浅探VUE的MVVM模式实现

腾讯DeepOcean原创文章： dopro.io/vue-mvvm-re…

1、MVVM模式

MVVM的设计思想：关注Model（数据）的变化，让MVVM框架去自动更新DOM的状态，比较主流的实现有：angular的（脏值检测）vue的（数据劫持->发布订阅模式）我们重点了解vue（数据劫持->发布订阅模式）的实现方式，让我们从操作DOM的繁琐操作中解脱出来

2、核心方法 Object.defineProperty 的理解

我们先简单看一下这个方法它也是用来实现我们数据劫持（数据监听）的关键方法，我们知道vue框架是不兼容IE6~8低版本的，主要是因为它的用到了ES5中的这个Object.defineProperty的方法，而且这个方法暂时没有很好的降级方案。

var a = {};
Object.defineProperty(a, 'b', {
    value: 123,         // 设置的属性值
    writable: false,    // 是否只读
    enumerable: false,  // 是否可枚举
    configurable: false // 
});
console.log(a.b); //123复制代码

方法使用很简单，它接受三个参数，而且都是 必填 的

• 第一个参数：目标对象
• 第二个参数：需要定义的属性或方法的名字。
• 第三个参数：目标属性所拥有的特性

前两个参数比较好理解，主要看第三个参数它是一个对象，看看有哪些属性定义

• value：属性的值。
• writable：如果为 false ，属性的值就不能被重写,只能为只读了。
• enumerable：是否可枚举，默认是false不可枚举的（通常设置为true）
• configurable：总开关，一旦为false，就不能再设置其他的（ value ， writable ， enumerable）
• get()： 函数，获取属性值时执行的方法 （不可以和writable、value属性共存）
• set()： 函数，设置属性值时执行的方法 （不可以和writable、value属性共存）

// 常用定义
var obj = {};
Object.defineProperty(obj, 'school', {
    enumerable: true,
    get: function() {        
        // 获取属性值时会调用get方法
    },
    set: function(newVal) {        
        // 设置属性值时会调用set方法
        return newVal
    }
});复制代码

我们通过这个Object.defineProperty这个方法，可以实现对定义的引用数据类型的实现监听，被方法监听后的对象，里面定义的值发生被获取和设置操作的时候，会分别触发Object.defineProperty里面参数三的get和set方法。

3、数据劫持

在了解完了Object.defineProperty方法后，我们现在要通过它来实现我们的数据劫持功能

Obaerve

的方法，看如下代码

function MyVue(options = {}) {    
    // 将所有的属性挂载到$options身上
    this.$options = options;    
    // 获取到data数据（Model）
    var data = this._data = this.$options.data;    
    // 劫持数据
    observe(data)
}

// 给需要观察的对象都添加 Object.defineProperty 的监听
function Observe(data) {    
    for (let key in data) {        
        let val = data[key];        
        // 递归 =》来实现深层的数据监听
        observe(val)        
        Object.defineProperty(data, key, {
            enumerable: true,
            get() {                
                return val
            },
            set(newval) { 
                if (val === newval) { //设置的值是否和以前是一样的，如果是就什么都不做
                    return
                }
                val = newval // 这里要把新设置的值也在添加一次数据劫持来实现深度响应,
                observe(newval);
            }
        })
    }
}
function observe(data) {
    // 这里做一下数据类型的判断，只有引用数据类型才去做数据劫持
    if (typeof data != 'object') return
    return new Observe(data)
}复制代码

1）以上代码做了这些事情，先定义了初始换构造函数 MyVue 我们通过它来获取到我们传进来的数据data和我们定义的DOM节点范围，然后把data传进定好的数据劫持方法 observe

2） Observe 实现了对数据的监听整体逻辑，这里有个细节点，没有直接用构造函数Observe去劫持我们的数据，而是写多了一个observe的小方法用来new Observe，并且在里面做了引用数据类型的判断。这样做的目的是为了方便递归来实现数据结构的深层监听，因为我们的data结构肯定是复杂多样的，例如下面代码

// 这里数据结构嵌套很多，要实现深层的数据监听采用了递归的实现方式
data: { a: {b:2} , c:{q:12,k:{name:'binhemori'}} , f:'mvvvm',o:[12,5,9,8]}复制代码

