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  • vue(原理)_数据绑定

    一、前言                                                                         

                           1、数据绑定原理

                                   2、在数据绑定中四个重要的对象

                                   3、具体实现

                                                      3.1初始化阶段

                                                      3.2建立Dep和watcher的联系阶段

                                                      3.3更新阶段

    二、主要内容                                                                  

    1、数据绑定原理

      (1)概念:一旦更新了某个数据,该节点上所有直接使用或者间接使用的节点都会更新

      (2)导致页面更新的操作

      •   方式一:原生js实现: 先获取节点对象,操作节点对象,页面发生改变
      •   方式二:vue中只需要更新data中的数据,界面中用{{msg}},或者间接使用计算属性都会导致页面发生变化

      (3)基本思想

        第一步:给data中所有的属性添加set和get方法

        第二步:用数据劫持技术实现数据绑定。思想:definedProtype去监视数据是否变化,一旦变化就去更新界面。

        第三步:举例(

            首先给vm实例中data添加xxx属性,然后会给这个实例中添加set/get方法

            然后会给data中的属性添加set/get方法

            如果用this.xxxx=xxxx去改变属性的改变,首先vm中的set先知道,然后会通知data中数据改变

            一旦data中数据改变,data中对应属性的set方法就会监视到数据改变,然后就会去更新页面

              )

     

    2、在数据绑定中四个重要的对象

    Observer(在数据劫持中创建)

    (1)是一个对data中所有属性进行劫持的构造函数

    (2)给data中的所有属性添加set/get方法(重新定义)

    (3)为data中所有的属性重新创建Dep(依赖)对象

     
    Dep(Depend)

    (1)data中的每个属性(所有层次)都对应一个dep对象

    (2)创建的时机:

    *在初始化定义data中的属性的时候创建对应的dep对象

    *在data中的某个属性被设置为新对象的时候

    (3)Dep对象的结构:

    {

         id,//每个dep对应唯一的id

         subs//包含n个对应的watcher的数组

    }

    (4)subs属性

    *当watcher被创建是,内部将当前watcher对象添加到对应的Dep对象的subs里面去

    *当data属性的值发生改变的时候,subs中所有的watcher都会收到更新的通知

    从而更新页面

     
    Compiler

    (1)用来解析模板页面的对象的构造函数

    (2)利用compile对象解析模板页面

    (3)每解析一个表达式(非事件指令)都会创建对应的watcher对象,并建立watcher和dep之间的联系

    (4)complie与watcher:一对多(一个属性可能被多次使用)

     
    Watcher

    (1)模板中每个非事件指令或者表达式都对应一个Watcher对象

    (2)监视当前表达式数据的变化

    (3)创建时机:在初始化编译模板时

    (4)对象组成:

    {

    vm,

    exp,

    cb, //当表达式的数据发生改变时的回调函数

    value,

    depIds//表达式中各级属性所对应的dep对象的集合对象

    }

    (5)总结:dep与watcher的关系:多对多

           a. data中的一个属性对应一个dep, 一个dep中可能包含多个Watcher(模板中有几个表达式使用到了同一个属性)

           b.模板中一个非事件表达式对应一个watcher, 一个watcher中可能包含多个dep(表达式是多层)

           c.使用到数据劫持技术和消息订阅与发布技术

     

     

    3、具体实现

     3.1初始化阶段

    (1)数据劫持实现:

     数据劫持:

     几个重要的点:

                                ①defineReactive:进行响应式数据劫持的时候就会创建Dep对象

                                ②definedReactive里面又重新定义了data里面的对象,目的是给里面的属性添加set()/get()方法

                          ③修改的值也为对象,需要对新值进行监视

    (2)模板编译:模板编译完成后会创建watcher对象

                            

    (3)此时页面已经有如下几个对象:

     3.2建立Dep和watcher的联系阶段

    (1)如下图所示

    3.3更新阶段

    此时更新阶段完成:

                            

     4、测试代码

    <!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
      <meta charset="UTF-8">
      <title>06_数据劫持-数据绑定</title>
      <!--
        1. 数据绑定
          * 初始化显示: 页面(表达式/指令)能从data读取数据显示 (编译/解析)
          * 更新显示: 更新data中的属性数据==>页面更新
      -->
    </head>
    <body>
    
    <div id="test">
      <p>{{name}}</p>
      <p v-text="name"></p>
      <p v-text="wife.name"></p>
      <button v-on:click="update">更新</button>
    </div>
    
