浅探VUE的MVVM模式实现

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1、MVVM模式

MVVM的设计思想:关注Model(数据)的变化,让MVVM框架去自动更新DOM的状态,比较主流的实现有:angular的(脏值检测)vue的(数据劫持->发布订阅模式)我们重点了解vue(数据劫持->发布订阅模式)的实现方式,让我们从操作DOM的繁琐操作中解脱出来

2、核心方法Object.defineProperty的理解

我们先简单看一下这个方法它也是用来实现我们数据劫持(数据监听)的关键方法,我们知道vue框架是不兼容IE6~8低版本的,主要是因为它的用到了ES5中的这个Object.defineProperty的方法,而且这个方法暂时没有很好的降级方案。

var a = {};
Object.defineProperty(a, 'b', {    value: 123,         // 设置的属性值    writable: false,    // 是否只读    enumerable: false,  // 是否可枚举    configurable: false //
});
console.log(a.b); //123

方法使用很简单,它接受三个参数,而且都是必填

  • 第一个参数:目标对象
  • 第二个参数:需要定义的属性或方法的名字。
  • 第三个参数:目标属性所拥有的特性

前两个参数比较好理解,主要看第三个参数它是一个对象,看看有哪些属性定义

  • value:属性的值。
  • writable:如果为 false ,属性的值就不能被重写,只能为只读了。
  • enumerable:是否可枚举,默认是false不可枚举的(通常设置为true)
  • configurable:总开关,一旦为false,就不能再设置其他的( value , writable , enumerable)
  • get():函数,获取属性值时执行的方法(不可以和writable、value属性共存)
  • set():函数,设置属性值时执行的方法(不可以和writable、value属性共存)
// 常用定义
var obj = {};
Object.defineProperty(obj, 'school', {    enumerable: true,    get: function() {        
       // 获取属性值时会调用get方法    },    set: function(newVal) {        
       // 设置属性值时会调用set方法        return newVal    } });

我们通过这个Object.defineProperty这个方法,可以实现对定义的引用数据类型的实现监听,被方法监听后的对象,里面定义的值发生被获取和设置操作的时候,会分别触发Object.defineProperty里面参数三的get和set方法。

3、数据劫持

在了解完了Object.defineProperty方法后,我们现在要通过它来实现我们的数据劫持功能Obaerve的方法,看如下代码


function
MyVue(options = {})
{    
   // 将所有的属性挂载到$options身上    this.$options = options;    
   // 获取到data数据(Model)    var data = this._data = this.$options.data;    
   // 劫持数据    observe(data) }

// 给需要观察的对象都添加 Object.defineProperty 的监听
function Observe(data) {    
   for (let key in data) {        
       let val = data[key];        
       // 递归 =》来实现深层的数据监听        observe(val)        
       Object.defineProperty(data, key, {            enumerable: true,            get() {                
               return val            },            set(newval) {                if (val === newval) { //设置的值是否和以前是一样的,如果是就什么都不做                    return                }                val = newval // 这里要把新设置的值也在添加一次数据劫持来实现深度响应,                observe(newval);            }        })    } }
function observe(data) {
   // 这里做一下数据类型的判断,只有引用数据类型才去做数据劫持    if (typeof data != 'object') return    return new Observe(data) }

1)以上代码做了这些事情,先定义了初始换构造函数MyVue我们通过它来获取到我们传进来的数据data和我们定义的DOM节点范围,然后把data传进定好的数据劫持方法observe

2)Observe实现了对数据的监听整体逻辑,这里有个细节点,没有直接用构造函数Observe去劫持我们的数据,而是写多了一个observe的小方法用来new Observe,并且在里面做了引用数据类型的判断。这样做的目的是为了方便递归来实现数据结构的深层监听,因为我们的data结构肯定是复杂多样的,例如下面代码

// 这里数据结构嵌套很多,要实现深层的数据监听采用了递归的实现方式
data: { a: {b:2} , c:{q:12,k:{name:'binhemori'}} , f:'mvvvm',o:[12,5,9,8]}

3)这里还需要注意的是我们在set方法里面有再一次把设置的新值,执行了一遍observe方法,是为了实现深度响应,因为在赋值的时候可能会赋值一个引用数据类型的值,我们知道vue有个特点,是不能新增不存在的属性和不能存在属性没有get和set方法的,如果赋值进来的新属性值是引用数据类型,就会把我们原先执行过数据劫持方法的对象地址给替换掉,而新对象是没有经过数据劫持的就是没有get和set的方法,所以我们在设置新值的时候需要在重新给他执行一遍observe数据劫持,确保开发者不管怎样去设置值的时候都能被劫持到


