简单应用
我们先来看一个简单的应用示例:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 <div id="app"> <input id="input" type="text" v-model="text"> <div id="text">输入的值为:{{text}}</div> </div> <script> var vm = new Vue({ el: '#app', data: { text: 'hello world' } }) </script>
上面的示例具有的功能就是初始时,'hello world’字符串会显示在input输入框中和div文本中,当手动输入值后,div文本的值也相应的改变。
我们来简单理一下实现思路:
1、input输入框以及div文本和data中的数据进行绑定
2、input输入框内容变化时,data中的对应数据同步变化,即 view => model
3、data中数据变化时,对应的div文本内容同步变化,即 model => view
原理介绍
Vue.js是通过数据劫持以及结合发布者-订阅者来实现双向绑定的,数据劫持是利用ES5的Object.defineProperty(obj, key, val)来劫持各个属性的的setter以及getter,在数据变动时发布消息给订阅者,从而触发相应的回调来更新视图。
双向数据绑定,简单点来说分为三个部分:
1、Observer:观察者,这里的主要工作是递归地监听对象上的所有属性,在属性值改变的时候,触发相应的watcher。
2、Watcher:订阅者,当监听的数据值修改时,执行响应的回调函数(Vue里面的更新模板内容)。
3、Dep:订阅管理器,连接Observer和Watcher的桥梁,每一个Observer对应一个Dep,它内部维护一个数组,保存与该Observer相关的Watcher。
DEMO实现双向绑定
下面我们来一步步的实现双向数据绑定。
第一部分是Observer:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 function Observer (obj, key, value ) { var dep = new Dep(); if (Object .prototype.toString.call(value) == '[object Object]' ) { Object .keys(value).forEach(function (key ) { new Observer(value, key, value[key]) }) }; Object .defineProperty(obj, key, { enumerable: true , configurable: true , get : function() { if (Dep.target) { dep.addSub(Dep.target); }; return value; }, set : function(newVal) { value = newVal; dep.notify(); } }) }
递归的为对象obj的每个属性添加getter和setter。在getter中,我们把watcher添加到dep中。在setter中,触发watcher执行回调。
第二部分是Watcher:
1 2 3 4 5 6 7 8 function Watcher (fn ) { this .update = function ( ) { Dep.target = this ; fn(); Dep.target = null ; } this .update(); }
fn是数据变化后要执行的回调函数,一般是获取数据渲染模板。默认执行一遍update方法是为了在渲染模板过程中,调用数据对象的getter时建立两者之间的关系。因为同一时刻只有一个watcher处于激活状态,把当前watcher绑定在Dep.target(方便在Observer内获取)。回调结束后,销毁Dep.target。
第三部分是Dep:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 function Dep ( ) { this .subs = []; this .addSub = function (watcher ) { this .subs.push(watcher); } this .notify = function ( ) { this .subs.forEach(function (watcher ) { watcher.update(); }); } }
内部一个存放watcher的数组subs。addSub用于向数组中添加watcher(getter时)。notify用于触发watcher的更新(setter时)。
以上我们就完成了简易的双向绑定的功能,我们用一下看是不是能达到上面简单应用同样的效果。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 <div id ="app" > <input id ="input" type ="text" v-model ="text" > <div id ="text" > 输入的值为:{{text}}</div > </div > <script type ="text/javascript" > var obj = { text: 'hello world' } Object .keys(obj).forEach(function (key ) { new Observer(obj, key, obj[key]) }); new Watcher(function () { document .querySelector("#text" ).innerHTML = "输入的值为:" + obj.text; }) document .querySelector("#input" ).addEventListener('input' , function (e ) { obj.text = e.target.value; }) </script >
当然上面这是最简单的双向绑定功能,Vue中还实现了对数组、对象的双向绑定,下面我们来看看Vue中的实现。
Vue中的双向绑定
看Vue的实现源码前,我们先来看下下面这张图,经典的Vue双向绑定原理示意图(图片来自于网络):
简单解析如下:
1、实现一个数据监听器Obverser,对data中的数据进行监听,若有变化,通知相应的订阅者。
2、实现一个指令解析器Compile,对于每个元素上的指令进行解析,根据指令替换数据,更新视图。
3、实现一个Watcher,用来连接Obverser和Compile, 并为每个属性绑定相应的订阅者,当数据发生变化时,执行相应的回调函数,从而更新视图。
Vue中的Observer:
首先是Observer对象,源码位置src/core/observer/index.js
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整体上,value分为对象或数组两种情况来处理。这里我们先来看看defineReactive和observe这两个比较重要的函数。
