手動實(shí)現(xiàn)vue2.0的雙向數(shù)據(jù)綁定原理

一句話概括：數(shù)據(jù)劫持（Object.defineProperty）+發(fā)布訂閱模式

雙向數(shù)據(jù)綁定有三大核心模塊（dep 、observer、watcher）,它們之間是怎么連接的，下面來一一介紹。為了大家更好的理解雙向數(shù)據(jù)綁定原理以及它們之間是如何實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)的，先帶領(lǐng)大家復(fù)習(xí)一下發(fā)布訂閱模式。

一.首先了解什么是發(fā)布訂閱模式

直接上代碼：一個簡單的發(fā)布訂閱模式，幫助大家更好的理解雙向數(shù)據(jù)綁定原理

//發(fā)布訂閱模式
function Dep() {
    this.subs = []//收集依賴（也就是手機(jī)watcher實(shí)例），
}
Dep.prototype.addSub = function (sub) { //添加訂閱者
    this.subs.push(sub); //實(shí)際上添加的是watcher這個實(shí)例
}
Dep.prototype.notify = function (sub) { //發(fā)布，這個方法的作用是遍歷數(shù)組，讓每個訂閱者的update方法去執(zhí)行
    this.subs.forEach((sub) => sub.update())
}

function Watcher(fn) {
    this.fn = fn;
}
Watcher.prototype.update = function () { //添加一個update屬性讓每一個實(shí)例都可以繼承這個方法
    this.fn();
}
let watcher = new Watcher(function () {
    alert(1)
});//訂閱
let dep = new Dep();
dep.addSub(watcher);//添加依賴，添加訂閱者
dep.notify();//發(fā)布，讓每個訂閱者的update方法執(zhí)行

二.new Vue()的時候做了什么？

只是針對雙向數(shù)據(jù)綁定做說明

<template>
      <div id="app">
        <div>obj.text的值:{{obj.text}}</div>
        <p>word的值:{{word}}</p>
        <input type="text" v-model="word">
    </div>
</template>
<script>
   new Vue({
        el: "#app",
        data: {
            obj: {
                text: "向上",
            },
            word: "學(xué)習(xí)"
        },
        methods:{
        //  ...
        }
    })
</script>

Vue 構(gòu)造函數(shù)都干什么了？

function Vue(options = {}) {
    this.$options = options;//接收參數(shù)
    var data = this._data = this.$options.data;
    observer(data);//對data中的數(shù)據(jù)進(jìn)型循環(huán)遞歸綁定
    for (let key in data) {
       let val = data[key];
       observer(val);
       Object.defineProperty(this, key, {
           enumerable: true,
           get() {
               return this._data[key];
           },
           set(newVal) {
               this._data[key] = newVal;
           }
        })
    }
    new Compile(options.el, this)
};

在 new Vue({…})構(gòu)造函數(shù)時，首先獲取參數(shù) options ,然后把參數(shù)中的 data 數(shù)據(jù)賦值給當(dāng)前實(shí)例的 _data 屬性上（this._data = this.$options.data），重點(diǎn)來了，那下面的遍歷是為什么呢？首先我們在操作數(shù)據(jù)的時候是 this.word 獲取，而不是 this._data.word,所以是做了一個映射，在獲取數(shù)據(jù)的時候 this.word，其實(shí)是獲取的 this._data.word 的值,大家可以在自己項(xiàng)目中輸出this查看一下

1.接下來看看 observer 方法干了什么

function observer(data) {
    if (typeof data !== "object") return;
    return new Observer(data);//返回一個實(shí)例
}
function Observer(data) {
    let dep = new Dep();//創(chuàng)建一個dep實(shí)例
    for (let key in data) {//對數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)遞歸綁定
        let val = data[key];
        observer(val);
        Object.defineProperty(data, key, {
            enumerable: true,
            get() {
               Dep.target && dep.depend(Dep.target);//Dep.target就是Watcher的一個實(shí)例
                return val;
            },
            set(newVal) {
                if (newVal === val) {
                    return;
                }
                val = newVal;
                observer(newVal);
                dep.notify() //讓所有方法執(zhí)行
            }
        })
    }
}

