【手撕源码】vue2.x双向数据绑定原理

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目录

• • 前言
• 一、index.html文件
• 二、vue.js文件
• • 1.proxy代理发生了什么？
  • 2.observer监听数据
  • 3.订阅者Watcher
  • 4.订阅器Dep
  • 5.编译器Compiler
• 三、文中用到的js基础
• • 1.reg.exec
  • 2.reg.test
  • 3.RegExp.$x
  • 4.startsWith
• 四、源码

前言

双向数据绑定原理主要运用了发布订阅模式来实现的，通过Object.defineProperty对数据劫持，触发getter，setter方法。数据变化时通知订阅者watcher触发回调视图更新。主要有四个重要的角色：

• 监听器Observer：劫持并监听所有属性，如果有变动的，就通知订阅者。
• 订阅器 Dep：收集订阅者，对监听器 Observer 和 订阅者 Watcher 进行统一管理
• 订阅者Watcher：收到属性的变化通知并执行相应的函数，从而更新视图。
• 解析器Compile：扫描和解析每个节点的相关指令，并根据初始化模板数据以及初始化相应的订阅器
  

一、index.html文件

写一个简易的vue代码，实例化Vue

	<script type="module">
		import { Vue } from "./vue.js "
		let vm = new Vue({
			el: document.querySelector('#app'),
			data: {
				message: "Hello,luyu",
				num: "33"
			},
			methods: {
				increase() {
					this.num++;
				},
			}
		})
	</script>
	<div id="app">
		<h1>{{message}}</h1>
		<h2>{{num}}</h2>
		<input type="text" v-model="message">
		<input type="text" v-model="num">
		<button v-on:click="increase">【+】</button>
	</div>

二、vue.js文件

在vue的原型对象添加_init方法进行初始化，主要干这几件事：

1. 接受传过来的options，并声明$options，$el ，$data ，$methods
2. proxy代理，代理什么？this.$data 代理为 this，这样我们直接就可以this.变量值
3. observer对data数据进行监听，变成响应式数据
4. compiler编译代码

export function Vue(options = {}) {
	this._init(options)
}
Vue.prototype._init = function (options) {
	this.$options = options;
	//假设这里就是一个el，已经querySelector
	this.$el = options.el;
	this.$data = options.data;
	this.$methods = options.methods;
	// beforeCreate--initState--initData
	proxy(this, this.$data)
	//observer()
	observer(this.$data)//对data监听，对data中数据变成响应式
	new Compiler(this);
}

1.proxy代理发生了什么？

proxy接收两个参数，一个是this(vue实例化对象)，一个是需要代理的对象(this.$data)，举个例子来说就是不使用this. $options.message了，直接使用 this.message获取数据。主要通过Object.defineProperty数据劫持，触发属性的getter或者setter方法。当然数据为NaN时，则不继续执行，故需要写一个方法进行判断。

// 把this.$data 代理到 this
function proxy(target, data) {
	Object.keys(data).forEach(key => {
		Object.defineProperty(target, key, {
			enumerable: true,
			configurable: true,
			get() {
				return data[key]
			},
			set(newValue) {
				//需要考虑NaN的情况,故需要修改以下代码
				// if (data[key] !== newValue) data[key] = newValue
				if (!isSameVal(data[key], newValue)) data[key] = newValue;
			},
		})
	})
}
function isSameVal (val,newVal){
   //如果新值=旧值或者新值、旧值有一个为NaN，则不继续执行
   return val === newVal || (Number.isNaN(val)) && (Number.isNaN(newVal))
}

2.observer监听数据

对data数据进监听，考虑到数据有嵌套，如果数据类型为object则需要递归循环遍历监听数据，一个非常出名的监听方法为defineReactive，接收三个参数，一个数据data，一个属性key，一个数值data[key]。那么observer监听数据主要做了什么事？

