对应的指令渲染函数进行数据渲染，并调用对应的指令更新函数进行绑定，详看代码及注释说明：
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 = /\{\{(.*)\}\}/; // 表达式文本
   // 按元素节点方式编译
   if (me.isElementNode(node)) {
    me.compile(node);
   } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {
    me.compileText(node, RegExp.$1);
   }
   // 遍历编译子节点
   if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
    me.compileElement(node);
   }
  });
 },
 compile: function(node) {
  var nodeAttrs = node.attributes, me = this;
  [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {
   // 规定：指令以 v-xxx 命名
   // 如 <span v-text="content"></span> 中指令为 v-text
   var attrName = attr.name; // v-text
   if (me.isDirective(attrName)) {
    var exp = attr.value; // content
    var dir = attrName.substring(2); // text
    if (me.isEventDirective(dir)) {
     // 事件指令, 如 v-on:click
     compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);
    } else {
     // 普通指令
     compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);
    }
   }
  });
 }
};
// 指令处理集合
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'];
  // 第一次初始化视图
  updaterFn && updaterFn(node, vm[exp]);
  // 实例化订阅者，此操作会在对应的属性消息订阅器中添加了该订阅者watcher
  new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {
   // 一旦属性值有变化，会收到通知执行此更新函数，更新视图
   updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
  });
 }
};
// 更新函数
var updater = {
 textUpdater: function(node, value) {
  node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
 }
 // ...省略
};

这里通过递归遍历保证了每个节点及子节点都会解析编译到，包括了{{}}表达式声明的文本节点。指令的声明规定是通过特定前缀的节点属性来标记，如<span v-text="content" other-attr中v-text便是指令，而other-attr不是指令，只是普通的属性。

监听数据、绑定更新函数的处理是在compileUtil.bind()这个方法中，通过new Watcher()添加回调来接收数据变化的通知

至此，一个简单的Compile就完成了，完整代码。接下来要看看Watcher这个订阅者的具体实现了

3、实现Watcher

Watcher订阅者作为Observer和Compile之间通信的桥梁，主要做的事情是:

1、在自身实例化时往属性订阅器(dep)里面添加自己
2、自身必须有一个update()方法
3、待属性变动dep.notice()通知时，能调用自身的update()方法，并触发Compile中绑定的回调，则功成身退。

如果有点乱，可以回顾下前面的思路整理

function Watcher(vm, exp, cb) {
 this.cb = cb;
 this.vm = vm;
 this.exp = exp;
 // 此处为了触发属性的getter，从而在dep添加自己，结合Observer更易理解
 this.value = this.get(); 
}
Watcher.prototype = {
 update: function() {
  this.run(); // 属性值变化收到通知
 },
 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); // 执行Compile中绑定的回调，更新视图
  }
 },
 get: function() {
  Dep.target = this; // 将当前订阅者指向自己
  var value = this.vm[exp]; // 触发getter，添加自己到属性订阅器中
  Dep.target = null; // 添加完毕，重置
  return value;
 }
};
// 这里再次列出Observer和Dep，方便理解
Object.defineProperty(data, key, {
 get: function() {
  // 由于需要在闭包内添加watcher，所以可以在Dep定义一个全局target属性，暂存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(); // 调用订阅者的update方法，通知变化
  });
 }
};

实例化Watcher的时候，调用get()方法，通过Dep.target = watcherInstance标记订阅者是当前watcher实例，强行触发属性定义的getter方法，getter方法执行的时候，就会在属性的订阅器dep添加当前watcher实例，从而在属性值有变化的时候，watcherInstance就能收到更新通知。

四、简单实现方法

<body>
 <p id="app">
  <input type="text" id="txt">
  <p id="show-txt"></p>
 </p>
 <script>
  var obj = {}
  Object.defineProperty(obj, 'txt', {
   get: function () {
    return obj
   },
   set: function (newValue) {
    document.getElementById('txt').value = newValue
    document.getElementById('show-txt').innerHTML = newValue
   }
  })
  document.addEventListener('keyup', function (e) {
   obj.txt = e.target.value
  })
 </script>
</body>

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