Observer 構(gòu)造函數(shù)，首先 let dep=new Dep(),作為之后的觸發(fā)數(shù)據(jù)劫持的 get 方法和 set 方法時，去收集依賴和發(fā)布時調(diào)用，主要的操作就是通過 Object.defineProperty 對 data 數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)遞歸綁定，使用 getter/setter 修改其默認(rèn)讀寫，用于收集依賴和發(fā)布更新。

2.再來看看 Compile 具體干了那些事情

function Compile(el, vm) {
    vm.$el = document.querySelector(el);
    let fragment = document.createDocumentFragment(); //創(chuàng)建文檔碎片，是object類型
    while (child = vm.$el.firstChild) {
        fragment.appendChild(child);
    };//用while循環(huán)把所有節(jié)點(diǎn)都添加到文檔碎片中，之后都是對文檔碎片的操作，最后再把文檔碎片添加到頁面中,這里有一個很重要的特性是，如果使用appendChid方法將原dom樹中的節(jié)點(diǎn)添加到fragment中時，會刪除原來的節(jié)點(diǎn)。
    replace(fragment);

    function replace(fragment) {
        Array.from(fragment.childNodes).forEach((node) => {//循環(huán)所有的節(jié)點(diǎn)
            let text = node.textContent;
            let reg = /\{\{(.*)\}\}/;
            if (node.nodeType === 3 && reg.test(text)) {//判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是不是文本節(jié)點(diǎn)且符不符合{{obj.text}}的輸出方式，如果滿足條件說明它是雙向的數(shù)據(jù)綁定，要添加訂閱者（watcher）
                console.log(RegExp.$1); //obj.text
                let arr = RegExp.$1.split("."); //轉(zhuǎn)換成數(shù)組的方式[obj,text]，方便取值
                let val = vm;
                arr.forEach((key) => { //實(shí)現(xiàn)取值this.obj.text
                    val = val[key];
                });
                new Watcher(vm, RegExp.$1, function (newVal) {
                    node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, newVal)
                });
                node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, val); //對節(jié)點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行初始化的賦值
            }
            if (node.nodeType === 1) { //說明是元素節(jié)點(diǎn)
                let nodeAttrs = node.attributes;
                Array.from(nodeAttrs).forEach((item) => {
                    if (item.name.indexOf("v-") >= 0) {//判斷是不是v-model這種指令
                        node.value = vm[item.value]//對節(jié)點(diǎn)賦值操作
                    }
                    //添加訂閱者
                    new Watcher(vm, item.value, function (newVal) {
                        node.value = vm[item.value]
                    });
                    node.addEventListener("input", function (e) {
                        let newVal = e.target.value;
                        vm[item.value] = newVal;
                    })
                })
            }
            if (node.childNodes) { //這個節(jié)點(diǎn)里還有子元素，再遞歸
                replace(node);
            }
        })
    }

    //這是頁面中的文檔已經(jīng)沒有了，所以還要把文檔碎片放到頁面中
    vm.$el.appendChild(fragment);
}

Compile（編譯方法）首先解釋一下 DocuemntFragment（文檔碎片）它是一個 dom 節(jié)點(diǎn)收容器，當(dāng)你創(chuàng)造了多個節(jié)點(diǎn)，當(dāng)每個節(jié)點(diǎn)都插入到文檔當(dāng)中都會引發(fā)一次回流，也就是說瀏覽器要回流多次，十分耗性能，而使用文檔碎片就是把多個節(jié)點(diǎn)都先放入到一個容器中，最后再把整個容器直接插入就可以了，瀏覽器只回流了1次。
Compile 方法首先遍歷文檔碎片的所有節(jié)點(diǎn)，
1.判斷是否是文本節(jié)點(diǎn)且符不符合{{obj.text}}的雙大括號的輸出方式，如果滿足條件說明它是雙向的數(shù)據(jù)綁定，要添加訂閱者（watcher），new Watcher(vm，動態(tài)綁定的變量，回調(diào)函數(shù)fn)
2.判斷是否是元素節(jié)點(diǎn)且屬性中是否含有 v-model 這種指令，如果滿足條件說明它是雙向的數(shù)據(jù)綁定，要添加訂閱者（watcher），new Watcher(vm，動態(tài)綁定的變量，回調(diào)函數(shù)fn) ，直至遍歷完成。最后別忘了把文檔碎片放到頁面中

