vue双向数据绑定实现原理学习笔记

参考链接：https://www.cnblogs.com/kidney/p/6052935.html
黄轶的源码解读：https://github.com/DDFE/DDFE-blog/issues/7

一、双向数据绑定和单向数据绑定概念

        双向数据绑定就是在单向数据绑定的基础上给可输入元素（input、textare等）添加了change(input)事件，来动态修改model(js)和 view(视图)，在单向数据绑定中，input输入元素中输入的内容可以通过js操作dom动态获取，js中改变的数据也需要再次操作dom反映到视图中。双向数据绑定通过watcher方法自动更新视图中的数据，省去了烦琐的dom操作；

二、访问器属性

  var obj = {}
  // 为obj对象定义一个名为hello的访问器属性
  // 访问器属性是对象中的一种特殊属性，不能直接在对象中定义，只能通defineProperty方法定义
  // 读取或设置访问器属性的值，实际上是调用其内部函数get或set方法
  Object.defineProperty(obj, "hello", {
    get: function() {},
    set: function() {}
  })
  obj.hello // 调用get方法，并返回get方法的返回值
  obj.hello = "123" // 赋值传参，调用set方法，参数是123
  // 访问器属性会被优先访问，即访问器属性会覆盖同名属性

三、双向数据绑定的简化版

var obj = {}
  Object.defineProperty(obj, "hello", {
    get: function() {},
    set: function(newVal) {
      document.getElementById('a').value = newVal
      document.getElementById('b').innerHTML = newVal
    }
  })
  // 模拟watcher
  document.addEventListener('keyup', function(e) {
    obj.hello = e.target.value
  })

四、将vue中的值单向绑定到dom中

1）DocumentFragment文档片断
        可以看做是节点容器，它可以包含多个子节点，将其插入到dom中时，只有它的子节点会插入到目标节点；
        使用DocumentFragment处理节点，速度和性能远远优于直接操作dom；
        vue进行编译时，就是将挂载目标的所有子节点劫持（通过append方法，dom中的所有节点会被自动删除）到DocumentFragment中，处理后再将DocumentFragment整体返回插入挂载目标；

// html代码
<div id="app">
    <input type="text" id="a">
    <span id="b"></span>
  </div>
// js操作
var dom = nodeToFragment(document.getElementById('app'))
  console.log(dom)
  function nodeToFragment(node) {
    var flag = document.createDocumentFragment()
    var child
    while (child = node.firstChild) {
      flag.appendChild(child) // 将子节点劫持到文档片断中
    }
    return flag
  }
  document.getElementById('app').appendChild(dom) // 返回到app中

屏幕快照 2018-07-23 下午4.16.01.png

2）dom编译和数据绑定

// html代码
  <div id="app">
    <input type="text" v-model="text">
    {{ text }}
  </div>
// js代码
// 对dom进行编译，将输入框以及文本节点与data中的数据绑定
  function compile(node, vm) {
    var reg = /\{\{(.*)\}\}/
    // 节点类型为元素
    if (node.nodeType === 1) {
      var attr = node.attributes
      // 解析属性
      for (var i = 0; i < attr.length; i++) {
        if (attr[i].nodeName == 'v-model') {
          var name = attr[i].nodeValue // 获取v-model绑定的属性名
          node.value = vm.data[name] // 将data的值赋给该node
          node.removeAttribute('v-model')
        }
      }
    }
    // 节点类型为text
    if (node.nodeType === 3) {
      if (reg.test(node.nodeValue)) {
        var name = RegExp.$1 // 获取匹配到的字符串
        name = name.trim()
        node.nodeValue = vm.data[name] // 将data的值赋给该node
      }
    }
  }
// 将节点转换为文档片断
  function nodeToFragment(node, vm) {
    var flag = document.createDocumentFragment()
    var child
    while (child = node.firstChild) {
      compile(child, vm)
      flag.appendChild(child) // 将子节点劫持到文档片断中
    }
    return flag
  }
// vue绑定的完整操作
  function Vue(options) {
    this.data = options.data
    var id = options.el
    var dom = nodeToFragment(document.getElementById(id), this)
    // 编译完成后，将dom返回到app中
    document.getElementById(id).appendChild(dom)
  }

  var vm = new Vue({
    el: 'app',
    data: {
      text: 'hello world'
    }
  })

最终结果：

屏幕快照 2018-07-23 下午5.03.33.png

五、实现数据与dom双向绑定

        在输入框中输入数据的时候，首先会触发input或者keyup事件，在相应的事件处理程序中，我们获取输入框的value并赋值给vm实例的text属性，利用defineProperty将data中的text设置为vm的访问器属性，会触发set方法更新属性的值；

// html代码
<div id="app">
    <input type="text" v-model="text">
    {{ text }}
  </div>
// js代码
var obj = {}

  function defineReactive(obj, key, val) {
    Object.defineProperty(obj, key, {
      get: function() {
        return val
      },
      set: function(newVal) {
        if (newVal === val) return
        val = newVal
        console.log(val)
      }
    })
  }

  // watcher
  function observe(obj, vm) {
    Object.keys(obj).forEach(function(key) {
      defineReactive(vm, key, obj[key])
    })
  }

  function Vue(options) {
    this.data = options.data
    var data = this.data
    observe(data, this)
    var id = options.el
    var dom = nodeToFragment(document.getElementById(id), this)
    // 编译完成后，将dom返回到app中
    document.getElementById(id).appendChild(dom)
  }

