vue数据绑定原理

一、定义

vue的数据双向绑定是基于Object.defineProperty方法，通过定义data属性的get和set函数来监听数据对象的变化，一旦变化，vue利用发布订阅模式，通知订阅者执行回调函数，更新dom。

二、实现

vue关于数据绑定的生命周期是： 利用options的data属性初始化vue实力data---》递归的为data中的属性值添加observer--》编译html模板--》为每一个{{***}}添加一个watcher；

var app = new Vue({

　　data:{

　　　　message: 'hello world',

　　　　age: 1,

　　　　name: {

　　　　　　firstname: 'mike',

　　　　　　lastname: 'tom'

　　　　}

　　}

});　　

1.初始化data属性

this.$data = options.data || {};

这个步骤比较简单将data属性挂在到vue实例上即可。

2.递归的为data中的属性值添加observer,并且添加对应的回调函数（initbinding）

function Observer(value, type) {
    this.value = value;
    this.id = ++uid;
    Object.defineProperty(value, '$observer', {
        value: this,
        enumerable: false,
        writable: true,
        configurable: true
    });
    this.walk(value); // dfs为每个属性添加ob 
 
}

Observer.prototype.walk = function (obj) {
    let val;
    for (let key in obj) {
        if (!obj.hasOwnProperty(key)) return;

        val = obj[key];

        // 递归this.convert(key, val);
    }
};

Observer.prototype.convert = function (key, val) {
    let ob = this;
    Object.defineProperty(this.value, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function () {
            if (Observer.emitGet) {
                ob.notify('get', key);
            }
            return val;
        },
        set: function (newVal) {
            if (newVal === val) return;
            val = newVal;
            ob.notify('set', key, newVal);//这里是关键
        }
    });
};

上面代码中，set函数中的notify是关键，当用户代码修改了data中的某一个属性值比如app.$data.age = 2;,那么ob.notify就会通知observer来执行上面对应的回掉函数。

绑定回掉函数

exports._updateBindingAt = function (event, path) {
    let pathAry = path.split('.');
    let r = this._rootBinding;
    for (let i = 0, l = pathAry.length; i < l; i++) {
        let key = pathAry[i];
        r = r[key];
        if (!r) return;
    }
    let subs = r._subs;
    subs.forEach((watcher) => {
        watcher.cb(); // 这里执行watcher的回掉函数
    });
};

/**
 * 执行本实例所有子实例发生了数据变动的watcher
 * @private
 */
exports._updateChildrenBindingAt = function () {
    if (!this.$children.length) return;
    this.$children.forEach((child) => {
        if (child.$options.isComponent) return;
        child._updateBindingAt(...arguments);
    });
};

/**
 * 就是在这里定于数据对象的变化的
 * @private
 */
exports._initBindings = function () {
    this._rootBinding = new Binding();

    this.observer.on('set', this._updateBindingAt.bind(this))      
};

 有2点需要注意：1），如果data中message:'hello world' => message: {id: 1, str: 'hello world'}，message.id不会添加observer，所以一般为$data增加属性时，可以使用全局VM.set(target, key, value)方法。

2），如果是data属性值是一个数组，那么数组变化就不能检测到了，这时候可以从写这个数组对象的原生方法，在里面监听数据的变化就可以。具体做法是重写数组对象的__proto__。

const aryMethods = ['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice', 'sort', 'reverse'];
const arrayAugmentations = [];

aryMethods.forEach((method)=> {

    // 这里是原生Array的原型方法
    let original = Array.prototype[method];


   
    arrayAugmentations[method] = function () {
        console.log('我被改变啦!');// 这里添加wather

        
        return original.apply(this, arguments);
    };

});

let list = ['a', 'b', 'c'];

list.__proto__ = arrayAugmentations;
list.push('d'); 

3.编译模板

这个是数据绑定的关键步骤，具体可以分为一下2个步骤。

A）解析htmlElement节点，这里要dfs所有的dom和上面对应的指令(v-if，v-modal)之类的

B）解析文本节点，把文本节点中的{{***}}解析出来，通过创建textNode的方法来解析为真正的HTML文件

在解析的过程中，会对指令和模板添加Directive对象和Watcher对象，当data对象的属性值发生变化的时候，调用watcher的update方法，update方法中保存的是Directive对象更新dom方法，把在当directive对应的textNode的nodeValue变成新的data中的值。比如执行app.$data.age = 1;

首先编译模板

exports._compile = function () {

    this._compileNode(this.$el);
};

/**
 * 渲染节点
 * @param node {Element}
 * @private
 */
exports._compileElement = function (node) {
   
    if (node.hasChildNodes()) {
        Array.from(node.childNodes).forEach(this._compileNode, this);
    }
};

