Vue双向绑定原理初学

  • 双向绑定
  • 概念
  • 数据可观测
  • 依赖收集
  • 完整示例
  • 总结



从开始学习前端到现在走在进入中高级前端开发的路上,觉得上手容易又简单的就是Vue框架,包含其相关的生态系统。一直只是简单了解双向绑定的原理,并没有手动去实现或者去拜读过源码。而vue双向绑定基本是面试必考项,通过这段时间的学习,输出以下双向绑定的简单实现示例。


双向绑定

概念

概念:MVVM的双向绑定是指:视图变化更新数据,数据变化更新视图,视图与数据两者相互关联。

vue官网有提到view和model两个概念,分别对应这里的视图层和数据层,而实现两者相互关联的就是vue的viewmodel即vue 实例。(如下图)

Android mvvm databinding 双向绑定 mvvm双向绑定深入理解_Vue


第一步视图变化更新数据,即用户界面的行为触发数据的变化。这个是我们经常使用到的:通过事件监听,执行数据处理逻辑。

第二步数据变化更新视图,那么问题来了:怎么在数据变化时去更新相关的视图?乍一看这是什么问题,直接在数据变化时去操作dom不就可以了吗?是的,想法没错。但是,有两个问题:

  1. 要知道数据什么时候变化,不可能在每个更改数据的地方去操作dom
  2. 去更新哪些dom,这些依赖于当前数据的dom怎么收集到?什么时候去搜集?

把这两个问题弄清楚,解决掉,基本就可以实现一个简单的双向绑定逻辑了,也就能更好的理解vue的双向绑定的实现原理。
后续为了方便描述,我们把依赖于数据的dom(当然不止是dom,还可能是其他的)称为订阅者。

数据可观测

第一个问题,要知道源数据什么时候变化,在变化时进行后续更新操作。“在一个对象时候变化时,进行一系列逻辑处理”,这种模式是不是很熟悉:事件监听。因为是针对数据的,所以这里应该是监听数据,问题就变为如何监听数据的变化,换一种说法就是如何实现数据的可观测
Javascript有一个方法Object.defineProperty()

Object.defineProperty() 方法会直接在一个对象上定义一个新属性,或者修改一个对象的现有属性, 并返回这个对象。
Object.defineProperties()是他的复数方法。

Object.defineProperty()可以定义属性的存取描述符即setter/getter方法:

get
一个给属性提供 getter 的方法,如果没有 getter 则为 undefined。当访问该属性时,该方法会被执行,方法执行时没有参数传入,但是会传入this对象(由于继承关系,这里的this并不一定是定义该属性的对象)。
默认为 undefined。
set
一个给属性提供 setter 的方法,如果没有 setter 则为 undefined。当属性值修改时,触发执行该方法。该方法将接受唯一参数,即该属性新的参数值。
默认为 undefined。

所以我们可以通过这个方法去给我们要监听的数据做监听:使用 Object.defineProperty 把这些属性全部转为 getter/setter(vue就是对data这么做的),这样就可以在set方法里监测到数据的变化,那我们第一个问题就解决掉了。
我们先定义一个转化属性为getter/setter的方法:

// 定义实现监测响应的方法
function defineReactive(obj, key, val) { 
	observe(val); // 递归进行数据监测
	Object.defineProperty(obj, key, {
		get() {
			console.log(`获取${key}的值`);
			return val;
		}, 
		set(newValue) {
			console.log(`设置${key}的值`);
			val = newValue;
		}
	})
}

// 定义初始化数据响应的方法
function obeserve(data) {
	if(!data || typeof data !== 'object') {
		return;
	}
	let keys = Objec.keys(data);
	keys.forEach((key) => {
		defineReact(data, key, data[key]);
	})
}

