vue中MVVM原理及其实现

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suyue
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    vue中MVVM原理及其实现

    一、理解 MVVM

    • MVVM - Model View ViewModel：数据，视图，视图模型。
    • 三者与 Vue 的对应：view 对应 template，vm 对应 new Vue({…})，model 对应 data。
    • 三者的关系：view 可以通过事件绑定的方式影响 model，model 可以通过数据绑定的形式影响到view，viewModel是把 model 和 view 连起来的连接器。

    MVVM 框架的三大要素：

    • 响应式：Vue 如何监听到 data 的每个属性变化。

      数据劫持: 使用 Object.defineProperty(obj, 'property',{})来定义属性，将对象属性值的设置和访问 (get，set) 都变成函数，分别在设置和获取该对象的该属性时调用执行。

    • 模板引擎：Vue 的模板如何被解析，指令如何处理
    • 渲染：Vue 的模板如何被渲染成 html，渲染过程是怎样的

    二、实现方法

    1. 实现compile,进行模板的编译，包括编译元素（指令）、编译文本等，达到初始化视图的目的，并且还需要绑定好更新函数；
    2. 实现Observe,监听所有的数据，并对变化数据发布通知；
    3. 实现watcher,作为一个中枢，接收到observe发来的通知，并执行compile中相应的更新方法。
    4. 结合上述方法，向外暴露mvvm方法。

    首先编辑一个html文件，如下：

    <div id="app">
    <input type="text" v-model="obj.name">
    <div> {{obj.name}}</div>
    {{message}}{{obj.name}}
</div>
<script src="index.js"></script>
<script>
    let vm = new MVVM({
        el: '#app',//或document.querySelector('#app')
        data: {
            message: 'hello',
            obj: {
                name: 'susu'
            }
        }
    });
</script>

    1.创建类MVVM

    class MVVM {
    constructor(options) {
        this.$el = options.el;
        this.$data = options.data;

        if (this.$el) {
            // 数据劫持 把对象所有的属性 增加get set 方法 
            new Observer(this.$data);
            this.proxyData(this.$data);
            // 用数据和元素进行编译
            new Compile(this.$el, this);
        }
    }
    // 把对象的属性全部绑定在实例上，this.xx
    proxyData(data) {
        // defineProperty解析 : https://www.jianshu.com/p/8fe1382ba135
        Object.keys(data).forEach(key => {
            Object.defineProperty(this, key, {
                get() {
                    return data[key];
                },
                set(newValue) {
                    data[key] = newValue;
                }
            })
        })

    }
}

    2.实现compile（编译模板）

    1.把真实DOM移入到内存中 fragment,因为fragment在内存中，操作比较快

    2.编译 : 提取想要的元素节点 v-model 和文本节点 {{}}

    3.把编译好的fragment，添加到DOM中

    class Compile {
    constructor(el, vm) {
        this.el = this.isElementNode(el) ? el : document.querySelector(el);
        this.vm = vm;

        if (this.el) {
            // 1.把真实DOM移入到内存中 fragment,因为fragment在内存中，操作比较快
            let fragment = this.node2fragment(this.el);
            // 2.编译 => 提取想要的元素节点 v-model 和文本节点 {{}}
            this.compile(fragment);
            // 3.把编译好的fragment，添加到DOM中
            this.el.appendChild(fragment);
        }

    }
    // 是否是元素节点
    isElementNode(el) {
        //nodeType : 1 Element 代表元素节点
        return el.nodeType == 1;
    }
    node2fragment(el) {
        // 在内存中,创建一个新的文档片段,
        let fragment = document.createDocumentFragment();
        let firstChild;
        while (firstChild = el.firstChild) {
            fragment.appendChild(firstChild);
        }
        // 返回虚拟的节点对象，节点对象包含所有属性和方法。
        return fragment;
    }
    // 编译
    compile(fragment) {
        let childNodes = fragment.childNodes;
        Array.from(childNodes).forEach(node => {
            if (this.isElementNode(node)) {
                // 元素节点,编译元素
                this.compileElement(node);
                // 如果有子节点，再次执行
                this.compile(node);
            } else {
                // 文本节点,编译文本
                this.compileText(node);
            }
        })
    }
    // 编译文本 {{msg}}
    compileText(node) {
        let expr = node.textContent; //{{msg}}
        let reg = /\{\{([^}]+)\}\}/g;
        if (reg.test(expr)) {
            CompileUtil.text(node, this.vm, expr);
        }
    }
    // 编译元素 v-
    compileElement(node) {
        let attrs = node.attributes;
        Array.from(attrs).forEach(attr => {
            // 是否是指令
            if (attr.name.includes('v-')) {
                let expr = attr.value;// message
                let type = attr.name.split('-')[1];//model
                CompileUtil[type](node, this.vm, expr);
            }
        })

    }

}




CompileUtil = {
    // 文本处理
    text(node, vm, expr) {
        let updaterFn = this.updater.textUpdater;
        let value = this.getTextVal(vm, expr);
        