说了这么多,我们来使用一下看看有没有实现对数据的劫持(数据监听)吧

<div id="app">     
   <div>         <div>这里的数据1======<span style="color: red;">{{a.b}}</span></div>         <div>这里是数据2======<span style="color: green;">{{c}}</span></div>     </div>     <input type="text" v-model="a.b" value=""> </div> <!-- 引入自己定义的mvvm模块 --> <script src="./mvvm.js"></script> <script type="text/javascript">     var myvue = new MyVue({         el: '#app',         data: { a: { b: '你好' }, c: 12, o: [12, 5, 9, 8] }     })
</script>

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可以看到对我们所定义的data中的数据都已经有了get和set方法了,到这里我们对data中数据的变化都是可以监听的到了

4、数据代理

数据代理,我们用过vue的都知道,在实际使用中是能直接通过实例+属性(vm.a)直接获取到数据的,而我们上面的代码要获取到数据还需要这样myvue._data.a这样来获取到数据,中间多了一个 _data 的环节,这样使用起来不是很方便的,下面我们来实现让我们的实例this来代理( _data)数据,从而实现 myvue.a 这样的操作可以直接获取到数据

function MyVue(options = {}) {    
   // 将所有的属性挂载到$options身上    this.$options = options;    
   // 获取到data数据(Model)    var data = this._data = this.$options.data;    observe(data);    
   
   // this 就代理数据 this._data    for (const key in data) {        
   Object.defineProperty(this, key, {            enumerable: true,            get() {                
               // this.a 这里取值的时候 实际上是去_data中的值                return this._data[key]            },            set(newVal) {                // 设置值的时候其实也是去改this._data.a的值                this._data[key] = newVal            }        })    } }

以上代码实现了我们的数据代理,就是在构建实例的时候,把data中的数据遍历一次出来,依次加到我们this上,加的过程中也不要忘记添加Object.defineProperty,只要是数据我们都需要添加监听。如下图我们已经实现了对数据的代理

2

5、编译模板(Compile)

我们已经完成对数据劫持也实现了this对数据的代理,那么接下来要做的就是怎样把数据编译到我们的DOM节点上面,也就是让视图层(view)要展示我们的数据了

// 将数据和节点挂载在一起
function Compile(el, vm) {    
   // el表示替换的范围    vm.$el = document.querySelector(el);    
   // 这里注意我们没有去直接操作DOM,而是把这个步骤移到内存中来操作,这里的操作是不会引发DOM节点的回流    let fragment = document.createDocumentFragment(); // 文档碎片    let child;  
   
   while (child = vm.$el.firstChild) {
       // 将app的内容移入内存中        fragment.appendChild(child);    }
           replace(fragment)    
   function replace(fragment) {        
       Array.from(fragment.childNodes).forEach(function (node) { //循环每一层            let text = node.textContent;            
           let reg = /\{\{(.*)\}\}/g;
                       
           // 这里做了判断只有文本节点才去匹配,而且还要带{{***}}的字符串            if (node.nodeType === 3 && reg.test(text)) {  
               // 把匹配到的内容拆分成数组              
               let arr = RegExp.$1.split('.');                let val = vm;                
               
               // 这里对我们匹配到的定义数组,会依次去遍历它,来实现对实例的深度赋值                arr.forEach(function (k) { // this.a.b  this.c                    val = val[k]                })      
                         
               // 用字符串的replace方法替换掉我们获取到的数据val                node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, val)            }        
                  
           // 这里做了判断,如果有子节点的话 使用递归            if (node.childNodes) {                replace(node)            }        })    }    
   // 最后把编译完的DOM加入到app元素中    vm.$el.appendChild(fragment) }

以上代码实现我们对数据的编译Compile如下图,可以看到我们把获取到el下面所有的子节点都存储到了文档碎片 fragment 中暂时存储了起来(放到内存中),因为这里要去频繁的操作DOM和查找DOM,所以移到内存中操作

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  • 1)先用while循环,先把 el 中所有的子节点都添加到文档碎片中fragment.appendChild(child);
  • 2)然后我们通过replace方法去遍历文档中所有的子节点,将他们文本节点中(node.nodeType = 3)带有{{}} 语法中的内容都获取到,把匹配到的值拆分成数组,然后遍历依次去data中查找获取,遍历的节点如果有子节点的话继续使用replace方法直到反回undefined
  • 3)获取到数据后,用replace方法替换掉文本中{{}}的整块内容,然后在放回el元素中vm.$el.appendChild(fragment),

6、关联视图(view)与数据(model)

