Vue底层实现原理总结
织梦520 人气:0要实现MVVM 响应式原理,要实现如下几点
1、实现一个数据监听器Observer,能够对数据对象的所有属性进行监听,如有变动可拿到最新值并通知订阅者
2、实现一个指令解析器Compile,对每个元素节点的指令进行扫描和解析,根据指令模板替换数据,以及绑定相应的更新函数
3、实现一个Watcher,作为连接Observer和Compile的桥梁,能够订阅并收到每个属性变动的通知,执行指令绑定的相应回调函数,从而更新视图
4、mvvm入口函数,整合以上三者
1、实现Observer
我们知道可以利用 Object.defineProperty() 来监听属性变化,那么将需要observe的数据对象进行递归遍历,包括子属性对象的属性,都加上 setter和getter 这样的话,给这个对象的某个值赋值,就会触发setter,那么就能监听到了数据变化。。。相关代码可以是这样:
var data = {name: 'zhimeng'}; observe(data); data.name = 'zhimeng520'; // 哈哈哈,监听到值变化了 zhimeng --> zhimeng520 function observe(data) { if (!data || typeof data !== 'object') { return; } // 取出所有属性遍历 Object.keys(data).forEach(function(key) { defineReactive(data, key, data[key]); }); }; function defineReactive(data, key, val) { observe(val); // 监听子属性 Object.defineProperty(data, key, { enumerable: true, // 可枚举 configurable: false, // 不能再define get: function() { return val; }, set: function(newVal) { console.log('哈哈哈,监听到值变化了 ', val, ' --> ', newVal); val = newVal; } }); }
这样我们已经可以监听每个数据的变化了,那么监听到变化之后就是怎么通知订阅者了,所以接下来我们需要实现一个消息订阅器,很简单,维护一个数组,用来收集订阅者,数据变动触发notify,再调用订阅者的update方法,代码改善之后是这样:
// ... 省略 function defineReactive(data, key, val) { var dep = new Dep(); observe(val); // 监听子属性 Object.defineProperty(data, key, { // ... 省略 set: function(newVal) { if (val === newVal) return; console.log('哈哈哈,监听到值变化了 ', val, ' --> ', newVal); val = newVal; dep.notify(); // 通知所有订阅者 } }); } function Dep() { this.subs = []; } Dep.prototype = { addSub: function(sub) { this.subs.push(sub); }, notify: function() { this.subs.forEach(function(sub) { sub.update(); }); } };
那么问题来了,谁是订阅者?怎么往订阅器添加订阅者?
没错,上面的思路整理中我们已经明确订阅者应该是Watcher, 而且var dep = new Dep();是在 defineReactive方法内部定义的,所以想通过dep添加订阅者,就必须要在闭包内操作,所以我们可以在 getter里面动手脚:
// Observer.js // ...省略 Object.defineProperty(data, key, { get: function() { // 由于需要在闭包内添加watcher,所以通过Dep定义一个全局target属性,暂存watcher, 添加完移除 Dep.target && dep.addDep(Dep.target); return val; } // ... 省略 }); // Watcher.js Watcher.prototype = { get: function(key) { Dep.target = this; this.value = data[key]; // 这里会触发属性的getter,从而添加订阅者 Dep.target = null; } }
这里已经实现了一个Observer了,已经具备了监听数据和数据变化通知订阅者的功能 完整代码 那么接下来就是实现Compile了
2、实现Compile
compile主要做的事情是解析模板指令,将模板中的变量替换成数据,然后初始化渲染页面视图,并将每个指令对应的节点绑定更新函数,添加监听数据的订阅者,一旦数据有变动,收到通知,更新视图,如图所示:
因为遍历解析的过程有多次操作dom节点,为提高性能和效率,会先将跟节点el转换成文档碎片fragment进行解析编译操作,解析完成,再将fragment添加回原来的真实dom节点中
function Compile(el) { this.$el = this.isElementNode(el) ? el : document.querySelector(el); if (this.$el) { this.$fragment = this.node2Fragment(this.$el); this.init(); this.$el.appendChild(this.$fragment); } } Compile.prototype = { init: function() { this.compileElement(this.$fragment); }, node2Fragment: function(el) { var fragment = document.createDocumentFragment(), child; // 将原生节点拷贝到fragment while (child = el.firstChild) { fragment.appendChild(child); } return fragment; } };
compileElement方法将遍历所有节点及其子节点,进行扫描解析编译,调用对应的指令渲染函数进行数据渲染,并调用对应的指令更新函数进行绑定,详看代码及注释说明:
Compile.prototype = { // ... 省略 compileElement: function(el) { var childNodes = el.childNodes, me = this; [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) { var text = node.textContent; var reg = /\{\{(.*)\}\}/; // 表达式文本 // 按元素节点方式编译 if (me.isElementNode(node)) { me.compile(node); } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) { me.compileText(node, RegExp.$1); } // 遍历编译子节点 if (node.childNodes && node.childNodes.length) { me.compileElement(node); } }); }, compile: function(node) { var nodeAttrs = node.attributes, me = this; [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) { // 规定:指令以 v-xxx 命名 // 如 <span v-text="content"></span> 中指令为 v-text var attrName = attr.name; // v-text if (me.isDirective(attrName)) { var exp = attr.value; // content var dir = attrName.substring(2); // text if (me.isEventDirective(dir)) { // 事件指令, 如 v-on:click compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir); } else { // 普通指令 compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp); } } }); } }; // 指令处理集合 var compileUtil = { text: function(node, vm, exp) { this.bind(node, vm, exp, 'text'); }, // ...