Vue双向数据绑定原理解析

基本原理

Vue.采用数据劫持结合发布者-订阅者模式的方式，通过Object.defineProperty()来劫持各个属性的setter和getter，数据变动时发布消息给订阅者，触发相应函数的回调。

思路整理

要实现mvvm的双向绑定，需要实现如下几点：

1. 实现一个数据监听器Observer，能够对对象的所有属性进行监听，发生变化时拿到最新值通知订阅者
2. 实现一个解析器Compile，对每个子元素节点的指令进行扫描和解析，根据模板指令替换数据，初始化视图以及绑定相应的回调函数；
3. 实现一个Watcher，作为Observer和Compile的桥梁，能够订阅属性变动的通知，执行指令绑定的回调函数，更新视图
4. mvvm的入口，整合以上三者

流程图如下：

分布实现

1. MVVM.js

function MVVM(options) {    this.$options = options || {};    var data = this._data = this.$options.data;    var me = this;    // 数据代理    // 实现 vm.xxx -> vm._data.xxx    Object.keys(data).forEach(function(key) {        me._proxyData(key);    });    // 代理计算属性    // 同样通过Object.defineProperty进行劫持    this._initComputed();    observe(data, this);    this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)}MVVM.prototype = {    $watch: function(key, cb, options) {        new Watcher(this, key, cb);    }}

MVVM入口文件，整合Observer/Compile/Watcher三者，达到数据变化->更新视图；视图变化->数据变更的双向绑定效果。（结合钩子函数，理解Vue生命周期中各个阶段的作用）

2. Observer.js

function Observer(data) {    Object.keys(data).forEach(function() {        defineReactive(data, key, data[key]);    });}function defineReactive (data, key, val) {    var dep = new Dep();    var childObj = observe(val);    Object.defineProperty(data, key, {        enumerable: true, // 可枚举        configurable: false, // 不能再define        get: function() {            if (Dep.target) {                dep.depend();            }            return val;        },        set: function(newVal) {            if (newVal === val) {                return;            }            val = newVal;            // 新的值是object的话，进行监听            childObj = observe(newVal);            // 通知订阅者            dep.notify();        }    });}

对需要监测的对象的每个属性进行递归遍历，通过Object.defineProperty设置setter和getter。当设置新的属性值时，触发相应的setter，通知订阅者。

function Dep() {    this.id = uid++;    this.subs = [];}Dep.prototype = {    addSub: function(sub) {        this.subs.push(sub);    },    depend: function() {        Dep.target.addDep(this);    },    notify: function() {        this.subs.forEach(function(sub) {            sub.update();        });    }};

订阅者模式，每个属性维护一个Dep，记录自己的订阅者(即watcher)，notify通知每个订阅者执行相应的update方法，更新视图。

3. Compile.js

Compile做了两件事情：

1. 解析模板指令，替换变量，初始化渲染视图；
2. 生成一个watcher，注册回调函数，添加监听数据的订阅者，数据变动时，更新视图

解析流程如下：

1. 将DOM转成文档碎片fragment，提升查询效率
2. 遍历所有元素节点及其子节点，调用对应的指令渲染函数渲染，并调用对应的指令更新函数进行绑定
3. 将fragment添加回真实的DOM中

遍历元素

function compileElement (el) {    var childNodes = el.childNodes,        me = this;    [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {        var text = node.textContent;        var reg = /\{\{(.*)\}\}/;        // 解析元素节点        if (me.isElementNode(node)) {            me.compile(node);        // {{}}替换变量        } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {            me.compileText(node, RegExp.$1);        }        // 递归遍历子节点        if (node.childNodes && node.childNodes.length) {            me.compileElement(node);        }    });}

编译元素节点

compile: function(node) {    var nodeAttrs = node.attributes,        me = this;    [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {        // 指令以v-xxx命名        // <span v-html="content"></span>        var attrName = attr.name; // v-html        if (me.isDirective(attrName)) {            var exp = attr.value; // content            var dir = attrName.substring(2);            // 事件指令            if (me.isEventDirective(dir)) {                compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);                // 普通指令            } else {                compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);            }            node.removeAttribute(attrName);        }    });}

指令处理与更新函数

var compileUtil = {    html: function(node, vm, exp) {        this.bind(node, vm, exp, 'html');    },        bind: function(node, vm, exp, dir) {        var updaterFn = updater[dir + 'Updater'];        // 第一次初始化视图        updaterFn && updaterFn(node, this._getVMVal(vm, exp));        // 实例化Watcher，添加订阅者        new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {            // 属性变化的视图更新函数            updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);        });    },}var Updater = {    htmlUpdater: function(node, value) {        node.innerHTML = typeof value == 'undefined' ? '' : value;    }}

4. Watcher.js

Watcher作为Observer与Compile之间通信的桥梁，属性变化的订阅者，做了如下的事情：

1. 自身实例化时在属性订阅器集合dep里添加自己
2. 自身需有update方法
3. 调用dep.notice时，watcher调用自身的update ,触发Compile中定义的回调

function Watcher(vm, expOrFn, cb) {    this.cb = cb;    this.vm = vm;    this.expOrFn = expOrFn;    this.value = this.get();}Watcher.prototype = {    update: function() {        this.run();    },    run: function() {        var value = this.get();        var oldVal = this.value;        if (value !== oldVal) {            this.value = value;            this.cb.call(this.vm, value, oldVal);        }    },    get: function() {        Dep.target = this;        var value = this.getter.call(this.vm, this.vm);        Dep.target = null;        return value;    }};

这里需要注意的点是，实例化watcher的时候，调用get方法，通过Dep.target = curInstance，强行触发获属性值的getter方法，在属性的订阅器中添加当前watcher实例。

小结

双向绑定的原理很简单，通过数据劫持，当设置新属性值的时候通过订阅者更新视图；编译指令，替换变量，同时绑定更新函数到订阅者；对应事件绑定调用addEventListener进行监听。

参考文章

剖析Vue原理&实现双向绑定MVVM