    <!--
    dep
      与data中的属性一一对应  (4)
    watcher
      与模板中一般指令/大括号表达式一一对应 (3)
    
    1. 什么时候一个dep中关联多个watcher?
      多个指令或表达式用到了当前同一个属性  {{name}} {{name}}
    2. 什么时候一个watcher中关联多个dep?
      多层表达式的watcher对应多个dep    {{a.b.c}}
    -->
    
    
    <script type="text/javascript" src="js/mvvm/compile.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="js/mvvm/mvvm.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="js/mvvm/observer.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="js/mvvm/watcher.js"></script>
    <script type="text/javascript">
      new MVVM({
        el: '#test',
        data: {
          name: 'sadamu',  // dep0
          wife: { // dep1
            name: 'binbin', // dep2
            age: 18 // dep3
          }
        },
        methods: {
          update () {
            this.name = 'avatar'
          }
        }
      })
    </script>
    </body>
    
    </html>
    数据绑定.html
    function Compile(el, vm) {
      // 保存vm
      this.$vm = vm;
      // 保存el元素
      this.$el = this.isElementNode(el) ? el : document.querySelector(el);
      // 如果el元素存在
      if (this.$el) {
        // 1. 取出el中所有子节点, 封装在一个framgment对象中
        this.$fragment = this.node2Fragment(this.$el);
        // 2. 编译fragment中所有层次子节点
        this.init();
        // 3. 将fragment添加到el中
        this.$el.appendChild(this.$fragment);
      }
    }
    
    Compile.prototype = {
      node2Fragment: function (el) {
        var fragment = document.createDocumentFragment(),
          child;
    
        // 将原生节点拷贝到fragment
        while (child = el.firstChild) {
          fragment.appendChild(child);
        }
    
        return fragment;
      },
    
      init: function () {
        // 编译fragment
        this.compileElement(this.$fragment);
      },
    
      compileElement: function (el) {
        // 得到所有子节点
        var childNodes = el.childNodes,
          // 保存compile对象
          me = this;
        // 遍历所有子节点
        [].slice.call(childNodes).forEach(function (node) {
          // 得到节点的文本内容
          var text = node.textContent;
          // 正则对象(匹配大括号表达式)
          var reg = /{{(.*)}}/;  // {{name}}
          // 如果是元素节点
          if (me.isElementNode(node)) {
            // 编译元素节点的指令属性
            me.compile(node);
            // 如果是一个大括号表达式格式的文本节点
          } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {
            // 编译大括号表达式格式的文本节点
            me.compileText(node, RegExp.$1); // RegExp.$1: 表达式   name
          }
          // 如果子节点还有子节点
          if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
            // 递归调用实现所有层次节点的编译
            me.compileElement(node);
          }
        });
      },
    
      compile: function (node) {
        // 得到所有标签属性节点
        var nodeAttrs = node.attributes,
          me = this;
        // 遍历所有属性
        [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function (attr) {
          // 得到属性名: v-on:click
          var attrName = attr.name;
          // 判断是否是指令属性
          if (me.isDirective(attrName)) {
            // 得到表达式(属性值): test
            var exp = attr.value;
            // 得到指令名: on:click
            var dir = attrName.substring(2);
            // 事件指令
            if (me.isEventDirective(dir)) {
              // 解析事件指令
              compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);
            // 普通指令
            } else {
              // 解析普通指令
              compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);
            }
    
            // 移除指令属性
            node.removeAttribute(attrName);
          }
        });
      },
    
      compileText: function (node, exp) {
        // 调用编译工具对象解析
        compileUtil.text(node, this.$vm, exp);
      },
    
      isDirective: function (attr) {
        return attr.indexOf('v-') == 0;
      },
    
      isEventDirective: function (dir) {
        return dir.indexOf('on') === 0;
      },
    
      isElementNode: function (node) {
        return node.nodeType == 1;
      },
    
      isTextNode: function (node) {
        return node.nodeType == 3;
      }
    };
    
    // 指令处理集合
    var compileUtil = {
      // 解析: v-text/{{}}
      text: function (node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'text');
      },
      // 解析: v-html
      html: function (node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'html');
      },
    
      // 解析: v-model
      model: function (node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'model');
    
        var me = this,
          val = this._getVMVal(vm, exp);
        node.addEventListener('input', function (e) {
          var newValue = e.target.value;
          if (val === newValue) {
            return;
          }
    
          me._setVMVal(vm, exp, newValue);
          val = newValue;
        });
      },
    
      // 解析: v-class
      class: function (node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'class');
      },
    
