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简述 VUE 响应式原理、双向绑定

前言

我们可能经常疑惑,Vue是怎么实现数据更新,视图变化。
视图变化,数据也能同样得到更新。

响应式原理

那么,我们来先看下面一张图:

image.png

整体流程:

  1. 我们得创建一个vue 对象。记录下参数 options 传递过来的选项,通过 _proxyData 把 data 中的属性注入Vue 实例中,就可以通过 this.xxx 调用了
  2. 创建 observer,作用是数据劫持,将 data 中属性,转换成 get,set。当数据变化的时候,触发变化,告诉 Dep: 我数据变化了,需要调用你的 notify 方法
  3. 而 Dep 的 notify 方法,又去调用 Watcher 的 updater 方法,也就是发送通知,告诉它,我的数据变了,你要更新视图了,此时 watcher 的 updater 方法就回去更新视图
  4. 当我们创建 watcher 对象的时候,也会把当前的 watcher 对象添加到 Dep 的 subs 数组中。也就是收集依赖,让 Dep 记录下来
  5. 在创建完 observer 的同时,也会创建 Compiler 对象,就是去解析指令,差值表达式等,在页面首次加载时,会调用 compiler 里面的方法更新视图。同时,还要去订阅数据变化(当数据变化时,Dep会通知Watcher),绑定更新视图(创建watcher时传递的回调函数,用它去更新视图)
  6. 总体来说:当页面首次加载时,是通过 Compiler 更新视图,当数据变化时,通过 Watcher 更新视图

创建 vue 对象

记录下参数 options,通过 _proxyData 把 data 中的属性 注入Vue实例中,就可以通过 this.xxx 调用了

class Vue {
  constructor(options) {
    // 1. 通过属性保存选项的数据
    this.$options = options || {}
    this.$data = options.data || {}
    this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
    // 2. 把 data 中的成员转换成 getter 和 setter, 注入vue 实例中
    this._proxyData(this.$data)
    // 3. 调用 observer 对象,监听数据的变化
    new Observer(this.$data)
    // 4. 调用 compiler 对象,解析指令和差值表达式
    new Compiler(this)
  }
  _proxyData (data) {
    // 遍历 data 中所有属性
    Object.keys(data).forEach(key => {
      // 这里是注入到 vue 实例 中 方便后续使用
      Object.defineProperty(this, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get() {
          return data[key]
        },
        set(newval) {
          if (newval === data[key]) return
          data[key] = newval
        }
      })
    })
    // 把 data 的属性注入到 vue 实例中
  }
}
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创建 observer

作用是数据劫持,将 data 中属性,转换成 get,set

class Observer {
  constructor(data) {
    this.walk(data)
  }
  walk(data) {
    // 1. 判断data 是否是对象,保证代码健壮性
    if (!data || typeof data !== 'object') return
    // 2. 遍历 data 对象的所有属性
    Object.keys(data).forEach(key => {
      this.defineReactive(data, key, data[key])
    })
  }
  defineReactive(obj, key, val) {
    const that = this
    // 收集依赖,并发送通知
    let dep = new Dep()
    // 如果 val 是对象,则需要递归遍历
    this.walk()
    // 这里是注入到 this.$data 中
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true,
      configurable: true,
      get() {
        // 收集依赖
        Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
        // 如果传递 obj[key] ,又会触发 get 方法,会造成栈溢出,因此要传递 val 
        return val
      },
      set(newval) {
        if (newval === val) return 
        val = newval
        that.walk()
        // 发送通知
        dep.notify()
      }
    })
  }
}
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创建Dep:

存储所有的观察者,并发送通知

class Dep {
  constructor () {
    // 存储所有的观察者
    this.subs = [] 
  }
  // 添加观察者
  addSub (sub) {
    if (sub && sub.update) {
      this.subs.push(sub)
    }
  }
  // 发送通知
  notify() {
    this.subs.forEach(sub => {
      sub.update()
    })
  }
}
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创建 Watcher 对象:

数据发生变化时,调用回调函数,更新视图

class Watcher {
  constructor(vm, key, cb) {
    this.vm = vm
    // data 中的属性
    this.key = key
    // 回调函数,更新视图
    this.cb = cb

    // 把 watcher 对象记录到 Dep 类的静态属性 target
    Dep.target = this
    // 触发 get 方法,在 get 方法中会调用 addSub
    this.oldValue = vm[key]
    Dep.target = null // 需要重置,防止以后重新赋值
  }

  // 当数据发生变化时,更新视图
  update() {
    // 在调用 update 时,数据已经发生变化,因此 newValue 就是新值 
    let newValue = this.vm[this.key]
    if (newValue === this.oldValue) return 
    this.cb(newValue)
  }
}
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创建 compiler:

编译模板,处理文本节点和元素节点

class Compiler {
  constructor(vm) {
    this.el = vm.$el
    this.vm = vm
    this.compile(this.el)
  }

  // 编译模板,处理文本节点和元素节点
  compile(el) {
    let childNodes = el.childNodes
    Array.from(childNodes).forEach(node => {
      if (this.isTextNode(node)) {
        this.compileText(node)
      } else if (this.isElementNode(node)) {
        this.compileElement(node)
      }
      // 判断当前节点是否有子节点,有则递归
      const flag = node.childNodes && node.childNodes.length
      if (flag) this.compile(node)
    })
  }

  // 编译元素节点,处理指令
  compileElement(node) {
    // 遍历所有的属性节点
    Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
      // 判断是否为指令
      let attrName = attr.name
      if (this.isDirective(attrName)) {
        attrName = attrName.substr(2) // 指令的后缀名称
        const key = attr.value
        this.update(node, key, attrName)
      }
    })
  }

  // 处理所有指令
  update(node, key, attrName) {
    const updateFn = this[attrName + 'Updater']
    updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
  }

  textUpdater(node, value, key) {
    node.textContent = value
    new Watcher(this.vm, key, newValue => {
      node.textContent = newValue
    })
  }

  modelUpdater(node, value, key) {
    node.value = value
    new Watcher(this.vm, key, newValue => {
      node.value = newValue
    })

    // 双向绑定
    node.addEventListener('input', () => {
      console.log(value, node.value)
      // 赋值当前表单中的值
      this.vm[key] = node.value
    })
  }



  // 处理文本节点,插值表达式
  compileText(node) {
    const reg = /\{\{(.+?)\}\}/
    let value = node.textContent
    if (reg.test(value)) {
      const key = RegExp.$1.trim()
      node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])

      // 创建 Watcher 对象,当数据改变更新视图
      new Watcher(this.vm, key, newValue => {
        node.textContent = newValue
      })
    }
  }

  // 判断元素属性,是否为指令
  isDirective (attrName) {
    return attrName.startsWith('v-')
  }

  // 判断 是否为文本节点
  isTextNode(node) {
    return node.nodeType === 3
  }

  // 判断是否为元素节点
  isElementNode(node) {
    return node.nodeType === 1
  }
}
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双向绑定

  • 有了上面的响应式原理的解释,那么双向绑定的原理就很好理解了
  • 举个例子,主要针对表单,给表单绑定一个 input 事件,通过 node.value 获取视图上变更的值,重新赋值给 vue 对象上的属性值,再触发响应式机制,即可完成双向绑定
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