3）这里还需要注意的是我们在set方法里面有再一次把设置的新值，执行了一遍observe方法，是为了实现深度响应， 因为在赋值的时候可能会赋值一个引用数据类型的值 ，我们知道vue有个特点，是不能新增不存在的属性和不能存在属性没有get和set方法的，如果赋值进来的新属性值是引用数据类型，就会把我们原先执行过数据劫持方法的对象地址给替换掉，而新对象是没有经过数据劫持的就是没有get和set的方法，所以我们在设置新值的时候需要在重新给他执行一遍observe数据劫持，确保开发者不管怎样去设置值的时候都能被劫持到

说了这么多，我们来使用一下看看有没有实现对数据的劫持（数据监听）吧

<div id="app">     
    <div>
         <div>这里的数据1======<span style="color: red;">{{a.b}}</span></div>
         <div>这里是数据2======<span style="color: green;">{{c}}</span></div>
     </div>
     <input type="text" v-model="a.b" value="">
 </div>
 <!-- 引入自己定义的mvvm模块 -->
 <script src="./mvvm.js"></script>
复制代码

<script type="text/javascript">     var myvue = new MyVue({         el: '#app',         data: { a: { b: '你好' }, c: 12, o: [12, 5, 9, 8] }     })
</script>复制代码

可以看到对我们所定义的data中的数据都已经有了get和set方法了，到这里我们对data中数据的变化都是可以监听的到了

4、数据代理

数据代理，我们用过vue的都知道，在实际使用中是能直接通过实例+属性（vm.a）直接获取到数据的，而我们上面的代码要获取到数据还需要这样myvue._data.a这样来获取到数据，中间多了一个 _data 的环节，这样使用起来不是很方便的，下面我们来实现让我们的实例this来代理（ _data）数据，从而实现 myvue.a 这样的操作可以直接获取到数据

function MyVue(options = {}) {    
    // 将所有的属性挂载到$options身上
    this.$options = options;    
    // 获取到data数据（Model）
    var data = this._data = this.$options.data;
    observe(data);    
    
    // this 就代理数据 this._data
    for (const key in data) {        
    Object.defineProperty(this, key, {
            enumerable: true,
            get() {                
                // this.a 这里取值的时候 实际上是去_data中的值
                return this._data[key] 
            },
            set(newVal) { 
                // 设置值的时候其实也是去改this._data.a的值
                this._data[key] = newVal
            }
        })
    }
}复制代码

以上代码实现了我们的数据代理，就是在构建实例的时候，把data中的数据遍历一次出来，依次加到我们this上，加的过程中也不要忘记添加Object.defineProperty，只要是数据我们都需要添加监听。如下图我们已经实现了对数据的代理

5、编译模板（Compile）

我们已经完成对数据劫持也实现了this对数据的代理，那么接下来要做的就是怎样把数据编译到我们的DOM节点上面，也就是让视图层（view）要展示我们的数据了

// 将数据和节点挂载在一起
function Compile(el, vm) {    
    // el表示替换的范围
    vm.$el = document.querySelector(el);    
    // 这里注意我们没有去直接操作DOM，而是把这个步骤移到内存中来操作，这里的操作是不会引发DOM节点的回流
    let fragment = document.createDocumentFragment(); // 文档碎片
    let child;   
    
    while (child = vm.$el.firstChild) { 
        // 将app的内容移入内存中
        fragment.appendChild(child);
    }
        
    replace(fragment)    
    function replace(fragment) {        
        Array.from(fragment.childNodes).forEach(function (node) { //循环每一层
            let text = node.textContent;            
            let reg = /\{\{(.*)\}\}/g;
                        
            // 这里做了判断只有文本节点才去匹配，而且还要带{{***}}的字符串
            if (node.nodeType === 3 && reg.test(text)) {  
                // 把匹配到的内容拆分成数组              
                let arr = RegExp.$1.split('.'); 
                let val = vm;                
                
                // 这里对我们匹配到的定义数组，会依次去遍历它，来实现对实例的深度赋值
                arr.forEach(function (k) { // this.a.b  this.c
                    val = val[k]
                })      
                          
                // 用字符串的replace方法替换掉我们获取到的数据val
                node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, val)
            }         
                   
            // 这里做了判断，如果有子节点的话 使用递归
            if (node.childNodes) {
                replace(node)
            }
        })
    }    
    // 最后把编译完的DOM加入到app元素中
    vm.$el.appendChild(fragment)
}复制代码

以上代码实现我们对数据的编译 Compile 如下图，可以看到我们把获取到el下面所有的子节点都存储到了文档碎片 fragment 中暂时存储了起来（放到内存中），因为这里要去频繁的操作DOM和查找DOM，所以移到内存中操作