      // 真正用于解析指令的方法
      bind: function (node, vm, exp, dir) {
        /*实现初始化显示*/
        // 根据指令名(text)得到对应的更新节点函数
        var updaterFn = updater[dir + 'Updater'];
        // 如果存在调用来更新节点
        updaterFn && updaterFn(node, this._getVMVal(vm, exp));
    
        // 创建表达式对应的watcher对象
        new Watcher(vm, exp, function (value, oldValue) {/*更新界面*/
          // 当对应的属性值发生了变化时, 自动调用, 更新对应的节点
          updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
        });
      },
    
      // 事件处理
      eventHandler: function (node, vm, exp, dir) {
        // 得到事件名/类型: click
        var eventType = dir.split(':')[1],
          // 根据表达式得到事件处理函数(从methods中): test(){}
          fn = vm.$options.methods && vm.$options.methods[exp];
        // 如果都存在
        if (eventType && fn) {
          // 绑定指定事件名和回调函数的DOM事件监听, 将回调函数中的this强制绑定为vm
          node.addEventListener(eventType, fn.bind(vm), false);
        }
      },
    
      // 得到表达式对应的value
      _getVMVal: function (vm, exp) {
        var val = vm._data;
        exp = exp.split('.');
        exp.forEach(function (k) {
          val = val[k];
        });
        return val;
      },
    
      _setVMVal: function (vm, exp, value) {
        var val = vm._data;
        exp = exp.split('.');
        exp.forEach(function (k, i) {
          // 非最后一个key,更新val的值
          if (i < exp.length - 1) {
            val = val[k];
          } else {
            val[k] = value;
          }
        });
      }
    };
    
    // 包含多个用于更新节点方法的对象
    var updater = {
      // 更新节点的textContent
      textUpdater: function (node, value) {
        node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
      },
    
      // 更新节点的innerHTML
      htmlUpdater: function (node, value) {
        node.innerHTML = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
      },
    
      // 更新节点的className
      classUpdater: function (node, value, oldValue) {
        var className = node.className;
        className = className.replace(oldValue, '').replace(/s$/, '');
    
        var space = className && String(value) ? ' ' : '';
    
        node.className = className + space + value;
      },
    
      // 更新节点的value
      modelUpdater: function (node, value, oldValue) {
        node.value = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
      }
    };
    complie.js
    /*
    相关于Vue的构造函数
     */
    function MVVM(options) {
      // 将选项对象保存到vm
      this.$options = options;
      // 将data对象保存到vm和datq变量中
      var data = this._data = this.$options.data;
      //将vm保存在me变量中
      var me = this;
      // 遍历data中所有属性
      Object.keys(data).forEach(function (key) { // 属性名: name
        // 对指定属性实现代理
        me._proxy(key);
      });
    
      // 对data进行监视
      observe(data, this);
    
      // 创建一个用来编译模板的compile对象
      this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
    }
    
    MVVM.prototype = {
      $watch: function (key, cb, options) {
        new Watcher(this, key, cb);
      },
    
      // 对指定属性实现代理
      _proxy: function (key) {
        // 保存vm
        var me = this;
        // 给vm添加指定属性名的属性(使用属性描述)
        Object.defineProperty(me, key, {
          configurable: false, // 不能再重新定义
          enumerable: true, // 可以枚举
          // 当通过vm.name读取属性值时自动调用
          get: function proxyGetter() {
            // 读取data中对应属性值返回(实现代理读操作)
            return me._data[key];
          },
          // 当通过vm.name = 'xxx'时自动调用
          set: function proxySetter(newVal) {
            // 将最新的值保存到data中对应的属性上(实现代理写操作)
            me._data[key] = newVal;
          }
        });
      }
    };
    mvvm.js
    function Observer(data) {
        // 保存data对象
        this.data = data;
        // 走起
        this.walk(data);
    }
    
