Vue源码学习（三）——数据双向绑定

在Vue中我们经常修改数据，然后视图就直接修改了，那么这些究竟是怎么实现的呢？
其实Vue使用了E5的语法Object.defineProperty来实现的数据驱动。
那么Object.defineProperty究竟是怎么实现的呢？
我们先来看一下一个简单的demo

<template>
<div class="hello">
  {{test}}
</div>
</template>
<script>
export default {
  data () {
      test: '123'
  },
  created () {
      console.log(this.test === this._data.test) // true
  }
}
</script>

在vue这段小代码中，this.test === this._data.test其实是等价的。这是为什么呢
其实就是通过Object.defineProperty做的一个小代理实现的。
原理如下：

var obj = {
    _data: {
        x: 123,
        y: 467
    }
}
function proxy (target, sourceKey, key) {
    Object.defineProperty(target, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            return this[sourceKey][key]
        },
        set: function(val) {
            this[sourceKey][key] = val
        }
    })
}
proxy(obj, '_data', 'x')
proxy(obj, '_data', 'y')

console.log(obj.x)  // 123
console.log(obj.y)  //  467
console.log(obj._data.x) // 123
console.log(obj._data.y) // 467

以上一个demo就是对obj对象的一个代理，通过访问obj.x直接代理到obj._data.x。 Object.defineProperty具体用法可以自行搜索。
那么其实数据双向绑定也是根据Object.defineProperty里面的get和set来实现的，通过set的时候去做一些视图更新的操作。

接下来我们就来看一下Vue源码吧。
双向数据绑定，将分为以下3个部分：

1. Observer。这个模块是用于监听对象上的所有属性，即使用Object.defineProperty来实现get和set
2. Watcher。 这个模块是观察者，当监听的数据值被修改时，执行对象的回调函数。
3. Dep。 连接Observe和Watcher的桥梁，每个Observer对应一个Dep，内部维护一个数组，保存与该Observer相关的Watcher

Observer

首先来看下oberser。
路径： src/core/observer/index.js

export class Observer {
  value: any;
  dep: Dep;
  vmCount: number; // number of vms that has this object as root $data

  constructor (value: any) {
    this.value = value
    this.dep = new Dep()
    this.vmCount = 0
    // 添加__ob__来标示value有对应的Observer
    def(value, '__ob__', this)
    // 对数组的处理
    if (Array.isArray(value)) {
      const augment = hasProto
        ? protoAugment
        : copyAugment
      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
      this.observeArray(value)
    } else {
    // 处理对象
      this.walk(value)
    }
  }

 // 给每个属性添加getter/setters
  walk (obj: Object) {
    const keys = Object.keys(obj)
    for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
      defineReactive(obj, keys[i])
    }
  }

  // 观察数组的每一项
  observeArray (items: Array<any>) {
    for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
      observe(items[i])
    }
  }
}

所以从源码可以看出数据类型主要分为2种，一种是数组，一种是对象。对应的处理方法分别树observe和defineReactive
那我们再来看看这2个函数做了些什么呢？
这2个函数也是在这个文件内部

export function defineReactive (
  obj: Object,
  key: string,
  val: any,
  customSetter?: ?Function,
  shallow?: boolean
) {
  const dep = new Dep()
   
  const property = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key)
  if (property && property.configurable === false) {
    return
  }

  // cater for pre-defined getter/setters
  const getter = property && property.get
  const setter = property && property.set
  if ((!getter || setter) && arguments.length === 2) {
    val = obj[key]
  }

  let childOb = !shallow && observe(val)
    // 这边作出get和set的动态响应的处理
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter () {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {
        dep.depend()
        if (childOb) {
          childOb.dep.depend()
          if (Array.isArray(value)) {
            dependArray(value)
          }
        }
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      /* eslint-disable no-self-compare */
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
        return
      }
      /* eslint-enable no-self-compare */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && customSetter) {
        customSetter()
      }
      if (setter) {
        setter.call(obj, newVal)
      } else {
        val = newVal
      }
      childOb = !shallow && observe(newVal)
      dep.notify()
    }
  })
}

// 这个方法具体是为对象的key添加get,set方法；如果用户传入自己本身传入get和set方法也会保留其方法。它会为每一个值都创建一个Dep，在get函数中 dep.depend做了2件事，一是向Dep.target的内部添加dep，二是将dep。target添加到dep内部的subs数组中，也就是建立关系。
在set函数中，如果新值和旧值相同则不处理，如果不同，则通知更新。
接下来看observe

export function observe (value: any, asRootData: ?boolean): Observer | void {
  if (!isObject(value) || value instanceof VNode) {
    return
  }
  let ob: Observer | void
  if (hasOwn(value, '__ob__') && value.__ob__ instanceof Observer) {
    ob = value.__ob__
  } else if (
    shouldObserve &&
    !isServerRendering() &&
    (Array.isArray(value) || isPlainObject(value)) &&
    Object.isExtensible(value) &&
    !value._isVue
  ) {
    ob = new Observer(value)
  }
  if (asRootData && ob) {
    ob.vmCount++
  }
  return ob
}

