摘要:对于的动态数据绑定,经过反复地看源码和博客讲解,总算能够理解它的实现了,心累分享一下学习成果,同时也算是做个记录。
对于vue.js的动态数据绑定,经过反复地看源码和博客讲解,总算能够理解它的实现了,心累~ 分享一下学习成果,同时也算是做个记录。完整代码GitHub地址:https://github.com/hanrenguang/Dynamic-data-binding。也可以到仓库的 README 阅读本文。
整体思路不知道有没有同学和我一样,看着vue的源码却不知从何开始,真叫人头大。硬生生地看了observer, watcher, compile这几部分的源码,只觉得一脸懵逼。最终,从这里得到启发,作者写得很好,值得一读。
关于动态数据绑定呢,需要搞定的是 Dep , Observer , Watcher , Compile 这几个类,他们之间有着各种联系,想要搞懂源码,就得先了解他们之间的联系。下面来理一理:
Observer 所做的就是劫持监听所有属性,当有变动时通知 Dep
Watcher 向 Dep 添加订阅,同时,属性有变化时,Observer 通知 Dep,Dep 则通知 Watcher
Watcher 得到通知后,调用回调函数更新视图
Compile 则是解析所绑定元素的 DOM 结构,对所有需要绑定的属性添加 Watcher 订阅
由此可以看出,当属性发生变化时,是由Observer -> Dep -> Watcher -> update view,Compile 在最开始解析 DOM 并添加 Watcher 订阅后就功成身退了。
从程序执行的顺序来看的话,即 new Vue({}) 之后,应该是这样的:先通过 Observer 劫持所有属性,然后 Compile 解析 DOM 结构,并添加 Watcher 订阅,再之后就是属性变化 -> Observer -> Dep -> Watcher -> update view,接下来就说说具体的实现。
从new一个实例开始谈起网上的很多源码解读都是从 Observer 开始的,而我会从 new 一个MVVM实例开始,按照程序执行顺序去解释或许更容易理解。先来看一个简单的例子:
test {{user.name}}
{{user.age}}
接下来都将以其为例来分析。下面来看一个简略的 MVVM 的实现,在此将其命名为 hue。为了方便起见,为 data 属性设置了一个代理,通过 vm._data 来访问 data 的属性显得麻烦且冗余,通过代理,可以很好地解决这个问题,在注释中也有说明。添加完属性代理后,调用了一个 observe 函数,这一步做的就是 Observer 的属性劫持了,这一步具体怎么实现,暂时先不展开。先记住他为 data 的属性添加了 getter 和 setter。
function Hue(options) { this.$options = options || {}; let data = this._data = this.$options.data, self = this; Object.keys(data).forEach(function(key) { self._proxyData(key); }); observe(data); self.$compile = new Compile(self, options.el || document.body); } // 为 data 做了一个代理, // 访问 vm.xxx 会触发 vm._data[xxx] 的getter,取得 vm._data[xxx] 的值, // 为 vm.xxx 赋值则会触发 vm._data[xxx] 的setter Hue.prototype._proxyData = function(key) { let self = this; Object.defineProperty(self, key, { configurable: false, enumerable: true, get: function proxyGetter() { return self._data[key]; }, set: function proxySetter(newVal) { self._data[key] = newVal; } }); };
再往下看,最后一步 new 了一个 Compile,下面我们就来讲讲 Compile。
Compilenew Compile(self, options.el || document.body) 这一行代码中,第一个参数是当前 Hue 实例,第二个参数是绑定的元素,在上面的示例中为class为 .test 的div。
关于 Compile,这里只实现最简单的 textContent 的绑定。而 Compile 的代码没什么难点,很轻易就能读懂,所做的就是解析 DOM,并添加 Watcher 订阅。关于 DOM 的解析,先将根节点 el 转换成文档碎片 fragment 进行解析编译操作,解析完成后,再将 fragment 添加回原来的真实 DOM 节点中。来看看这部分的代码:
function Compile(vm, el) { this.$vm = vm; 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.node2Fragment = function(el) { let fragment = document.createDocumentFragment(), child; // 也许有同学不太理解这一步,不妨动手写个小例子观察一下他的行为 while (child = el.firstChild) { fragment.appendChild(child); } return fragment; }; Compile.prototype.init = function() { // 解析 fragment this.compileElement(this.$fragment); };
以上面示例为例,此时若打印出 fragment,可观察到其包含两个p元素:
{{user.name}}
{{user.age}}
下一步就是解析 fragment,直接看代码及注释吧:
Compile.prototype.compileElement = function(el) { let childNodes = Array.from(el.childNodes), self = this; childNodes.forEach(function(node) { let text = node.textContent, reg = /{{(.*)}}/; // 若为 textNode 元素,且匹配 reg 正则 // 在上例中会匹配 "{{user.name}}" 及 "{{user.age}}" if (self.isTextNode(node) && reg.test(text)) { // 解析 textContent,RegExp.$1 为匹配到的内容,在上例中为 "user.name" 及 "user.age" self.compileText(node, RegExp.$1); } // 递归 if (node.childNodes && node.childNodes.length) { self.compileElement(node); } }); }; Compile.prototype.compileText = function(node, exp) { // this.$vm 即为 Hue 实例,exp 为正则匹配到的内容,即 "user.name" 或 "user.age" compileUtil.text(node, this.$vm, exp); }; let compileUtil = { text: function(node, vm, exp) { this.bind(node, vm, exp, "text"); }, bind: function(node, vm, exp, dir) { // 获取更新视图的回调函数 let updaterFn = updater[dir + "Updater"]; // 先调用一次 updaterFn,更新视图 updaterFn && updaterFn(node, this._getVMVal(vm, exp)); // 添加 Watcher 订阅 new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) { updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue); }); }, // 根据 exp,获得其值,在上例中即 "vm.user.name" 或 "vm.user.age" _getVMVal: function(vm, exp) { let val = vm; exp = exp.trim().split("."); exp.forEach(function(k) { val = val[k]; }); return val; } }; let updater = { // Watcher 订阅的回调函数 // 在此即更新 node.textContent,即 update view textUpdater: function(node, value) { node.textContent = typeof value === "undefined" ? "" : value; } };
正如代码中所看到的,Compile 在解析到 {{xxx}} 后便添加了 xxx 属性的订阅,即 new Watcher(vm, exp, callback)。理解了这一步后,接下来就需要了解怎么实现相关属性的订阅了。先从 Observer 开始谈起。
Observer从最简单的情况来考虑,即不考虑数组元素的变化。暂时先不考虑 Dep 与 Observer 的联系。先看看 Observer 构造函数:
function Observer(data) { this.data = data; this.walk(data); } Observer.prototype.walk = function(data) { const keys = Object.keys(data); // 遍历 data 的所有属性 for (let i = 0; i < keys.length; i++) { // 调用 defineReactive 添加 getter 和 setter defineReactive(data, keys[i], data[keys[i]]); } };
接下来通过 Object.defineProperty 方法给所有属性添加 getter 和 setter,就达到了我们的目的。属性有可能也是对象,因此需要对属性值进行递归调用。
function defineReactive(obj, key, val) { // 对属性值递归,对应属性值为对象的情况 let childObj = observe(val); Object.defineProperty(obj, key, { enumerable: true, configurable: true, get: function() { // 直接返回属性值 return val; }, set: function(newVal) { if (newVal === val) { return; } // 值发生变化时修改闭包中的 val, // 保证在触发 getter 时返回正确的值 val = newVal; // 对新赋的值进行递归,防止赋的值为对象的情况 childObj = observe(newVal); } }); }
最后补充上 observe 函数,也即 Hue 构造函数中调用的 observe 函数:
function observe(val) { // 若 val 是对象且非数组,则 new 一个 Observer 实例,val 作为参数 // 简单点说:是对象就继续。 if (!Array.isArray(val) && typeof val === "object") { return new Observer(val); } }
这样一来就对 data 的所有子孙属性(不知有没有这种说法。。)都进行了“劫持”。显然到目前为止,这并没什么用,或者说如果只做到这里,那么和什么都不做没差别。于是 Dep 上场了。我认为理解 Dep 与 Observer 和 Watcher 之间的联系是最重要的,先来谈谈 Dep 在 Observer 里做了什么。
Observer & Dep在每一次 defineReactive 函数被调用之后,都会在闭包中新建一个 Dep 实例,即 let dep = new Dep()。Dep 提供了一些方法,先来说说 notify 这个方法,它做了什么事?就是在属性值发生变化的时候通知 Dep,那么我们的代码可以增加如下:
function defineReactive(obj, key, val) { let childObj = observe(val); const dep = new Dep(); Object.defineProperty(obj, key, { enumerable: true, configurable: true, get: function() { return val; }, set: function(newVal) { if (newVal === val) { return; } val = newVal; childObj = observe(newVal); // 发生变动 dep.notify(); } }); }
如果仅考虑 Observer 与 Dep 的联系,即有变动时通知 Dep,那么这里就算完了,然而在 vue.js 的源码中,我们还可以看到一段增加在 getter 中的代码:
// ... get: function() { if (Dep.target) { dep.depend(); } return val; } // ...
