【VUE】从源码角度说清楚MVVM！实现v-model！真的很简单！

前言

大家好，我是HoMeTown，今天聊一聊老生长谈的Vue之双向数据绑定。

What？

首先我们先看什么是双向数据绑定？

对于不是很了解设计模式的朋友，你可以先理解一下单向数据绑定，就是把数据绑定到视图，每次触发操作修改了数据，视图就会更新，数据 -> 视图，可以理解为MV，数据驱动视图。

举个🌰：

通过点击按钮set name，触发点击事件，手动更新变量name的值为HoMeTown，但是当我改变input输入框里的值，变量 name的值却不变，如下图：

那么双向数据绑定就是在单向的基础上，通过操作更新视图，数据自动更新，那上面的🌰来讲，就是我输入Input，变量name的值动态改变。视图 -> 数据，可以理解为VM，视图驱动数据。

How？

Vue中的双向数据绑定由三个重要部分组成：

• 数据层（Model）：应用的数据及业务逻辑
• 视图层（View）：应用的展示效果，各类UI组件
• 业务逻辑层（ViewModel）：框架封装的核心，它负责将数据与视图关联起来

这个分层的架构方案，用专业术语来讲就是MVVM。

ViewModel

ViewModel干了两件事儿：

• 数据变化后更新视图
• 视图变化后更新数据

它由两个重要部分组成：

• 监听器（Ovserver）：对所有数据的属性进行监听
• 解析器（Compiler）：对每个元素节点的指令进行扫描解析，根据指令模板替换数据，以及绑定相应的更新函数

动手实现

要做什么

在Vue中，双向数据绑定的流程为：

• new Vue()执行初始化，对data执行响应化处理，这个过程发生在Observe中
• 对模板执行编译，找到其中动态绑定的数据，从data中获取并初始化视图，这个过程发生在Compile中
• 定义一个更新函数和Watcher，将来对应数据变化时，Watcher调用更新函数
• 由于data的某个属性在视图中可能出现N次，所以每个属性都需要一个Dep来管理多个Watcher
• data中的数据一旦发生变化，首先会找到对应的Dep，然后通知这个Dep下所有的Watcher执行更新函数

参考下图：

Do it

首先定义一个Vue类， 做三件事

• 数据劫持
• 属性代理
• 模板编译

class Vue {
    constructor(options) {
        this.$data = options.data
        this.$options = options
        // 数据劫持
        observe(this.$data)
        
        // 属性代理
        proxy(this.$data)
        
        // 模板编译
        compile(el, this)
    }
}
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接下来开始实现observe函数，做三件事

• 递归data，劫持每一个
• getter的时候收集
• setter的时候通知执行

function observe(obj) {
    // 递归终止条件
    if(!obj || typeof obj !== 'object') return // 是空的 && 不是一个对象
    
    Object.keys(obj).forEach( key => {
        // 当前key对应的value
        const value = obj[key]
        
        // value能到这里，有可能是object，需要递归劫持
        observe(value)
        
        // 为当前的key所对应的属性添加getter & setter
        Object.defineProrerty(obj, key, {
            // 当且仅当该属性的 `enumerable` 键值为 `true` 时，该属性才会出现在对象的枚举属性中。
            enumerable: true,
            // 当且仅当该属性的 `configurable` 键值为 `true` 时，该属性的描述符才能够被改变，同时该属性也能从对应的对象上被删除。
            configurable: true,
            get() {
                // 将new出来的Watcher实例进行收集
                Dep.target ? dep.addSub(Dep.target) : null
            },
            set(newValue) {
                if( val !== newValue ) dep.notify() // 通知执行
            }
        })
    })
}
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接下来实现Dep类，做两件事儿：

• 依赖收集
• 通知执行

//依赖收集的类
class Dep {
    constructor() {
        // 所有Watcher实例存在这里
        this.subs = []
    }
    // 添加Watcher实例
    addSub(watcher) {
        this.subs.push(watcher)
    }
    // 通知Watcher实例执行更新函数
    notify() {
        this.subs.forEach( w => w.update())
    }
}
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接下来实现订阅者Watcher类，做两件事：