• 1）先用while循环，先把 el 中所有的子节点都添加到文档碎片中 fragment.appendChild(child);
• 2）然后我们通过 replace 方法去遍历文档中所有的子节点，将他们文本节点中（node.nodeType = 3）带有{{}} 语法中的内容都获取到，把匹配到的值拆分成数组，然后遍历依次去data中查找获取，遍历的节点如果有子节点的话继续使用replace方法直到反回undefined
• 3）获取到数据后，用replace方法替换掉文本中{{}}的整块内容，然后在放回el元素中vm.$el.appendChild(fragment)，

6、关联视图（view）与数据（model）

在成功的将我们的数据绑定到了DOM节点之后，要实现我们的视图层（view）跟数据层（model）的关联，现在实际上还没有关联起来，因为无法通过改数据值来引发视图的变化，实现这步之前先聊一下JS中比较常用的设计模式 发布订阅模式 也是vue实现双向数据绑定的很关键的一步

发布订阅模式（又称观察者模式）

我们先简单手动实现一个（就是一个数组关系）

// 发布订阅
function Dep() {    
    this.subs = []
}
// 订阅
Dep.prototype.addSub = function (sub) {    
    this.subs.push(sub)
}
// 通知
Dep.prototype.notify = function (sub) {    
    this.subs.forEach(item => item.update())
}
    
// watcher是一个类，通过这个类创建的函数都会有update的方法
function Watcher(fn) {    
    this.fn = fn;
}
Watcher.prototype.update = function () {    
    this.fn() 
}复制代码

这里用Dep方法来实现订阅和通知，在这个类中有addSub（添加）和notify（通知）两个方法，我们把将要做的事情（函数）通过addSub添加进数组里，等时机一到就notify通知里面所有的方法执行

大家会发现为什么要另外定义一个创建函数的方法watcher，而不是直接把方法扔到addSub中好，这样不是多此一举嘛？其实这样做的有它的目的，其中一个好处就是我们通过watcher创建的函数都会有一个update执行的方法可以方便我们调用。而另外一个用处我下面会讲到，先把它运用起来吧

function replace(fragment) {     
    Array.from(fragment.childNodes).forEach(function (node) { 
         let text = node.textContent;         
         let reg = /\{\{(.*)\}\}/g;   
               
         if (node.nodeType === 3 && reg.test(text)) {             
             let arr = RegExp.$1.split('.');             
             let val = vm; 
             arr.forEach(function (k) { 
                 val = val[k]
             })             
             // 在这里运用了Watcher函数来新增要操作的事情
             new Watcher(vm, RegExp.$1, function (newVal) {
                 node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, newVal)
             })
复制代码

            node.textContent = text.replace(/{{(.*)}}/, val)         }        
           
        if (node.childNodes) {             replace(node)         }     }) }复制代码

可以看到我们把定义函数的方法watcher加到了replace方法里面，但是这里的watcher更刚写编写的多了两个形参 vm、RegExp.$1 ，而且写法也新增了一些内容，因为当new Watcher的时候会引发发生几个操作，来看代码：

// vm做数据代理的地方
function MyVue(options = {}) {    
    this.$options = options;    
    var data = this._data = this.$options.data;
    observe(data);    
    for (const key in data) {        
        Object.defineProperty(this, key, {
            enumerable: true,
            get() {                
                return this._data[key] 
            },
            set(newVal) { 
                this._data[key] = newVal
            }
        })
    }
}
// 数据劫持函数
function Observe(data) {       
    let dep = new Dep();    
    for (let key in data) {        
        let val = data[key];
        observe(val)        
        Object.defineProperty(data, key, {
            enumerable: true,
            get() {                
                /* 获取值的时候 Dep.target 
                   对于着 watcher的实例，把他创建的实例加到订阅队列中
                */
                Dep.target && dep.addSub(Dep.target); 
                return val
            },
            set(newval) { 
                if (val === newval) {                    
                    return
                }
                val = newval;
                observe(newval);                
                // 设置值的时候让所有的watcher.update方法执行即可触发所有数据更新
                dep.notify() 
            }
        })
    }
}