1. 初始化：递归循环数据，批量进行响应式处理
2. 获取数据时：收集依赖，每一个响应式数据都有一个依赖，把依赖添加到dep中。
3. 修改数据时：新增加的数据也不是响应式的，所以需要walk一下，将新增加的数据变成响应式。比如：this.A={name:'zhangsan'}，然后修改后变成this.A = {age:18}，刚开始A的值已经做过响应式了，但是修改后的值没有，所以需要进行walk一下。另外数据修改更新后，需要通知watcher进行页面更新渲染。

function observer(data) {
	new Observer(data)
}
// 对data监听，把数据变成响应式
class Observer {
	constructor(data) {
		this.walk(data)
	}
	//批量对数据进行监听
	walk(data) {
		if (data && typeof data === 'object') {
			Object.keys(data).forEach(key => this.defineReactive(data, key, data[key]))
		}
	}
	//把每一个data里面的数据收集起来
	defineReactive(obj, key, value) {
		let that = this;
		this.walk(value);//递归
		
		let dep = new Dep();

		Object.defineProperty(obj, key, {
			configurable: true,
			enumerable: true,
			get() {
				// 4一旦获取数据，把watcher收集起来，给每一个数据加一个依赖的收集
				//5num中的dep，就有了这个watcher
				console.log(Dep.target, 'Dep.target')
				Dep.target && dep.add(Dep.target)
				return value
			},
			set(newValue) {
				if (!isSameVal(value, newValue)) {
					value = newValue;
					//添加的新值也不是响应式的,所以需要调用walk 
					that.walk(newValue);
					//有了watcher之后，修改时就可以调用update方法 
					//6 重新set时就通知更新
					dep.notify()
				}
			}
		})
	}
}

3.订阅者Watcher

数据改变需要通知视图层进行更新，更新仅需要调用Watcher中的update方法，然后执行cb(视图更新回调函数)。Watcher干了啥事？

• 初始化：获取vue实例vm，属性key，回调cb。注册全局变量Dep.target=this，this即Watcher本身，缓存vm[key]，this._old=vm[key]表达式会执行属性key的getter方法，getter方法为该属性添加依赖，放到dep中，每一个属性都会有一个依赖。
• 数据更新时：调用update方法，执行回调cb

// watcher和dep的组合就是发布订阅者模式
// 视图更新
// 数据改变，视图才会更新，需要去观察
// 1 new Watcher(vm, 'num', () => { 更新视图上的num显示 })
class Watcher {
	constructor(vm, key, cb) {
		this.vm = vm;
		this.key = key;
		this.cb = cb;//试图更新的函数

		Dep.target = this;//2.全局变量，放的就是Watcher自己
		//
		console.log(vm[key], 'vm[key]')
		this.__old = vm[key];//3.一旦进行了这句赋值。就会触发这个值得getter，会执行Observer中的get方法
		Dep.target = null;
	}
	//执行所有的cb函数
	update() {
		let newVal = this.vm[this.key];
		if (!isSameVal(newVal, this.__old)) this.cb(newVal)
	}
}

4.订阅器Dep

属性变化可能是多个，所以就需要一个订阅器来收集这些订阅者。Dep主要完成什么工作？

• 初始化：new set 初始化watchers
• 获取数据时：当Dep.target && dep.add(Dep.target)成立时，执行add，收集订阅者。其中Dep.target指的是Watcher本身，Watcher中含有update方法。
• 数据更新时：调用notify方法，所有的watcher都执行update方法，

// 每一个数据都要有一个 dep 的依赖
class Dep {
	constructor() {
		this.watchers = new Set();
	}
	add(watcher) { 
		console.log(watcher, 'watcher')
		if (watcher && watcher.update) this.watchers.add(watcher)
	}
	//7让所有的watcher执行update方法
	notify() {
		console.log('333333')
		console.log(this.watchers, 'watchers')
		this.watchers.forEach(watc => watc.update())
	}
}