依赖收集

我们现在知道怎么监测到数据变化了,下面看一下如何确定要更新的对象——订阅者。我们需要把订阅者收集起来,在数据发生变化的时候统一通知他们进行更新。
还是Object.defineProperty(),看一下上面它的get方法:当访问该属性时,该方法会被执行。我们要收集订阅者,是不是就可以在订阅者初始化的时候调用一下数据的get,触发收集方法。
首先定义一个用来存放订阅者的容器:

class Dep {
	constructor() {
		this.subs = [];
	},
	addSub(sub) {
		this.subs.push(sub);
	}, 
	depend() { // 判断是否要添加依赖
		if(Dep.target) {	
			this.addSub(Dep.target);
		}
	}, 
	notify() {
		this.subs.forEach((sub) => {
			sub.update(); // 元素进行更新
		})
	}
}

Dep.target = null
// 稍微改造下监测逻辑
function defineReactive(obj, key, val) { 
	observe(val);
	let dep = new Dep();
	Object.defineProperty(obj, key, {
		get() {
			dep.depend();
			console.log(`获取${key}的值`);
			return val;
		}, 
		set(newValue) {
			console.log(`设置${key}的值`);
			val = newValue;
			dep.notify();
		}
	})
}

我们想在get的时候去收集订阅者,如何把订阅者传到容器里进行收集呢?这里给容器添加了一个参数target作为订阅者的缓存,当需要收集时,即把订阅者赋值给Dep.target,Dep就会在添加时将其加入到订阅者数组Dep.subs中。

上面我们说了为了将订阅者信息进行收集,在每个订阅者初始化的时候去调用依赖数据的get方法。而我们只需要在初始化的时候去进行订阅者收集,所以,只有在初始化时去缓存当前的订阅者。如下:

class Watcher {
	constructor(vm, exp, cb) {
		this.vm = vm;
		this.exp = exp;
		this.cb = cb;
		this.value = this.get(); // 初始化时执行一下get
	},
	get() {
		Dep.target = this; // 缓存自己
		let value = this.vm.data[this.exp]; // 会触发依赖的收集
		Dep.target = null;
		return value;
	}, 
	update() {
		let value = this.vm.data[this.exp];
		let oldValue = this.value;
		if(oldValue !== value) {
			this.value = value;
			this.cb.call(this.vm, value, oldValue1);
		}
	}
}

到这里,我们先是通过Object.defineProperty()实现了数据的可观测,定义Dep作为订阅者容器,在订阅者初始化时,触发数据的get方法,在数据get方法里执行Dep中添加依赖的方法,完成对订阅者的收集。再就是在数据的set方法中执行订阅者容器的notify,通知各个订阅者进行更新。就酱。

完整示例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Vue 双向绑定</title>
</head>
<body>
    <h1 id="test"></h1>
    <input type="text">
    <input type="button" value="改变data内容" onclick="changeInput()">
    
<script src="observer.js"></script>
<script src="watcher.js"></script>
<script>
    function myVue (data, el, exp) {
        this.data = data;
        observable(data);                      //将数据变的可观测
        el.innerHTML = this.data[exp];           // 初始化模板数据的值
        new Watcher(this, exp, function (value) {
            el.innerHTML = value;
        });
        return this;
    }

    var ele = document.querySelector('#test');
    var input = document.querySelector('input');
    
    var myVue = new myVue({
        message: 'hello world'
    }, ele, 'message');
    
    //改变输入框内容
    input.oninput = function (e) {
        myVue.data.message = e.target.value
    }
    //改变data内容
    function changeInput(){
        myVue.data.message = "Five hundred away"
    
    }
</script>
</body>
</html>
observer.js

总结

先回顾一下,好吧,上面已经回顾了。看图:

Android mvvm databinding 双向绑定 mvvm双向绑定深入理解_Vue_02

官方图:

Android mvvm databinding 双向绑定 mvvm双向绑定深入理解_Vue_03

我们只看了Observer劫持监听、Dep添加订阅者、通知变化、Watcher更新三个模块。Compile之后再看,大家可以自己去查阅资料。希望看完本文档对大家理解vue的双向绑定能有初步了解。

发布者-订阅者模式:
其实就是上文说到的假的“事件监听”,即发布者收集订阅者信息,在发布者进行发布时,通知订阅者进行处理。

观察者模式:
对对象进行监测,如果对象作出一些动作,即进行相关操作。

附:
作者是一前端开发学习者,整体思路基于个人的学习理解,描述的内容如有错误和不足,欢迎指正和批评。