function Watcher(vm, exp, fn) {    
    this.fn = fn;    
    // 这里我们新增了一些内容，用来可以获取对于的数据
    this.vm = vm;    
    this.exp = exp; 
    Dep.target = this
    let val = vm;    
    let arr = exp.split('.');    
    /* 执行这一步的时候操作的是vm.a，
    而这一步操作其实就是操作的vm._data.a的操作，
    会触发this代理的数据和_data上面的数据
    */
    arr.forEach(function (k) {
        val = val[k]
    })
    Dep.target = null;
}
// 这里是设置值操作
Watcher.prototype.update = function () {    
    let val = this.vm;    
    let arr = this.exp.split('.');
    arr.forEach(function (k) {
        val = val[k]
    })    
    this.fn(val) //这里面要传一个新值
}复制代码

arr.forEach(function (k) {        
        // arr = [a,b] 
        val = val[k]
})复制代码

get() {    
    // 走到这里的时候 Dep.target 已经存储了 watcher的当前实例实例，把他创建的实例加到订阅队列中
    Dep.target && dep.addSub(Dep.target); 
    return val
},
    
// 把要做的更新视图层的操作方法用Watcher定义好，里面已经定义好了要操作的对象
new Watcher(vm, RegExp.$1, function (newVal) {
    node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/, newVal)
})
复制代码

Watcher.prototype.update = function () {    
   let val = this.vm;    
   let arr = this.exp.split('.');    arr.forEach(function (k) {        val = val[k]    })    this.fn(val) // 把对于的新值传递到方法里面
}复制代码

这里因为加多了一层 vm.a 这样的数据代理，所以逻辑有点绕，记住这句话就好理解 操作 vm.a 代理数据上面值的时候，其实就是操作的vm._data中的数据 所以会触发两个地方的get和set方法，好说这么多，我们来看是否实现数据变动触发视图层的变化吧

这里就实现了数据的变更触发视图层的更新操作了

7、input双向数据绑定的实现

最后一步就来实现视图层的变更触发数据结构的变更操作，上面我们已经把视图与数据关联最核心的代码讲解了，剩下视图变更触发数据变更就比较好实现了

<div id="app">    
    <div>
        <div>这里的数据1======<span style="color: red;">{{a.b}}</span></div>
        <div>这里是数据2======<span style="color: green;">{{c}}</span></div>
    </div>
    <input type="text" v-model="a.b" value="">
</div>

<!-- 引入自己定义的mvvm模块 -->
<script src="./mvvm.js"></script>
<script type="text/javascript">
    var myvue = new MyVue({
        el: '#app',
        data: { a: { b: '你好' }, c: 12, o: [12, 5, 9, 8] }
    })
</script>复制代码

// 获取所有元素节点
if (node.nodeType === 1) {    
    let nodeAttr = node.attributes    
    Array.from(nodeAttr).forEach(function (attr) {        
        let name = attr.name; // v-model="a.b"
        let exp = attr.value; // a.b
复制代码

       if (name.indexOf('v-') >= 0) {            
           let val = vm;            
           let arr = exp.split('.');            arr.forEach(function (n) {                val = val[n]            })            
           // 这个还好处理，取到对应的值设置给input.value就好            node.value = val;        }        
       // 这里也要定义一个Watcher，因为数据变更的时候也要变更带有v-model属性名的值        new Watcher(vm, exp, function (newVal) {            node.value = newVal        })        
       // 这里是视图变化的时候，变更数据结构上面的值        node.addEventListener('input', function (e) {            
           let newVal = e.target.value            
           if (name.indexOf('v-') >= 0) {                
               let val = vm;                
               let arr = exp.split('.');                arr.forEach(function (k,index) {                        if (typeof val[k] === 'object') {                        val = val[k]                    } else{                        
                   if (index === arr.length-1) {                            val[k] = newVal                        }                    }                })            }        })    }) }复制代码

上面代码对数据变更触发视图层变更的逻辑更上一节一样即可，主要是 node.addEventListener('input') 这里设置数据的问题，其实原理跟第六节关联视图（view）与数据（model）的逻辑一样，有一定需要注意的是这边加了一个引用数据类型的判断，不然他的循环会到最底层的数据类型值（也就是基础数据类型） 1）这里判断到取到的不是对象数据类型，不做替换操作 （val = val[k]） 2）判断是不是已经最后一个层级了index === arr.length-1，如果是的话直接把input中的值赋值进当前数据中即可

arr.forEach(function (k,index) {     
    if (typeof val[k] === 'object') {        
        // 如果有嵌套的话就继续查找
        val = val[k]
    } else{        
        if (index === arr.length-1) {            
        // 查找到最后一个后直接赋值
            val[k] = newVal
        }
    }
})复制代码

以上是整个mvvm双向数据绑定的简单实现原理，内容有些哪里解释不通顺的地方或有更好的意见欢迎留言：）

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