/**
 * 渲染文本节点
 * @param node {Element}
 * @private
 */
exports._compileTextNode = function (node) {
    let tokens = textParser.parse(node.nodeValue); // [{value:'姓名'}, {value: 'name‘,tag: true}]
    if (!tokens) return;

    tokens.forEach((token) => {
        if (token.tag) {
            // 指令节点
            let value = token.value;
            let el = document.createTextNode('');
            _.before(el, node);
            this._bindDirective('text', value, el);
        } else {
            // 普通文本节点
            let el = document.createTextNode(token.value);
            _.before(el, node);
        }
    });

    _.remove(node);
};

exports._compileNode = function (node) {
    switch (node.nodeType) {
        // text
        case 1:
            this._compileElement(node);
            break;
        // node
        case 3 :
            this._compileTextNode(node);
            break;
        default:
            return;
    }
};

上面代码中在编译textNode的时候会执行bindDirctive方法，该方法的作用就是绑定指令，{{***}}其实也是一条指令，只不过是一个特殊的text指令，他会在本ob对象的directives属性上push一个Directive对象。Directive对象本身在构造的时候，在构造函数中会实例化Watcher对象，并且执行directive的update方法（该方法就是把当前directive对应的dom更新），那么编译完成后就是对应的html文件了。

/**
 * 生成指令
 * @param name {string} 'text' 代表是文本节点
 * @param value {string} 例如: user.name  是表示式
 * @param node {Element} 指令对应的el
 * @private
 */
exports._bindDirective = function (name, value, node) {
    let descriptors = dirParser.parse(value);
    let dirs = this._directives;
    descriptors.forEach((descriptor) => {
        dirs.push(
            new Directive(name, node, this, descriptor)
        );
    });
};

function Directive(name, el, vm, descriptor) {
    this.name = name;
    this.el = el; // 对应的dom节点
    this.vm = vm;
    this.expression = descriptor.expression;
    this.arg = descriptor.arg;this._bind();
}

/**
 * @private
 */
Directive.prototype._bind = function () {
    if (!this.expression) return;

    this.bind && this.bind();

    
        // 非组件指令走这边
        this._watcher = new Watcher(
            // 这里上下文非常关键
            // 如果是普通的非组件指令, 上下文是vm本身
            // 但是如果是prop指令, 那么上下文应该是该组件的父实例
            (this.name === 'prop' ? this.vm.$parent : this.vm),
            this.expression,
            this._update,  // 回调函数,目前是唯一的,就是更新DOM
            this           // 上下文
        );
        this.update(this._watcher.value);
    
};

exports.bind = function () {
};

/**
 * 这个就是textNode对应的更新函数啦
 */
exports.update = function (value) {
    this.el['nodeValue'] = value;
    console.log("更新了", value);
};

但是，用户代码修改了data怎么办，下面是watcher的相关代码，watcher来帮你解决这个问题。

/**
 * Watcher构造函数
 * 有什么用呢这个东西?两个用途
 * 1. 当指令对应的数据发生改变的时候, 执行更新DOM的update函数
 * 2. 当$watch API对应的数据发生改变的时候, 执行你自己定义的回调函数
 * @param vm 
 * @param expression {String} 表达式, 例如: "user.name"
 * @param cb {Function} 当对应的数据更新的时候执行的回调函数
 * @param ctx {Object} 回调函数执行上下文
 * @constructor
 */
function Watcher(vm, expression, cb, ctx) {
    this.id = ++uid;
    this.vm = vm;
    this.expression = expression;
    this.cb = cb;
    this.ctx = ctx || vm;
    this.deps = Object.create(null);//deps是指那些嵌套的对象属性，比如name.frist 那么该watcher实例的deps就有2个属性name和name.first属性
    this.initDeps(expression);
}
/**
 * @param path {String} 指令表达式对应的路径, 例如: "user.name"
 */
Watcher.prototype.initDeps = function (path) {
    this.addDep(path);
    this.value = this.get();
};

/**
   根据给出的路径, 去获取Binding对象。
 * 如果该Binding对象不存在,则创建它。
 * 然后把当前的watcher对象添加到binding对象上，binding对象的结构和data对象是一致的，根节点但是rootBinding，所以根据path可以找到对应的binding对象
 * @param path {string} 指令表达式对应的路径, 例如"user.name"
 */
Watcher.prototype.addDep = function (path) {
    let vm = this.vm;
    let deps = this.deps;
    if (deps[path]) return;
    deps[path] = true;
    let binding = vm._getBindingAt(path) || vm._createBindingAt(path);
    binding._addSub(this);
};

初始化所有的绑定关系之后，就是wather的update了

/**
 * 当数据发生更新的时候, 就是触发notify
 * 然后冒泡到顶层的时候, 就是触发updateBindingAt
 * 对应的binding包含的watcher的update方法就会被触发。
 * 就是执行watcher的cb回调。watch在
 * 两种情况, 如果是$watch调用的话,那么是你自己定义的回调函数，开始的时候initBinding已经添加了回调函数
 * 如果是directive，那么就是directive的_update方法
 * 其实就是各自对应的更新方法。比如对应文本节点来说, 就是更新nodeValue的值
 */

三、结论