  // 对dom进行编译，将输入框以及文本节点与data中的数据绑定
  function compile(node, vm) {
    var reg = /\{\{(.*)\}\}/
    // 节点类型为元素
    if (node.nodeType === 1) {
      var attr = node.attributes
      // 解析属性
      for (var i = 0; i < attr.length; i++) {
        if (attr[i].nodeName == 'v-model') {
          var name = attr[i].nodeValue // 获取v-model绑定的属性名
          node.addEventListener('input', function(e) {
            // 给相应的data属性赋值，进而触发该属性的set方法
            vm[name] = e.target.value
          })
          node.value = vm[name] // 将data的值赋给该node
          node.removeAttribute('v-model')
        }
      }
    }
    // 节点类型为text
    if (node.nodeType === 3) {
      if (reg.test(node.nodeValue)) {
        var name = RegExp.$1 // 获取匹配到的字符串
        name = name.trim()
        node.nodeValue = vm[name] // 将data的值赋给该node
      }
    }
  }

  function nodeToFragment(node, vm) {
    var flag = document.createDocumentFragment()
    var child
    while (child = node.firstChild) {
      compile(child, vm)
      flag.appendChild(child) // 将子节点劫持到文档片断中
    }
    return flag
  }

  var vm = new Vue({
    el: 'app',
    data: {
      text: 'hello world'
    }
  })

结果如下：

屏幕快照 2018-07-23 下午5.44.28.png

六、实现数据与dom双向绑定

        text 文本变化了，set方法触发了，使用订阅发布模式将绑定到text的文本节点同步变化，订阅发布模式是一种一对多的关系，即多个观察者同时监听一个主题对象，这个主题对象的状态发生变化时会通知所有观察者对象；
        流程：发布者发出通知=》主题对象收到通知并推送给观察者=》订阅者执行相应操作

 //  一个发布者publisher
  var pub = {
    publish: function() {
      dep.notify()
    }
  }
  // 三个订阅者subscribers
  var sub1 = {
    update: function() {
      console.log(1)
    }
  }
  var sub2 = {
    update: function() {
      console.log(2)
    }
  }
  var sub3 = {
    update: function() {
      console.log(3)
    }
  }

  // 一个主题对象
  function Dep() {
    this.subs = [sub1, sub2, sub3]
  }
  Dep.prototype.notify = function() {
    this.subs.forEach(function(sub) {
      sub.update()
    })
  }
  // 发布者发布消息，主题对象执行notif方法，进而触发订阅者执行update方法
  var dep = new Dep()
  pub.publish() // 1,2,3

七、双向数据绑定完整代码

        监听数据的过程中，会为data中的每一个属性生成一个主题对象dep；
        在编译html过程中，会为每个与数据绑定相关的节点生成一个订阅者watcher，watcher会将自己添加到相应属性的dep中；
        发出通知dep.notify()=>触发订阅者的update方法=>更新视图；

  function defineReactive(obj, key, val) {
    var dep = new Dep()
    Object.defineProperty(obj, key, {
      get: function() {
        // 添加订阅者watcher到主题对象Dep
        if (Dep.target) dep.addSub(Dep.target)
        return val
      },
      set: function(newVal) {
        if (newVal === val) return
        val = newVal
        // 作为发布者发出通知
        dep.notify()
      }
    })
  }

  // watcher
  function observe(obj, vm) {
    Object.keys(obj).forEach(function(key) {
      defineReactive(vm, key, obj[key])
    })
  }

  // 一个主题对象
  function Dep() {
    this.subs = []
  }
  Dep.prototype = {
    addSub: function(sub) {
      this.subs.push(sub)
    },
    notify: function() {
      this.subs.forEach(function(sub) {
        sub.update()
      })
    }
  }

  function Vue(options) {
    this.data = options.data
    var data = this.data
    observe(data, this)
    var id = options.el
    var dom = nodeToFragment(document.getElementById(id), this)
    // 编译完成后，将dom返回到app中
    document.getElementById(id).appendChild(dom)
  }

  // 对dom进行编译，将输入框以及文本节点与data中的数据绑定
  function compile(node, vm) {
    var reg = /\{\{(.*)\}\}/
    // 节点类型为元素
    if (node.nodeType === 1) {
      var attr = node.attributes
      // 解析属性
      for (var i = 0; i < attr.length; i++) {
        if (attr[i].nodeName == 'v-model') {
          var name = attr[i].nodeValue // 获取v-model绑定的属性名
          node.addEventListener('input', function(e) {
            // 给相应的data属性赋值，进而触发该属性的set方法
            vm[name] = e.target.value
          })
          node.value = vm[name] // 将data的值赋给该node
          node.removeAttribute('v-model')
        }
      }
    }
    // 节点类型为text
    if (node.nodeType === 3) {
      if (reg.test(node.nodeValue)) {
        var name = RegExp.$1 // 获取匹配到的字符串
        name = name.trim()
        // node.nodeValue = vm[name] // 将data的值赋给该node
        new Watcher(vm, node, name)
      }
    }
  }

  function Watcher(vm, node, name) {
    Dep.target = this
    this.name = name
    this.node = node
    this.vm = vm
    this.update()
    Dep.target = null
  }

  Watcher.prototype = {
    update: function() {
      this.get()
      this.node.nodeValue = this.value
    },
    // 获取data中的属性值
    get: function() {
      this.value = this.vm[this.name] // 触发相应属性的get
    }
  }

  function nodeToFragment(node, vm) {
    var flag = document.createDocumentFragment()
    var child
    while (child = node.firstChild) {
      compile(child, vm)
      flag.appendChild(child) // 将子节点劫持到文档片断中
    }
    return flag
  }

  var vm = new Vue({
    el: 'app',
    data: {
      text: 'hello world'
    }
  })

结果如下：

屏幕快照 2018-07-23 下午6.42.45.png