3.Dep構(gòu)造函數(shù)（怎么收集依賴的）

var uid=0;
//發(fā)布訂閱
function Dep() {
    this.id=uid++;
    this.subs = [];
}
Dep.prototype.addSub = function (sub) { //訂閱
    this.subs.push(sub); //實(shí)際上添加的是watcher這個實(shí)例
}
Dep.prototype.depend = function () { // 訂閱管理器
    if(Dep.target){//只有Dep.target存在時采取添加
        Dep.target.addDep(this);
    }
}
Dep.prototype.notify = function (sub) { //發(fā)布，遍歷數(shù)組讓每個訂閱者的update方法去執(zhí)行
    this.subs.forEach((sub) => sub.update())
}

Dep 構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部有一個 id 和一個 subs，id=uid++ ,id用于作為 dep 對象的唯一標(biāo)識，subs 就是保存 watcher 的數(shù)組。depend 方法就是一個訂閱的管理器，會調(diào)用當(dāng)前 watcher 的 addDep 方法添加訂閱者，當(dāng)觸發(fā)數(shù)據(jù)劫持（Object.defineProperty）的 get 方法時會調(diào)用 Dep.target && dep.depend(Dep.target)添加訂閱者,當(dāng)數(shù)據(jù)改變時觸發(fā)數(shù)據(jù)劫持（Object.defineProperty）的 set 方法時會調(diào)用 dep.notify 方法更新操作。

4.Watcher構(gòu)造函數(shù)干了什么

function Watcher(vm, exp, fn) {
   this.fn = fn;
   this.vm = vm;
   this.exp = exp //
   this.newDeps = [];
   this.depIds = new Set();
   this.newDepIds = new Set();
   Dep.target = this; //this是指向當(dāng)前（Watcher）的一個實(shí)例
   let val = vm;
   let arr = exp.split(".");
   arr.forEach((k) => { //取值this.obj.text
       val = val[k] //取值this.obj.text,就會觸發(fā)數(shù)據(jù)劫持的get方法,把當(dāng)前的訂閱者（watcher實(shí)例）添加到依賴中
   });
   Dep.target = null;
}
Watcher.prototype.addDep = function (dep) {
   var id=dep.id;
   if(!this.newDepIds.has(id)){
       this.newDepIds.add(id);
       this.newDeps.push(dep);
       if(!this.depIds.has(id)){
           dep.addSub(this);
       }
   }
  
}
Watcher.prototype.update = function () { //這就是每個綁定的方法都添加一個update屬性
   let val = this.vm;
   let arr = this.exp.split(".");
   arr.forEach((k) => { 
       val = val[k] //取值this.obj.text，傳給fn更新操作
   });
   this.fn(val); //傳一個新值
}

Watcher 構(gòu)造函數(shù)干了什么
1.接收參數(shù)，定義了幾個私有屬性( this.newDep ,this.depIds,this.newDepIds)
2. Dep.target = this，通過參數(shù)進(jìn)行 data 取值操作，這就會觸發(fā) Object.defineProperty 的 get 方法，它會通過訂閱者管理器（dep.depend()）添加訂閱者，添加完之后再將 Dep.target=null 置為空;
3.原型上的 addDep 是通過id這個唯一標(biāo)識，和幾個私有屬性的判斷防止訂閱者被多次重復(fù)添加
4.update 方法就是當(dāng)數(shù)據(jù)更新時，dep.notify（）執(zhí)行，觸發(fā)訂閱者的 update 這個方法， 執(zhí)行發(fā)布更新操作。

總結(jié)一下 vue2.0 中雙向數(shù)據(jù)綁定，簡單來說就是 Observer、Watcher、Dep 三大部分；
1.首先用 Object.defineProperty()循環(huán)遞歸實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)劫持，為每個屬性分配一個訂閱者集合的管理數(shù)組 dep；
2.在編譯的時候，創(chuàng)建文檔碎片，把所有節(jié)點(diǎn)添加到文檔碎片中，遍歷文檔碎片的所有結(jié)點(diǎn)，如果是{{}}，v-model 這種，new Watcher()實(shí)例并向 dep 的 subs 數(shù)組中添加該實(shí)例
3.最后修改值就會觸發(fā) Object.defineProperty() 的 set 方法，在 set 方法中會執(zhí)行 dep.notify（），然后循環(huán)調(diào)用所有訂閱者的 update 方法更新視圖。