对数组中的每一项进行检测，该方法用于观察一个对象，如果不是对象则直接返回，如果是对象则返回该对象Observer对象。
但是这样紧紧对数组中的每一项的对象进行了观察，如果数组本身的长度修改那么又如何触发呢。Vue专门对数组做了特出的处理。
回过头来看Observer的类中有这么一段,在处理数组的时候，处理了这些代码

const augment = hasProto
        ? protoAugment
        : copyAugment
      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
      this.observeArray(value)

我们来细看这些函数，见如下

function protoAugment (target, src: Object, keys: any) {
  /* eslint-disable no-proto */
  target.__proto__ = src
  /* eslint-enable no-proto */
}

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])
  }
}

const arrayProto = Array.prototype
export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)

const methodsToPatch = [
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]

/**
 * Intercept mutating methods and emit events
 */
methodsToPatch.forEach(function (method) {
  // cache original method
  const original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
    const result = original.apply(this, args)
    const ob = this.__ob__
    let inserted
    switch (method) {
      case 'push':
      case 'unshift':
        inserted = args
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2)
        break
    }
    if (inserted) ob.observeArray(inserted)
    // notify change
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

我们可以看到protoAugment很简单，就是执行了一段value._proto_ = arrayMethods
copyAugment中循环把arrayMethods上的arrayKeys方法添加到value上。
arrayMethods又是重写了数组的操作方法['push','pop','shift','unshift','splice','sort','reverse']。
通过调用数组这些方法的时候，通知dep.notify。 至此Observer部分已经结束

Dep

Dep相对就简单点。
源码路径：src/core/observer/dep.js

export default class Dep {
  static target: ?Watcher;
  id: number;
  subs: Array<Watcher>;

  constructor () {
    this.id = uid++
    this.subs = []
  }
   // 添加观察者
  addSub (sub: Watcher) {
    this.subs.push(sub)
  }
    // 删除观察者
  removeSub (sub: Watcher) {
    remove(this.subs, sub)
  }
    // 调用watcher
  depend () {
    if (Dep.target) {
      Dep.target.addDep(this)
    }
  }

  notify () {
    // stabilize the subscriber list first
    const subs = this.subs.slice()
    for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
      subs[i].update()
    }
  }
}

内部有个唯一的id标识，还有一个保存watcher的数组subs。

Watcher

let uid = 0

export default class Watcher {

  constructor (
    vm: Component,
    expOrFn: string | Function,
    cb: Function,
    options?: Object
  ) {
    this.vm = vm
    vm._watchers.push(this)
    ...
    this.cb = cb
    this.id = ++uid
    ...
    this.expression = process.env.NODE_ENV !== 'production'
      ? expOrFn.toString()
      : ''
    if (typeof expOrFn === 'function') {
      this.getter = expOrFn
    } else {
      this.getter = parsePath(expOrFn)
      if (!this.getter) {
        this.getter = function () {}
      }
    }
    this.value = this.get()
  }

  get () {
    pushTarget(this)
    let value
    const vm = this.vm
    ...
    value = this.getter.call(vm, vm)
    ...
    popTarget()
    this.cleanupDeps()
    return value
  }

   ...

  update () {
    ...
    queueWatcher(this)
  }

  run () {
    if (this.active) {
      const value = this.get()
      if (
        value !== this.value ||
        isObject(value) ||
        this.deep
      ) {
        // set new value
        const oldValue = this.value
        this.value = value
        if (this.user) {
          try {
            this.cb.call(this.vm, value, oldValue)
          } catch (e) {
            handleError(e, this.vm, `callback for watcher "${this.expression}"`)
          }
        } else {
          this.cb.call(this.vm, value, oldValue)
        }
      }
    }
  }
  ...
}

Watcher就是用于把变化放入观察，并通知其变化更新。
queueWatcher就是把变化者放入数组queue，然后通过nextTick去更换新数组queue中的变化。
在生命周期挂载元素时，就会通过创建Watcher，然后来更新创新模块。

vm._watcher = new Watcher(vm, updateComponent, noop)

这边数据双向绑定差不多就结束了。最后再附上一张简要的流程图来进一步清晰自己的思路。

下一章节通过数据绑定原理结合jquery来实现数据驱动更新的demo。之所以采用jquery操作dom是因为现在Vue源码还没到解析html模板那一步。
所以一步步来。等之后学完模板解析后。再去制作一个MVVM的简易demo。

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