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defineReactive这个方法里面,是具体的为对象的属性添加getter、setter的地方。它会为每个值创建一个dep,如果用户为这个值传入getter和setter,则暂时保存。之后通过Object.defineProperty,重新添加装饰器。在getter中,dep.depend其实做了两件事,一是向Dep.target内部的deps添加dep,二是将Dep.target添加到dep内部的subs,也就是建立它们之间的联系。在setter中,如果新旧值相同,直接返回,不同则调用dep.notify来更新与之相关的watcher。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 export function observe (value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void { // 如果不是对象就跳过 if (!isObject(value) || value instanceof VNode) { return } let ob: Observer | void if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) { // 如果已有observer,就直接返回,上面讲到过会用`__ob__`属性来记录 ob = value.__ob__ } else if ( shouldObserve && !isServerRendering() && (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) && Object.isExtensible(value) && !value._isVue ) { // 如果没有,就创建一个 ob = new Observer(value) } if (asRootData && ob) { ob.vmCount++ } return ob }
observe
这个方法用于观察一个对象,返回与对象相关的Observer对象,如果没有则为value创建一个对应的Observer。
好的,我们再回到Observer,如果传入的是对象,我们就调用walk,该方法就是遍历对象,对每个值执行defineReactive。
对于传入的对象是数组的情况,其实会有一些特殊的处理,因为数组本身只引用了一个地址,所以对数组进行push、splice、sort等操作,我们是无法监听的。所以,Vue中改写value的__proto__(如果有),或在value上重新定义这些方法。augment在环境支持__proto__时是protoAugment,不支持时是copyAugment。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 // augment在环境支持__proto__时 function protoAugment (target, src: Object) { target.__proto__ = src } // augment在环境不支持__proto__时 function copyAugment (target: Object, src: Object, keys: Array<string>) { for (let i = 0, l = keys.length; i < l; i++) { const key = keys[i] def(target, key, src[key]) } }
augment
在环境支持__proto__
时,就很简单,调用protoAugment
其实就是执行了value.__proto__ = arrayMethods
。augment
在环境支持__proto__
时,调用copyAugment
中循环把arrayMethods
上的arrayKeys
方法添加到value
上。
那这里我们就要看看arrayMethods
方法了。arrayMethods
其实是改写了数组方法的新对象。arrayKeys
是arrayMethods
中的方法列表。
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实际上还是调用数组相应的方法来操作value,只不过操作之后,添加了相关watcher的更新。调用push
、unshift
、splice
三个方法参数大于2时,要重新调用ob.observeArray,因为这三种情况都是像数组中添加新的元素,所以需要重新观察每个子元素。最后在通知变化。
Vue中的Observer就讲到这里了。实际上还有两个函数set
、del
没有讲解,其实就是在添加或删除数组元素、对象属性时进行getter、setter的绑定以及通知变化,具体可以去看源码。
Vue中的Dep:
看完Vue中的Observer,然后我们来看看Vue中Dep,源码位置:src/core/observer/dep.js
。
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Dep类就比较简单,内部有一个id和一个subs,id用于作为dep对象的唯一标识,subs就是保存watcher的数组。相比于上面我们自己实现的demo应用,这里多了removeSub和depend。removeSub是从数组中移除某个watcher,depend是调用了watcher的addDep。
好,Vue中的Dep只能说这么多了。
Vue中的Watcher:
最后我们再来看看Vue中的Watcher,源码位置:src/core/observer/watcher.js
。
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创建Watcher对象时,有两个比较重要的参数,一个是expOrFn,一个是cb。
在Watcher创建时,会调用this.get,里面会执行根据expOrFn解析出来的getter。在这个getter中,我们或渲染页面,或获取某个数据的值。总之,会调用相关data的getter,来建立数据的双向绑定。
当相关的数据改变时,会调用watcher的update方法,进而调用run方法。我们看到,run中还会调用this.get来获取修改之后的value值。
其实Watcher有两种主要用途:一种是更新模板,另一种就是监听某个值的变化。
模板更新的情况:在Vue声明周期挂载元素时,我们是通过创建Watcher对象,然后调用updateComponent来更新渲染模板的。
1 vm._watcher = new Watcher(vm, updateComponent, noop)
在创建Watcher会调用this.get,也就是这里的updateComponent。在render的过程中,会调用data的getter方法,以此来建立数据的双向绑定,当数据改变时,会重新触发updateComponent。
数据监听的情况:另一个用途就是我们的computed、watch等,即监听数据的变化来执行响应的操作。此时this.get返回的是要监听数据的值。初始化过程中,调用this.get会拿到初始值保存为this.value,监听的数据改变后,会再次调用this.get并拿到修改之后的值,将旧值和新值传给cb并执行响应的回调。
好,Vue中的Watcher就说这么多了。其实上面注释的代码中还有cleanupDeps
清除依赖逻辑、teardown
销毁Watcher逻辑等,留给大家自己去看源码吧。
总结一下
Vue中双向绑定,简单来说就是Observer、Watcher、Dep三部分。下面我们再梳理一下整个过程:
首先我们为每个vue属性用Object.defineProperty()
实现数据劫持,为每个属性分配一个订阅者集合的管理数组dep;
然后在编译的时候在该属性的数组dep中添加订阅者,Vue中的v-model
会添加一个订阅者,**也会,v-bind
也会;
最后修改值就会为该属性赋值,触发该属性的set方法,在set方法内通知订阅者数组dep,订阅者数组循环调用各订阅者的update方法更新视图。
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