    Observer.prototype = {
        walk: function(data) {
            var me = this;
            // 遍历data中所有属性
            Object.keys(data).forEach(function(key) {
                // 针对指定属性进行处理
                me.convert(key, data[key]);
            });
        },
        convert: function(key, val) {
            // 对指定属性实现响应式数据绑定
            this.defineReactive(this.data, key, val);
        },
    
        defineReactive: function(data, key, val) {
            // 创建与当前属性对应的dep对象
            var dep = new Dep();
            // 间接递归调用实现对data中所有层次属性的劫持
            var childObj = observe(val);
            // 给data重新定义属性(添加set/get)
            Object.defineProperty(data, key, {
                enumerable: true, // 可枚举
                configurable: false, // 不能再define
                get: function() {
                    // 建立dep与watcher的关系
                    if (Dep.target) {
                        dep.depend();
                    }
                    // 返回属性值
                    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);
                    // 通过dep
                    dep.notify();
                }
            });
        }
    };
    
    function observe(value, vm) {
        // value必须是对象, 因为监视的是对象内部的属性
        if (!value || typeof value !== 'object') {
            return;
        }
        // 创建一个对应的观察都对象
        return new Observer(value);
    };
    
    
    var uid = 0;
    
    function Dep() {
        // 标识属性
        this.id = uid++;
        // 相关的所有watcher的数组
        this.subs = [];
    }
    
    Dep.prototype = {
        addSub: function(sub) {
            this.subs.push(sub);
        },
    
        depend: function() {
            Dep.target.addDep(this);
        },
    
        removeSub: function(sub) {
            var index = this.subs.indexOf(sub);
            if (index != -1) {
                this.subs.splice(index, 1);
            }
        },
    
        notify: function() {
            // 通知所有相关的watcher(一个订阅者)
            this.subs.forEach(function(sub) {
                sub.update();
            });
        }
    };
    
    Dep.target = null;
    observer.js
    function Watcher(vm, exp, cb) {
      this.cb = cb;  // callback
      this.vm = vm;
      this.exp = exp;
      this.depIds = {};  // {0: d0, 1: d1, 2: d2}
      this.value = this.get();
    }
    
    Watcher.prototype = {
      update: function () {
        this.run();
      },
      run: function () {
        // 得到最新的值
        var value = this.get();
        // 得到旧值
        var oldVal = this.value;
        // 如果不相同
        if (value !== oldVal) {
          this.value = value;
          // 调用回调函数更新对应的界面
          this.cb.call(this.vm, value, oldVal);
        }
      },
      addDep: function (dep) {
        if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) {
          // 建立dep到watcher
          dep.addSub(this);
          // 建立watcher到dep的关系
          this.depIds[dep.id] = dep;
        }
      },
      get: function () {
        Dep.target = this;
        // 获取当前表达式的值, 内部会导致属性的get()调用
        var value = this.getVMVal();
    
        Dep.target = null;
        return value;
      },
    
      getVMVal: function () {
        var exp = this.exp.split('.');
        var val = this.vm._data;
        exp.forEach(function (k) {
          val = val[k];
        });
        return val;
      }
    };
    /*
    
    const obj1 = {id: 1}
    const obj12 = {id: 2}
    const obj13 = {id: 3}
    const obj14 = {id: 4}
    
    const obj2 = {}
    const obj22 = {}
    const obj23 = {}
    // 双向1对1
    // obj1.o2 = obj2
    // obj2.o1 = obj1
    
    // obj1: 1:n
    obj1.o2s = [obj2, obj22, obj23]
    
    // obj2: 1:n
    obj2.o1s = {
      1: obj1,
      2: obj12,
      3: obj13
    }
    */
    watcher.js

    三、总结                                                                         

     综上:

    1) 被观察的必须为一个对象,观察对象里面的属性

    2) 创建一个观察者,

    3) Observer中进行数据劫持的,开始对data的监视

    4) Walk保存observer对象,遍历data中所有属性,对对应的属性进行劫持defineRective对对应属性进行劫持

    5) defineRective:实现响应式数据绑定;先创建属性对应的dep(dependency);

    通过间接递归调用,实现对DATA中所有层次属性的数据劫持,

    给data重新定义属性,为了添加set(监视data中key属性的变化,通知dep,ge更新界面,)和get方法(返回当前值,建立depend与watcher之间的关系,)

    新的值如果是object的话需要监视,然后通知所有相关的订阅者。

    6) 订阅者里面遍历所有dep跟新

    添加watcher到dep中,去建立dep与watcher之间的关系

    Update:

            watcher里面有包含相关的dep的容器对象,得到表达式的初始值保存

             Run:调用回调函数,更新去 set导致run , set是由

    7) addDep判断dep与watcher的关系是否已经建立。将watcher添加dep中,将dep添加到watcher中,

    虽然现在走得很慢,但不会一直这么慢
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