Vue數據雙向綁定原理及簡單實現

　　嘿，Goodgirl and GoodBoy,點進來了就看完點個贊再go. 

　　Vue這個框架就不簡單介紹了，它最大的特性就是數據的雙向綁定以及虛擬dom.核心就是用數據來驅動視圖層的改變.先看一段代碼.

一、示例　

var vm = new Vue({ data: { obj: { a: 1 } }, created: function () { console.log(this.obj); } });

二、實現原理

vue數據雙向綁定是通過數據劫持結合發佈者-訂閱者模式的方式來實現的.
1）數據劫持、vue是通過Object.defineProperty()來實現數據劫持，其中會有getter()和setter方法；當讀取屬性值時，就會觸發getter()方法，在view中如果數據發生了變化，就會通
過Object.definePr
operty( )對屬性設置一個setter函數，當數據改變了就會來觸發這個函數；

三、實現步驟　

1、實現Observer
ok, 思路已經整理完畢，也已經比較明確相關邏輯和模塊功能了，let's do it
我們知道可以利用Obeject.defineProperty()來監聽屬性變動
那麼將需要observe的數據對象進行遞歸遍歷，包括子屬性對象的屬性，都加上 setter和getter
這樣的話，給這個對象的某個值賦值，就會觸發setter，那麼就能監聽到了數據變化。。相關代碼可以是這樣：

var data = {name: 'kindeng'};
observe(data);
data.name = 'dmq'; // 哈哈哈，監聽到值變化了 kindeng --> dmq

function observe(data) {
    if (!data || typeof data !== 'object') {
        return;
    }
    // 取出所有屬性遍歷
    Object.keys(data).forEach(function(key) {
        defineReactive(data, key, data[key]);
    });
};

function defineReactive(data, key, val) {
    observe(val); // 監聽子屬性
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true, // 可枚舉
        configurable: false, // 不能再define
        get: function() {
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            console.log('哈哈哈，監聽到值變化了 ', val, ' --> ', newVal);
            val = newVal;
        }
    });
}
這樣我們已經可以監聽每個數據的變化了，那麼監聽到變化之後就是怎麼通知訂閱者了，所以接下來我們需要實現一個消息訂閱器，很簡單，維護一個數組，用來收集訂閱者，數據變動觸發notify，再調用訂閱者的update方法，代碼改善之後是這樣：

// ... 省略
function defineReactive(data, key, val) {
    var dep = new Dep();
    observe(val); // 監聽子屬性

    Object.defineProperty(data, key, {
        // ... 省略
        set: function(newVal) {
            if (val === newVal) return;
            console.log('哈哈哈，監聽到值變化了 ', val, ' --> ', newVal);
            val = newVal;
            dep.notify(); // 通知所有訂閱者
        }
    });
}

function Dep() {
    this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
    addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },
    notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();
        });
    }
};
那麼問題來了，誰是訂閱者？怎麼往訂閱器添加訂閱者？
沒錯，上面的思路整理中我們已經明確訂閱者應該是Watcher, 而且var dep = new Dep();是在 defineReactive方法內部定義的，所以想通過dep添加訂閱者，就必須要在閉包內操作，所以我們可以在 getter裡面動手腳：

// Observer.js
// ...省略
Object.defineProperty(data, key, {
    get: function() {
        // 由於需要在閉包內添加watcher，所以通過Dep定義一個全局target屬性，暫存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];    // 這裡會觸發屬性的getter，從而添加訂閱者
        Dep.target = null;
    }
}
這裡已經實現了一個Observer了，已經具備了監聽數據和數據變化通知訂閱者的功能，完整代碼。那麼接下來就是實現Compile了

2、實現Compile
compile主要做的事情是解析模板指令，將模板中的變數替換成數據，然後初始化渲染頁面視圖，並將每個指令對應的節點綁定更新函數，添加監聽數據的訂閱者，一旦數據有變動，收到通知，更新視圖，如圖所示：
圖片描述

因為遍歷解析的過程有多次操作dom節點，為提高性能和效率，會先將跟節點el轉換成文檔碎片fragment進行解析編譯操作，解析完成，再將fragment添加回原來的真實dom節點中