在成功的将我们的数据绑定到了DOM节点之后,要实现我们的视图层(view)跟数据层(model)的关联,现在实际上还没有关联起来,因为无法通过改数据值来引发视图的变化,实现这步之前先聊一下JS中比较常用的设计模式发布订阅模式也是vue实现双向数据绑定的很关键的一步

发布订阅模式(又称观察者模式)

我们先简单手动实现一个(就是一个数组关系)

// 发布订阅
function Dep() {    
   this.subs = [] }
// 订阅
Dep.prototype.addSub = function (sub) {    
   this.subs.push(sub) }
// 通知
Dep.prototype.notify = function (sub) {    
   this.subs.forEach(item => item.update()) }
   
// watcher是一个类,通过这个类创建的函数都会有update的方法
function Watcher(fn) {    
   this.fn = fn; } Watcher.prototype.update = function () {    
   this.fn() }

这里用Dep方法来实现订阅和通知,在这个类中有addSub(添加)和notify(通知)两个方法,我们把将要做的事情(函数)通过addSub添加进数组里,等时机一到就notify通知里面所有的方法执行

大家会发现为什么要另外定义一个创建函数的方法watcher,而不是直接把方法扔到addSub中好,这样不是多此一举嘛?其实这样做的有它的目的,其中一个好处就是我们通过watcher创建的函数都会有一个update执行的方法可以方便我们调用。而另外一个用处我下面会讲到,先把它运用起来吧

function replace(fragment) {     
   Array.from(fragment.childNodes).forEach(function (node) {         let text = node.textContent;        
        let reg = /\{\{(.*)\}\}/g;  
             
        if (node.nodeType === 3 && reg.test(text)) {            
            let arr = RegExp.$1.split('.');            
            let val = vm;             arr.forEach(function (k) {                 val = val[k]             })            
            // 在这里运用了Watcher函数来新增要操作的事情             new Watcher(vm, RegExp.$1, function (newVal) {                 node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, newVal)             })             node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, val)         }        
           
        if (node.childNodes) {             replace(node)         }     }) }

可以看到我们把定义函数的方法watcher加到了replace方法里面,但是这里的watcher更刚写编写的多了两个形参vm、RegExp.$1,而且写法也新增了一些内容,因为当new Watcher的时候会引发发生几个操作,来看代码:

// vm做数据代理的地方
function MyVue(options = {}) {    
   this.$options = options;    
   var data = this._data = this.$options.data;    observe(data);    
   for (const key in data) {        
       Object.defineProperty(this, key, {            enumerable: true,            get() {                
               return this._data[key]            },            set(newVal) {                this._data[key] = newVal            }        })    } }
// 数据劫持函数
function Observe(data) {          let dep = new Dep();    
   for (let key in data) {        
       let val = data[key];        observe(val)        
       Object.defineProperty(data, key, {            enumerable: true,            get() {                
               /* 获取值的时候 Dep.target
                  对于着 watcher的实例,把他创建的实例加到订阅队列中
               */
               Dep.target && dep.addSub(Dep.target);                return val            },            set(newval) {                if (val === newval) {                    
                   return                }                val = newval;                observe(newval);                
               // 设置值的时候让所有的watcher.update方法执行即可触发所有数据更新                dep.notify()            }        })    } }

function
Watcher(vm, exp, fn)
{    
   this.fn = fn;    
   // 这里我们新增了一些内容,用来可以获取对于的数据    this.vm = vm;    
   this.exp = exp;    Dep.target = this    let val = vm;    
   let arr = exp.split('.');    
   /* 执行这一步的时候操作的是vm.a,
   而这一步操作其实就是操作的vm._data.a的操作,
   会触发this代理的数据和_data上面的数据
   */
   arr.forEach(function (k) {        val = val[k]    })    Dep.target = null; }
// 这里是设置值操作
Watcher.prototype.update = function () {    
   let val = this.vm;    
   let arr = this.exp.split('.');    arr.forEach(function (k) {        val = val[k]    })    
   this.fn(val) //这里面要传一个新值
}

这里开始会有点绕,一定要理解好操作数据的时候会触发的那个实例上面数据的get和set,操作的是那个数据这个思维

1)首先看在Watcher构造函数中新增了一些私有属性分别代表:

  • Dep.target = this(在构造函数Dep.target临时存储着watcher的当前实例)
  • this.vm = vm(vm = myvue实例)
  • this.exp = exp(exp = 匹配的查找的对象”a.b”是字符串类型的值)

