理解VUE双向数据绑定原理和实现

时间:2021-2-27 作者:admin

原文链接:  https://www.jianshu.com/p/e7ebb1500613 

一、原理:

1.vue 双向数据绑定是通过 数据劫持 结合 发布订阅模式的方式来实现的, 也就是说数据和视图同步,数据发生变化,视图跟着变化,视图变化,数据也随之发生改变;

2.核心:关于VUE双向数据绑定,其核心是 Object.defineProperty()方法;

3.介绍一下Object.defineProperty()方法
(1)Object.defineProperty(obj, prop, descriptor) ,这个语法内有三个参数,分别为 obj (要定义其上属性的对象) prop (要定义或修改的属性) descriptor (具体的改变方法)
(2)简单地说,就是用这个方法来定义一个值。当调用时我们使用了它里面的get方法,当我们给这个属性赋值时,又用到了它里面的set方法;

set,get方法初步了解

二、先简单的实现一个js的双向数据绑定来熟悉一下这个方法:

 

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Document</title>
</head>

<body>
    <div id="app">
        <input type="text" id="a">
        <span id="b"></span>
    </div>
</body>
<script>
    var obj = {};  //定义一个空对象

    var val = 'zhao';  //赋予初始值

    Object.defineProperty(obj, 'val', {//定义要修改对象的属性

        get: function () {

            return val;
        },

        set: function (newVal) { 

             val = newVal;//定义val等于修改后的内容

            document.getElementById('a').value = val;//让文本框的内容等于val
            
            document.getElementById('b').innerHTML = val;//让span的内容等于val

        }

    });
    document.addEventListener('keyup', function (e) {//当在文本框输入内容时让对象里你定义的val等于文本框的值

        obj.val = e.target.value;

    })

</script>

</html>

这样我们就能实现js的双向数据绑定,也对这个方法有初步的了解
这个例子实现的效果是:随着文本框输入文字的变化,span中会同步显示相同的文字内容;这样就实现了 model => view 以及 view => model 的双向绑定。
通过添加事件监听keyup来触发set方法,而set再修改了访问器属性的同时,也修改了dom样式,改变了span标签内的文本。

三、实现一个真正的双向绑定的原理

1.实现效果
先来看一下vue双向数据绑定是如何进行的,以便我们确定好思考方向

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2.任务拆分

拆分任务可以让我们的思路更加清晰:
(1)将vue中的data中的内容绑定到输入文本框和文本节点中
(2)当文本框的内容改变时,vue实例中的data也同时发生改变
(3)当data中的内容发生改变时,输入框及文本节点的内容也发生变化

3.开始任务1——绑定内容
我们先了解一下 DocuemntFragment(碎片化文档)这个概念,你可以把他认为一个dom节点收容器,当你创造了10个节点,当每个节点都插入到文档当中都会引发一次浏览器的回流,也就是说浏览器要回流10次,十分消耗资源。
而使用碎片化文档,也就是说我把10个节点都先放入到一个容器当中,最后我再把容器直接插入到文档就可以了!浏览器只回流了1次。
注意:还有一个很重要的特性是,如果使用appendChid方法将原dom树中的节点添加到DocumentFragment中时,会删除原来的节点。

举个例子:
可以看到,我的app中有两个子节点,一个元素节点,一个文本节点
但是,当我通过DocumentFragment 劫持数据一下后

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注意:我的碎片化文档是将子节点都劫持了过来,而我的id为app的div内已经没有内容了。
同时要主要我while的判断条件。判断是否有子节点,因为我每次appendChild都把node中的第一个子节点劫持走了,node中就会少一个,直到没有的时候,child也就变成了undefined,也就终止了循环。

来实现内容绑定
我们要考虑两个问题,一个是如何绑定要input上,另一个是如何绑定要文本节点中。
这样思路就来了,我们已经获取到了div的所以子节点了,就在DocumentFragment里面,然后对每一个节点进行处理,看是不是有跟vm实例中有关联的内容,如果有,修改这个节点的内容。然后重新添加入DocumentFragment中。

首先,我们写一个处理每一个节点的函数,如果有input绑定v-model属性或者有{{ xxx }}的文本节点出现,就进行内容替换,替换为vm实例中的data中的内容

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然后,在向碎片化文档中添加节点时,每个节点都处理一下。

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创建Vue的实例化函数

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效果图如下:

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我们成功将内容都绑定到了输入框与文本节点上!

4、实现任务2——【view => model
对于此任务,我们从输入框考虑,输入框的问题,输入框如何改变data。我们通过事件监听器keyup,input等,来获取到最新的value,然后通过Object.defineProperty将获取的最新的value,赋值给实例vm的text,我们把vm实例中的data下的text通过Object.defineProperty设置为访问器属性,这样给vm.text赋值,就触发了set。set函数的作用一个是更新data中的text,另一个等到任务三再说。

首先实现一个响应式监听属性的函数。一旦有赋新值就发生变化

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然后,实现一个观察者,对于一个实例 每一个属性值都进行观察。

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改写编译函数,注意由于改成了访问器属性,访问的方法也产生变化,同时添加了事件监听器,把实例的text值随时更新

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实例函数中,观察data中的所有属性值,注意增添了observe

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最终我们改变input中的内容能改变data中的数据,单页面却没有刷新

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4、实现任务3——【model => view】
通过修改vm实例的属性 该改变输入框的内容 与 文本节点的内容。
这里涉及到一个问题 需要我们注意,当我们修改输入框,改变了vm实例的属性,这是1对1的。
但是,我们可能在页面中多处用到 data中的属性,这是1对多的。也就是说,改变1个model的值可以改变多个view中的值。
这就需要我们引入一个新的知识点:

订阅/发布者模式
订阅发布模式(又称观察者模式)定义了一种一对多的关系,让多个观察者同时监听某一个主题对象,这个主题对象的状态发生改变时就会通知所有观察者对象。

发布者发出通知 => 主题对象收到通知并推送给订阅者 => 订阅者执行相应操作
1
举个例子:

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之前提到的set函数的第二个作用 就是来提醒订阅者 进行noticy操作,告诉他们:“我的text变了!” 文本节点变成了订阅者,接到消息后,立马进行update操作

回顾一下,每当 new 一个 Vue,主要做了两件事:第一个是监听数据:observe(data),第二个是编译 HTML:nodeToFragement(id)。
在监听数据的过程中,我们会为 data 中的每一个属性生成一个主题对象 dep。

在编译 HTML 的过程中,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 容器中。

我们已经实现:修改输入框内容 => 在事件回调函数中修改属性值 => 触发属性的 set 方法。

接下来我们要实现的是:发出通知 dep.notify() => 触发订阅者的 update 方法 => 更新视图。
这里的关键逻辑是:如何将 watcher 添加到关联属性的 dep 中。

注意: 我把直接赋值的操作改为了 添加一个 Watcher 订阅者

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那么,Watcher又该做些什么呢?

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首先,将自己赋给了一个全局变量 Dep.target;

其次,执行了 update 方法,进而执行了 get 方法,get 的方法读取了 vm 的访问器属性,从而触发了访问器属性的 get 方法,get 方法中将该 watcher 添加到了对应访问器属性的 dep 中;

再次,获取属性的值,然后更新视图。

最后,将 Dep.target 设为空。因为它是全局变量,也是 watcher 与 dep 关联的唯一桥梁,任何时刻都必须保证 Dep.target 只有一个值。

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最终我们就实现了这个双向数据绑定功能,虽然很繁琐,但我相信,你多打几遍,一定会对你有所帮助,加油吧!!

最后小编给大家附上源码:

 

<!DOCTYPE html>
<html>

    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title></title>
    </head>

    <body>

        <div id="app">

            <input type="text" v-model="text" /> {{text}}

        </div>

    </body>

    <script type="text/javascript">
        //          编译函数
        function compile(node, vm) {

            var reg = /\{\{(.*)\}\}/; // 来匹配{{xxx}}中的xxx

            //如果是元素节点
            if(node.nodeType === 1) {

                var attr = node.attributes;

                //解析元素节点的所有属性

                for(let i = 0; i < attr.length; i++) {

                    if(attr[i].nodeName == 'v-model') {

                        var name = attr[i].nodeValue //看看是与哪一个数据相关

                        node.addEventListener('input', function(e) { //将与其相关的数据改为最新值
                            vm[name] = e.target.value
                        })

                        node.value = vm.data[name]; //将data中的值赋予给该node

                        node.removeAttribute('v-model')

                    }

                }

            }

            //如果是文本节点

            if(node.nodeType === 3) {

                if(reg.test(node.nodeValue)) {

                    var name = RegExp.$1; //获取到匹配的字符串

                    name = name.trim();

                    //                  node.nodeValue = vm[name]; //将data中的值赋予给该node

                    new Watcher(vm, node, name) //绑定一个订阅者
                }

            }

        }

        //          在向碎片化文档中添加节点时,每个节点都处理一下

        function nodeToFragment(node, vm) {

            var fragment = document.createDocumentFragment();

            var child;

            while(child = node.firstChild) {

                compile(child, vm);

                fragment.appendChild(child);

            }

            return fragment

        }

        //          Vue构造函数     
        //      观察data中的所有属性值,注意增添了observe

        function Vue(options) {

            this.data = options.data;

            observe(this.data, this)

            var id = options.el;

            var dom = nodeToFragment(document.getElementById(id), this)

            //处理完所有节点后,重新把内容添加回去
            document.getElementById(id).appendChild(dom)

        }

        //      实现一个响应式监听属性的函数。一旦有赋新值就发生变化 

        function defineReactive(obj, key, val) {

            var dep = new Dep();

            Object.defineProperty(obj, key, {

                get: function() {

                    if(Dep.target) {

                        dep.addSub(Dep.target)

                    }

                    return val

                },
                set: function(newVal) {

                    if(newVal === val) {

                        return

                    }

                    val = newVal;

                    console.log('新值' + val);

                    //一旦更新立马通知

                    dep.notify();

                }

            })

        }

        //      实现一个观察者,对于一个实例 每一个属性值都进行观察。

        function observe(obj, vm) {

            for(let key of Object.keys(obj)) {

                defineReactive(vm, key, obj[key]);

            }

        }

        //      Watcher监听者

        function Watcher(vm, node, name) {

            Dep.target = this;

            this.vm = vm;
            this.node = node;
            this.name = name;

            this.update();

            Dep.target = null;

        }

        Watcher.prototype = {

            update() {
                this.get();
                this.node.nodeValue = this.value //更改节点内容的关键
            },
            get() {
                this.value = this.vm[this.name] //触发相应的get
            }

        }

        //      dep构造函数

        function Dep() {
            this.subs = []
        }
        Dep.prototype = {
            addSub(sub) {
                this.subs.push(sub)
            },
            notify() {
                this.subs.forEach(function(sub) {
                    sub.update();
                })
            }
        }

        var vm = new Vue({

            el: 'app',

            data: {
                text: '赵刚'
            }

        })
    </script>

</html>
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