5.编译器Compiler

编译器主要的工作是递归编译#app下的所有节点内容。主要做了以下几件事：

1. 初始化：获取vm，并对挂载元素进行处理，分为文本节点处理，元素节点处理
2. 文本节点处理：当挂载节点是文本节点的话，判断node.textContent是否有{{}}，RegExp.$1取出双括号包裹的属性名。然后通过replace进行正则替换，用vm[key]取代之前的node.textContent内容。
3. 元素节点处理：当挂载节点是元素节点的话，可能会有多个，所以需要循环处理。匹配到以v-开头的指令时获取它的值value，然后进行update更新，本文里的更新有两种，一种是针对以v-开头属性值为model，另一种是针对v-开头的属性值为click。
   • model：先对node.value进行赋值，然后再对赋的值进行响应式处理
   • click：注册监听函数，执行click事件。

初始化编译器流程图如下所示：

数据修改时，因为初始化已经对数据做了响应式处理，所以当修改数据时，首先会走observer中的get方法，由于初始化已经对该数据进行监听，添加了watcher，并且此时Dep.target为null，所以不会再次收集订阅者信息，而是去通知视图进行更新，走了set中的notify，notify去通知所有的watcher去执行update方法。流程图如下所示：

class Compiler {
	constructor(vm) {
		this.el = vm.$el;
		this.vm = vm;
		this.methods = vm.$methods;
		// console.log(vm.$methods, 'vm.$methods')
		this.compile(vm.$el)
	}
	compile(el) {
		let childNodes = el.childNodes;
		//childNodes为类数组
		Array.from(childNodes).forEach(node => {
			if (node.nodeType === 3) {
				this.compileText(node)
			} else if (node.nodeType === 1) {
				this.compileElement(node)
			}
			//递归 
			if (node.childNodes && node.childNodes.length) this.compile(node)
		})
	}
	//文本节点处理
	compileText(node) {
		//匹配出来 {{massage}}
		let reg = /\{\{(.+?)\}\}/;
		let value = node.textContent;
		if (reg.test(value)) {
			let key = RegExp.$1.trim()
			// 开始时赋值
			node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key]);
			//添加观察者
			new Watcher(this.vm, key, val => {
				//数据改变时的更新
				node.textContent = val;
			})
		}
	}
	//元素节点
	compileElement(node) {
		//简化，只做v-on，v-model的匹配
		if (node.attributes.length) {
			Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
				let attrName = attr.name;
				if (attrName.startsWith('v-')) {
					//v-指令匹配成功可能是是v-on，v-model
					attrName = attrName.indexOf(':') > -1 ? attrName.substr(5) : attrName.substr(2)
					let key = attr.value;
					this.update(node, key, attrName, this.vm[key])
				}
			})
		}
	}
	update(node, key, attrName, value) {
		console.log('更新')
		if (attrName == "model") {
			node.value = value;
			new Watcher(this.vm, key, val => node.value = val);
			node.addEventListener('input', () => {
				this.vm[key] = node.value;
			})
		} else if (attrName == 'click') {
			// console.log(this.methods,'key')
			node.addEventListener(attrName, this.methods[key].bind(this.vm))
		}
	}
}

元素节点中node.attributes如下：

    //以下面代码为例
	<input type="text" v-model="num">

三、文中用到的js基础

1.reg.exec

reg.exec用来检索字符串中的正则表达式的匹配，每次匹配完成后，reg.lastIndex被设定为匹配命中的结束位置。
reg.exec传入其它语句时，lastIndex不会自动重置为0，需要手动重置 reg.exec匹配结果可以直接从其返回值读取

let  reg=/jpg|png|jpeg/gi
let str='jpg'
if(reg.test(str)){
      // true
}
if(reg.test(str)){
      // false
}
if(reg.test(str)){
      // true
}
if(reg.test(str)){
      // false
}

(/jpg|png|jpeg/gi).test(str)  // true
(/jpg|png|jpeg/gi).test(str)  // true
(/jpg|png|jpeg/gi).test(str)  // true

2.reg.test

测试字符串是否与正则表达式匹配

3.RegExp.$x

保存了最近1次exec或test执行产生的子表达式命中匹配。该特性是非标准的，请尽量不要在生产环境中使用它

4.startsWith

用于检测字符串是否以指定的子字符串开始。如果是以指定的子字符串开头返回 true，否则 false，该方法对大小写敏感。

var str = "Hello world, welcome to the Runoob.";
var n = str.startsWith("Hello");//true

四、源码

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