我们存储这些属性后,接下来就要去获取用exp匹配的字符串里面对于数据也就是 vm.a.b,但是此时的exp是个字符串,你不能直接这样取值vm[a.b]这是错误的语法,所以要循环去取到对于的值

arr.forEach(function (k) {        
       // arr = [a,b]        val = val[k] })
  • 第一次循环的时候是vm[a] = {b:12},取到了a这个对象,然后在赋值回去就是把当前的val变成了a这个对象
  • 第二次循环的时候val已经变成了 a对象,此时的k变成了b,val就变成了:a[b] = 12

经过两次遍历后我们获取到值是vm代理数据上面的a对象,也就是会触发代理数据上面对于数据的get的方法(vm.a.b)而这个操作返回的是 this._data[k] 它又会触发 vm._data.a.b 数据上的get方法,也就是走到了Observe 函数里面的get,此时的Dep.target存储的是当前watcher方法的实例(这个实例里面已经有要操作数据的信息),并且把取到最新的值传到了方法中

get() {    
   // 走到这里的时候 Dep.target 已经存储了 watcher的当前实例实例,把他创建的实例加到订阅队列中    Dep.target && dep.addSub(Dep.target);    return val },
   
// 把要做的更新视图层的操作方法用Watcher定义好,里面已经定义好了要操作的对象
new Watcher(vm, RegExp.$1, function (newVal) {    node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, newVal) }) Watcher.prototype.update = function () {    
   let val = this.vm;    
   let arr = this.exp.split('.');    arr.forEach(function (k) {        val = val[k]    })    this.fn(val) // 把对于的新值传递到方法里面
}

这里因为加多了一层 vm.a 这样的数据代理,所以逻辑有点绕,记住这句话就好理解操作 vm.a 代理数据上面值的时候,其实就是操作的vm._data中的数据所以会触发两个地方的get和set方法,好说这么多,我们来看是否实现数据变动触发视图层的变化吧

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这里就实现了数据的变更触发视图层的更新操作了

7、input双向数据绑定的实现

最后一步就来实现视图层的变更触发数据结构的变更操作,上面我们已经把视图与数据关联最核心的代码讲解了,剩下视图变更触发数据变更就比较好实现了

<div id="app">    
   <div>        <div>这里的数据1======<span style="color: red;">{{a.b}}</span></div>        <div>这里是数据2======<span style="color: green;">{{c}}</span></div>    </div>    <input type="text" v-model="a.b" value="">
</div>

<!-- 引入自己定义的mvvm模块 -->
<script src="./mvvm.js"></script>
<script type="text/javascript">    var myvue = new MyVue({        el: '#app',        data: { a: { b: '你好' }, c: 12, o: [12, 5, 9, 8] }    })
</script>
// 获取所有元素节点
if (node.nodeType === 1) {    
   let nodeAttr = node.attributes    
   Array.from(nodeAttr).forEach(function (attr) {        
       let name = attr.name; // v-model="a.b"        let exp = attr.value; // a.b        if (name.indexOf('v-') >= 0) {            
           let val = vm;            
           let arr = exp.split('.');            arr.forEach(function (n) {                val = val[n]            })            
           // 这个还好处理,取到对应的值设置给input.value就好            node.value = val;        }        
       // 这里也要定义一个Watcher,因为数据变更的时候也要变更带有v-model属性名的值        new Watcher(vm, exp, function (newVal) {            node.value = newVal        })        
       // 这里是视图变化的时候,变更数据结构上面的值        node.addEventListener('input', function (e) {            
           let newVal = e.target.value            
           if (name.indexOf('v-') >= 0) {                
               let val = vm;                
               let arr = exp.split('.');                arr.forEach(function (k,index) {                        if (typeof val[k] === 'object') {                        val = val[k]                    } else{                        
                   if (index === arr.length-1) {                            val[k] = newVal                        }                    }                })            }        })    }) }

上面代码对数据变更触发视图层变更的逻辑更上一节一样即可,主要是node.addEventListener(‘input’)这里设置数据的问题,其实原理跟第六节关联视图(view)与数据(model)的逻辑一样,有一定需要注意的是这边加了一个引用数据类型的判断,不然他的循环会到最底层的数据类型值(也就是基础数据类型)
1)这里判断到取到的不是对象数据类型,不做替换操作 (val = val[k])
2)判断是不是已经最后一个层级了index === arr.length-1,如果是的话直接把input中的值赋值进当前数据中即可

arr.forEach(function (k,index) {     
    if (typeof val[k] === 'object') {        
       // 如果有嵌套的话就继续查找        val = val[k]    } else{        
       if (index === arr.length-1) {            
       // 查找到最后一个后直接赋值            val[k] = newVal        }    } })

以上是整个mvvm双向数据绑定的简单实现原理,内容有些哪里解释不通顺的地方或有更好的意见欢迎留言:)

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