这个 depend 方法呢,它又做了啥?答案是为闭包中的 Dep 实例添加了一个 Watcher 的订阅,而 Dep.target 又是啥?他其实是一个 Watcher 实例,???一脸懵逼,先记住就好,先看一部份的 Dep 源码:
// 标识符,在 Watcher 中有用到,先不用管 let uid = 0; function Dep() { this.id = uid++; this.subs = []; } Dep.prototype.depend = function() { // 这一步相当于做了这么一件事:this.subs.push(Dep.target) // 即添加了 Watcher 订阅,addDep 是 Watcher 的方法 Dep.target.addDep(this); }; // 通知更新 Dep.prototype.notify = function() { // this.subs 的每一项都为一个 Watcher 实例 this.subs.forEach(function(sub) { // update 为 Watcher 的一个方法,更新视图 // 没错,实际上这个方法最终会调用到 Compile 中的 updaterFn, // 也即 new Watcher(vm, exp, callback) 中的 callback sub.update(); }); }; // 在 Watcher 中调用 Dep.prototype.addSub = function(sub) { this.subs.push(sub); }; // 初始时引用为空 Dep.target = null;
也许看到这还是一脸懵逼,没关系,接着往下。大概有同学会疑惑,为什么要把添加 Watcher 订阅放在 getter 中,接下来我们来说说这 Watcher 和 Dep 的故事。
Watcher & Dep先让我们回顾一下 Compile 做的事,解析 fragment,然后给相应属性添加订阅:new Watcher(vm, exp, cb)。new 了这个 Watcher 之后,Watcher 怎么办呢,就有了下面这样的对话:
Watcher:hey Dep,我需要订阅 exp 属性的变动。
Dep:这我可做不到,你得去找 exp 属性中的 dep,他能做到这件事。
Watcher:可是他在闭包中啊,我无法和他联系。
Dep:你拿到了整个 Hue 实例 vm,又知道属性 exp,你可以触发他的 getter 啊,你在 getter 里动些手脚不就行了。
Watcher:有道理,可是我得让 dep 知道是我订阅的啊,不然他通知不到我。
Dep:这个简单,我帮你,你每次触发 getter 前,把你的引用告诉 Dep.target 就行了。记得办完事后给 Dep.target 置空。
于是就有了上面 getter 中的代码:
// ... get: function() { // 是否是 Watcher 触发的 if (Dep.target) { // 是就添加进来 dep.depend(); } return val; } // ...
现在再回头看看 Dep 部分的代码,是不是好理解些了。如此一来, Watcher 需要做的事情就简单明了了:
function Watcher(vm, exp, cb) { this.$vm = vm; this.cb = cb; this.exp = exp; this.depIds = new Set(); // 返回一个用于获取相应属性值的函数 this.getter = parseGetter(exp.trim()); // 调用 get 方法,触发 getter this.value = this.get(); } Watcher.prototype.get = function() { const vm = this.$vm; // 将 Dep.target 指向当前 Watcher 实例 Dep.target = this; // 触发 getter let value = this.getter.call(vm, vm); // Dep.target 置空 Dep.target = null; return value; }; Watcher.prototype.addDep = function(dep) { const id = dep.id; if (!this.depIds.has(id)) { // 添加订阅,相当于 dep.subs.push(this) dep.addSub(this); this.depIds.add(id); } }; function parseGetter(exp) { if (/[^w.$]/.test(exp)) { return; } let exps = exp.split("."); return function(obj) { for (let i = 0; i < exps.length; i++) { if (!obj) return; obj = obj[exps[i]]; } return obj; }; }
最后还差一部分,即 Dep 通知变化后,Watcher 的处理,具体的函数调用流程是这样的:dep.notify() -> sub.update(),直接上代码:
Watcher.prototype.update = function() { this.run(); }; Watcher.prototype.run = function() { let value = this.get(); let oldVal = this.value; if (value !== oldVal) { this.value = value; // 调用回调函数更新视图 this.cb.call(this.$vm, value, oldVal); } };结语
到这就算写完了,本人水平有限,若有不足之处欢迎指出,一起探讨。
参考资料https://github.com/DMQ/mvvm
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