省略 bind: function(node, vm, exp, dir) { var updaterFn = updater[dir + 'Updater']; // 第一次初始化视图 updaterFn && updaterFn(node, vm[exp]); // 实例化订阅者,此操作会在对应的属性消息订阅器中添加了该订阅者watcher new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) { // 一旦属性值有变化,会收到通知执行此更新函数,更新视图 updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue); }); } }; // 更新函数 var updater = { textUpdater: function(node, value) { node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value; } // ...省略 };
这里通过递归遍历保证了每个节点及子节点都会解析编译到,包括了{{}}表达式声明的文本节点。指令的声明规定是通过特定前缀的节点属性来标记,如<span v-text="content" other-attr中v-text便是指令,而other-attr不是指令,只是普通的属性。
监听数据、绑定更新函数的处理是在compileUtil.bind()这个方法中,通过new Watcher()添加回调来接收数据变化的通知
至此,一个简单的Compile就完成了,完整代码。接下来要看看Watcher这个订阅者的具体实现了
3、实现Watcher
Watcher订阅者作为Observer和Compile之间通信的桥梁,主要做的事情是:
1、在自身实例化时往属性订阅器(dep)里面添加自己
2、自身必须有一个update()方法
3、待属性变动dep.notice()通知时,能调用自身的update()方法,并触发Compile中绑定的回调,则功成身退。
如果有点乱,可以回顾下前面的思路整理
function Watcher(vm, exp, cb) { this.cb = cb; this.vm = vm; this.exp = exp; // 此处为了触发属性的getter,从而在dep添加自己,结合Observer更易理解 this.value = this.get(); } Watcher.prototype = { update: function() { this.run(); // 属性值变化收到通知 }, run: function() { var value = this.get(); // 取到最新值 var oldVal = this.value; if (value !== oldVal) { this.value = value; this.cb.call(this.vm, value, oldVal); // 执行Compile中绑定的回调,更新视图 } }, get: function() { Dep.target = this; // 将当前订阅者指向自己 var value = this.vm[exp]; // 触发getter,添加自己到属性订阅器中 Dep.target = null; // 添加完毕,重置 return value; } }; // 这里再次列出Observer和Dep,方便理解 Object.defineProperty(data, key, { get: function() { // 由于需要在闭包内添加watcher,所以可以在Dep定义一个全局target属性,暂存watcher, 添加完移除 Dep.target && dep.addDep(Dep.target); return val; } // ... 省略 }); Dep.prototype = { notify: function() { this.subs.forEach(function(sub) { sub.update(); // 调用订阅者的update方法,通知变化 }); } };
实例化Watcher的时候,调用get()方法,通过Dep.target = watcherInstance标记订阅者是当前watcher实例,强行触发属性定义的getter方法,getter方法执行的时候,就会在属性的订阅器dep添加当前watcher实例,从而在属性值有变化的时候,watcherInstance就能收到更新通知。
ok, Watcher也已经实现了,完整代码
基本上vue中数据绑定相关比较核心的几个模块也是这几个,猛戳这里 在src 目录可找到vue源码。
最后来讲讲MVVM入口文件的相关逻辑和实现吧,相对就比较简单了~
4、实现MVVM
MVVM作为数据绑定的入口,整合Observer、Compile和Watcher三者,通过Observer来监听自己的model数据变化,通过Compile来解析编译模板指令,最终利用Watcher搭起Observer和Compile之间的通信桥梁,达到数据变化 -> 视图更新;视图交互变化(input) -> 数据model变更的双向绑定效果。
一个简单的MVVM构造器是这样子:
function MVVM(options) { this.$options = options; var data = this._data = this.$options.data; observe(data, this); this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this) }
但是这里有个问题,从代码中可看出监听的数据对象是options.data,每次需要更新视图,则必须通过var vm = new MVVM({data:{name: 'zhimeng'}}); vm._data.name = 'zhimeng520'; 这样的方式来改变数据。
显然不符合我们一开始的期望,我们所期望的调用方式应该是这样的:
var vm = new MVVM({data: {name: 'zhimeng'}}); vm.name = 'zhimeng520';
所以这里需要给MVVM实例添加一个属性代理的方法,使访问vm的属性代理为访问vm._data的属性,改造后的代码如下:
function MVVM(options) { this.$options = options; var data = this._data = this.$options.data, me = this; // 属性代理,实现 vm.xxx -> vm._data.xxx Object.keys(data).forEach(function(key) { me._proxy(key); }); observe(data, this); this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this) } MVVM.prototype = { _proxy: function(key) { var me = this; Object.defineProperty(me, key, { configurable: false, enumerable: true, get: function proxyGetter() { return me._data[key]; }, set: function proxySetter(newVal) { me._data[key] = newVal; } }); } };
要围绕“几种实现双向绑定的做法”、“实现Observer”、“实现Compile”、“实现Watcher”、“实现MVVM”这几个模块来阐述了双向绑定的原理和实现。并根据思路流程渐进梳理讲解了一些细节思路和比较关键的内容点,以及通过展示部分关键代码讲述了怎样一步步实现一个双向绑定MVVM。
参考 https://github.com/DMQ/mvvm/blob
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