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;
        // 將原生節點拷貝到fragment
        while (child = el.firstChild) {
            fragment.appendChild(child);
        }
        return fragment;
    }
};
compileElement方法將遍歷所有節點及其子節點，進行掃描解析編譯，調用對應的指令渲染函數進行數據渲染，並調用對應的指令更新函數進行綁定，詳看代碼及註釋說明：

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 = /\{\{(.*)\}\}/;    // 表達式文本
            // 按元素節點方式編譯
            if (me.isElementNode(node)) {
                me.compile(node);
            } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {
                me.compileText(node, RegExp.$1);
            }
            // 遍歷編譯子節點
            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                me.compileElement(node);
            }
        });
    },

    compile: function(node) {
        var nodeAttrs = node.attributes, me = this;
        [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {
            // 規定：指令以 v-xxx 命名
            // 如 <span v-text="content"></span> 中指令為 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);
                }
            }
        });
    }
};

// 指令處理集合
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'];
        // 第一次初始化視圖
        updaterFn && updaterFn(node, vm[exp]);
        // 實例化訂閱者，此操作會在對應的屬性消息訂閱器中添加了該訂閱者watcher
        new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {
            // 一旦屬性值有變化，會收到通知執行此更新函數，更新視圖
            updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
        });
    }
};

// 更新函數
var updater = {
    textUpdater: function(node, value) {
        node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    }
    // ...省略
};
這裡通過遞歸遍歷保證了每個節點及子節點都會解析編譯到，包括了{{}}表達式聲明的文本節點。指令的聲明規定是通過特定首碼的節點屬性來標記，如<span v-text="content" other-attr中v-text便是指令，而other-attr不是指令，只是普通的屬性。
監聽數據、綁定更新函數的處理是在compileUtil.bind()這個方法中，通過new Watcher()添加回調來接收數據變化的通知

至此，一個簡單的Compile就完成了，完整代碼。接下來要看看Watcher這個訂閱者的具體實現了

3、實現Watcher
Watcher訂閱者作為Observer和Compile之間通信的橋梁，主要做的事情是:
1、在自身實例化時往屬性訂閱器(dep)裡面添加自己
2、自身必須有一個update()方法
3、待屬性變動dep.notice()通知時，能調用自身的update()方法，並觸發Compile中綁定的回調，則功成身退。
如果有點亂，可以回顧下前面的思路整理

function Watcher(vm, exp, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.exp = exp;
    // 此處為了觸發屬性的getter，從而在dep添加自己，結合Observer更易理解
    this.value = this.get(); 
}
Watcher.prototype = {
    update: function() {
        this.run();    // 屬性值變化收到通知
    },
    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); // 執行Compile中綁定的回調，更新視圖
        }
    },
    get: function() {
        Dep.target = this;    // 將當前訂閱者指向自己
        var value = this.vm[exp];    // 觸發getter，添加自己到屬性訂閱器中
        Dep.target = null;    // 添加完畢，重置
        return value;
    }
};
// 這裡再次列出Observer和Dep，方便理解
Object.defineProperty(data, key, {
    get: function() {
        // 由於需要在閉包內添加watcher，所以可以在Dep定義一個全局target屬性，暫存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(); // 調用訂閱者的update方法，通知變化
        });
    }
};
實例化Watcher的時候，調用get()方法，通過Dep.target = watcherInstance標記訂閱者是當前watcher實例，強行觸發屬性定義的getter方法，getter方法執行的時候，就會在屬性的訂閱器dep添加當前watcher實例，從而在屬性值有變化的時候，watcherInstance就能收到更新通知。

四、簡單實現方法

<body>
   <div id="app">
       <input type="text" id="txt">
       <p id="show-txt"></p>
   </div>
   <script>
       var obj = {}
       Object.defineProperty(obj, 'txt', {
           get: function () {
               return obj
           },
           set: function (newValue) {
               document.getElementById('txt').value = newValue
               document.getElementById('show-txt').innerHTML = newValue
           }
       })
       document.addEventListener('keyup', function (e) {
           obj.txt = e.target.value
       })
   </script>
</body>

註、可能有很多不正確的地方，請多多指教。   along