• 提供Dep.target
• 提供更新数据的方法

class Watcher {
    // callback中，记录了当前watcher如何更新自己的文本内容
    // 与此同时，需要拿到最新的数据，所以，在new Watcher的时候，需要传递vm进来
    // 因为需要知道在vm很多属性中，哪个数据，才是当前自己所需要的数据，所以，new Watcher的时候，需要指定key
    constructor(vm, key, callback) {
        this.vm = vm
        this.key = key
        this.callback = callback
        // 把创建的watcher实例，在Dep.addSub时，存进Dep的subs里
        Dep.target = this; // 自定义target属性
        key.split(".").reduce((newobj, k) => newobj[k], vm);
        Dep.target = null;
    }
    // 发布者通知Watcher更新的方法
    update() {
        const value = this.key.split(".").reduce((newobj, k) => newobj[key], this.vm);
        
        this.callback(value)
    }
}

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最后实现compile，对HTML结构进行模板编译的方法：

function compile(el, vm) {
    // 获取elDom元素
    vm.$el = document.querySelector(el);
    // 创建文档碎片，提高Dom操作性能
    const fragment = document.createDocumentFragment();
    // 取出来
    while ((childNode = vm.$el.firstChild)) {
      fragment.appendChild(childNode);
    }
    
    // 进行模板编译
    replace(fragment)
    
    // 放进去呀
    vm.$el.appendChild(fragement)
    
    function replace(node) {
      // 定义匹配插值表达式的正则
      const regMustache = /\{\{\s*(\S+)\s*\}\}/;
      // \S匹配任何非空白字符
      // \s匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等等。
      // ()非空白字符提取出来，用一个小括号进行分组
      
      // 当前的node节点是一个文本子节点，需要进行替换
      if(node.nodeType == 3) {
          const text = node.textContent // 文本子节点的字符串内容
          
          const execResult = regMustache.exec(text) //为一个数组，索引为0的为{{name}},为1的为name,exec() 方法用于检索字符串中的正则表达式的匹配。
          
          if(execResult) {
              const value = execResult[1].split(".").reduce((newobj, k) => newobj[k], vm)
              
              node.textContent = text.replace(regMustache, value)
              
              // 此时，就可以创建Watcher实例，将这个方法存到watcher上，调用update就执行
              new Watcher(vm, execResult[1], (newValue) => {
                  node.textContent = text.replace(regMustache, newValue)
              });
              // good good
          }
          
          // 递归结束
          return
      } 
      
      // 判断当前的node节点是否为input输入框
      if(node.nodeType === 1 && node.tagName.toUpperCase() === 'INPUT' ){
          // 首先要做v-model，就得先拿到属性节点
          const attrs = Array.from(node.attributes);
          const findResult = attrs.find((x) => x.name === "v-model");
          if(findResult) {
              // 当前有v-model，获取值
              const expStr = findResult.value;
              const value = expStr.split(".").reduce((newobj, k) => newobj[k], vm);
              node.value = value;
              
              // 创建Watcher实例
              new Watcher(vm, expStr, (newValue) => {
                  node.value = newValue
              })
              
              // 监听input事件，拿到文本框最新的值，然后更新到vm上
              node.addEventListener("input", e => {
                  const keys = expStr.split(".")
                  const keysLen = keys.length
                  const obj = keys.slice(0, keysLen - 1).reduce((newobj, k) => newobj[k], vm);
                  obj[keys[keysLen - 1]] = e.target.value
              })
          }
      }
      
      // 走到这，证明不是文本节点，递归处理
      node.childNodes.forEach( child => replace(child))
    }
}
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测试

还是用最开始我们的那个🌰，修改如下：

HTML

<div id="app">
  <p>name：<span id="nameBox">{{name}}span>p>
  <input v-model="name" id="ipt" type="text" />
  <button id="set">Set namebutton>
div>
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JS

  const vm = new Vue({
    el: "#app",
    data: {
      name: "No name yet!",
    },
  });
  
  const setBtn = document.getElementById("set");
  setBtn.onclick = function () {
    vm.name = "Is HoMeTown!!";
  };
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点击按钮，修改Vue实例vm的属性name = 'Is HoMeTown!!'：

可以看到已经成功了！这是单向，然后我们试一试，修改输入框的内容，上方name的值不会不跟着改变：

SUCCESS!!!

总结

Vue中，双向数据绑定的原理总结的来说有几点：

• observe 进行数据劫持，getter时添加Watcher，setter时通知Watcher.update
• Dep类实现 依赖收集与通知执行
• Watcher类实现 订阅者执行更新
• compile 进行模板编译，解析v-model，给input添加事件

完结~