        // 监控数据变化 eg：因为{{message}} {{obj.name}} ,所以需要循环
        expr.replace(/\{\{([^}]+)\}\}/g, (...arguments) => {
           new Watcher(vm,arguments[1],newValue => {
                updaterFn && updaterFn(node, this.getTextVal(vm, expr));
            })
        })
        updaterFn && updaterFn(node, value);
    },
    // 获取文本的key eg:message
    getTextVal(vm, expr) {
        return expr.replace(/\{\{([^}]+)\}\}/g, (...arguments) => {
            return this.getValue(vm, arguments[1]);// message
        })
    },
    // 获取data中对象的值
    getValue(vm, expr) {
        let arr = expr.split('.'); //处理对象obj.name =>[obj,name]
        return arr.reduce((prev, next) => {
            return prev[next]
        }, vm.$data);
    },
    // 设置data中对象的值
    setValue(vm, expr, value) {
        let arr = expr.split('.');  //处理对象obj.name =>[obj,name]
        arr.reduce((prev, next, curIndex) => {
            if (curIndex == arr.length - 1) {
                return prev[next] = value;
            }
            return prev[next];
        }, vm.$data);
    },
    // 输入框处理
    model(node, vm, expr) {
        let updaterFn = this.updater.modalUpdater;
        let value = this.getValue(vm, expr);
        node.addEventListener('input', (event) => {
            this.setValue(vm, expr, event.target.value);
        })
        // 监控数据变化
        new Watcher(vm,expr,newValue => {
            updaterFn && updaterFn(node, this.getValue(vm, expr));
        })
        updaterFn && updaterFn(node, value);
    },
    updater: {
        textUpdater(node, value) {
            node.textContent = value;
        },
        modalUpdater(node, value) {
            node.value = value;
        }
    }

}

    3.实现observe（数据监听/劫持）

    vue采用的observe + sub/pub 实现数据的劫持，通过js原生的方法Object.defineProperty()来劫持各个属性的setter，getter，在属性对应数据改变时，发布消息给订阅者，然后触发相应的监听回调。

    为何要监听 get，而不是直接监听 set ？

    • 因为 data 中有很多属性，有些被用到，有些可能不被用到
    • 只有被用到的才会走 get
    • 没有走到 get 中的属性，set 的时候我们也无需关心
    • 避免不必要的重新渲染

    主要内容：observe的数据对象进行递归遍历，包括子属性对象的属性，都加上 setter和getter。

    class Observer {
    constructor(data) {
        this.observe(data);
    }
    // 获取data的key value
    observe(data) {
        if (!data || typeof data != 'object') return;
        Object.keys(data).forEach(key => {
            this.defineReactive(data, key, data[key]);
            this.observe(data[key]);
        })
    }
    // 定义响应式
    defineReactive(obj, key, value) {
        let that = this;
        // 每个变化的数据 都会对应一个数组，这个数组是存放所有更新的操作
        let dep = new Dep();
        Object.defineProperty(obj, key, {
            enumerable: true,
            configurable: true,
            get() {
                console.log('observe',key,Dep.target);
                Dep.target && dep.addSubs(Dep.target);
                return value;
            },
            set(newValue) {
                if (value != newValue) {
                    // 如果是对象继续劫持
                    that.observe(newValue);
                    value = newValue;
                    // 通知更新
                    dep.notify();
                }
            }

        })
    }
}

    实现数据劫持后，接下来的任务怎么通知订阅者了，我们需要在监听数据时实现一个消息订阅器，具体的方法是：定义一个数组，用来存放订阅者，数据变动通知（notify）订阅者，再调用订阅者的update方法。

    添加Dep类：

    class Dep {
    constructor() {
        this.subs = [];
    }
    // 添加订阅
    addSubs(watcher) {
        this.subs.push(watcher);
    }
    // 通知更新
    notify() {
        this.subs.forEach(watcher => {
            watcher.update();
        })
    }
}

    4.实现watcher（订阅中心）

    Observer和Compile之间通信的桥梁是Watcher订阅中心，其主要职责是:

    1、在自身实例化时往属性订阅器(Dep)里面添加自己，与Observer建立连接；

    2、自身必须有一个update()方法，与Compile建立连接；

    3、当属性变化时，Observer中dep.notify()通知，然后能调用自身（Watcher）的update()方法，并触发Compile中绑定的回调，实现更新。

    // 观察者的目的就是给需要变化的那个元素增加一个观察者，当数据变化后执行对应的方法
class Watcher {
    constructor(vm, expr, cb) {
        this.vm = vm;
        this.expr = expr;
        this.cb = cb;
        // 获取老的值
        this.value = this.get();
    }
    // 获取data中对象的值
    getValue(vm, expr) {
        let arr = expr.split('.');
        return arr.reduce((prev, next) => {
            return prev[next]
        }, vm.$data);
    }
    get() {
        Dep.target = this;
        let value = this.getValue(this.vm, this.expr);
        Dep.target = null;
        return value;
    }
    // 更新,外部调用的方法
    update() {
        let newValue = this.getValue(this.vm, this.expr);
        if (newValue != this.value) {
            this.cb(newValue);
        }
    }

}
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