前端MVC、MVVM的简单实现

时间  2020-01-26
标签 前端 mvc mvvm 简单 实现 繁體版
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MVC

MVC是一种设计模式，它将应用划分为3个部分：数据(模型)、展现层(视图)和用户交互层。结合一下下图，更能理解三者之间的关系。
图片描述
换句话说，一个事件的发生是这样的过程javascript

  1. 用户和应用交互
  2. 控制器的事件处理器被触发
  3. 控制器从模型中请求数据，并将其交给视图
  4. 视图将数据呈现给用户

模型：用来存放应用的全部数据对象。模型没必要知晓视图和控制器的细节，模型只需包含数据及直接和这些数据相关的逻辑。任何事件处理代码、视图模版，以及那些和模型无关的逻辑都应当隔离在模型以外。
视图：视图层是呈现给用户的，用户与之产生交互。在javaScript应用中，视图大都是由html、css和JavaScript模版组成的。除了模版中简单的条件语句以外，视图不该当包含任何其余逻辑。事实上和模型相似，视图也应该从应用的其余部分中解耦出来
控制器：控制器是模型和视图的纽带。控制器从视图得到事件和输入，对它们进行处理，并相应地更新视图。当页面加载时，控制器会给视图添加事件监听，好比监听表单提交和按钮单击。而后当用户和应用产生交互时，控制器中的事件触发器就开始工做。
例如JavaScript框架早期框架backbone就是采用的MVC模式。css

上面的例子彷佛太过空洞，下面讲一个生活中的例子进行讲解：
一、用户提交一个新的聊天信息
二、控制器的事件处理器被触发
三、控制器建立了一个新的聊天模型
四、而后控制器更新视图
五、用户在聊天窗口看到新的聊天信息
讲了一个生活的例子，咱们用代码的方式更加深刻了解MVC。html

Model

MVC中M表示model,与数据操做和行为相关的逻辑都应当放入模型中。例如咱们建立一个Model对象，全部数据的操做都应该都放在这个命名空间中。下面是一些简化的代码,首先建立新模型和实例前端

var Model = {
    create: function() {
        this.records = {}
        var object = Object.create(this)
        object.prototype = Object.create(this.prototype)
        return object
    }
}

create用于建立一个以Model为原型的对象，而后就是一些包括数据操做的一些函数包括查找，存储vue

var Model = {
    /*---代码片断--*/
    find: function () {
        return this.records[this.id]
    },
    save: function () {
        this.records[this.id] = this 
    }
}

下面咱们就可使用这个Model了：java

user = Model.create()
user.id = 1
user.save()
asset = Model.create()
asset.id = 2
asset.save()
Model.find(1)
=> {id:1}

能够看到咱们就已经查找到了这个对象。模型也就是数据的部分咱们也就完成了。node

Control

下面来说讲mvc中的控制器。当加载页面的时候，控制器将事件处理程序绑定在视图中，并适时地处理回调，以及和模型必要的对接。下面是控制器的简单例子：git

var ToggleView = {
    init: function (view) {
        this.view = $(view)
        this.view.mouseover(this.toggleClass, true)
        this.view.mouseout(this.toggleClass, false)
    },
    this.toggleClass: function () {
        this.view.toggleClass('over', e.data)
    }
}

这样咱们就实现了对一个视图的简单控制，鼠标移入元素添加over class，移除就移除over class。而后在添加一些简单的样式例如github

ex:
        .over {color: red}
        p{color: black}

这样控制器就和视图创建起了链接。在MVC中有一个特性就是一个控制器控制一个视图，随着项目体积的增大，就须要一个状态机用于管理这些控制器。先来建立一个状态机
var StateMachine = function() {}
SateMachine.add = function (controller) {
    this.bind('change', function (e, current) {
        if (controller == current) {
            controller.activate()
        } else {
            controller.deactivate()
        }
    })

    controller.active = function () {
        this.trigger('change', controller)
    }
}
// 建立两个控制器
var con1 = {
    activate: funtion() {
        $('#con1').addClass('active')
    },
    deactivate: function () {
        $('#con1').removeClass('active')
    }
}

var con2 = {
    activate: funtion() {
        $('#con2').addClass('active')
    },
    deactivate: function () {
        $('#con2').removeClass('active')
    }
}

// 建立状态机，添加状态
var sm = new StateMachine
sm.add(con1)
sm.add(con2)

// 激活第一个状态
con1.active()

这样就实现了简单的控制器管理，最后咱们在添加一些css样式。web

#con1, #con2 { display: none }
#con2.active, #con2.active { display: block }

当con1激活的时候样式就发生了变化，也就是视图发生了变化。
控制器也就讲到了这里，下面来看看MVC中的View部分，也就是视图

View

视图是应用的接口，它为用户提供视觉呈现并与用户产生交互。在javaScript种，视图是无逻辑的HTML片断，又应用的控制器来管理，视图处理事件回调以及内嵌数据。简单来讲就是在javaScript中写HTML代码，而后将HTML片断插入到HTML页面中，这里讲两种方法：

动态渲染视图

使用document.createElement建立DOM元素，设置他们的内容而后追加到页面中，例如
var views = documents.getElementById('views')
views.innerHTML = '' // 元素清空
var wapper = document.createElement('p')
wrapper.innerText = 'add to views'
views.appendChild(wrapper)
这样就完成了用createElement建立元素，而后添加到HTML页面中。

模板

若是之前有事后端开发经验，那么对模版应该比较熟悉。例如在nodejs中经常使用的就是ejs,下面是ejs的一个小例子，能够看到的是ejs将javascript直接渲染为HTML
str = '<h1><%= title %></h1>'
ejs.render(str, {

title: 'ejs'

});
那么这个渲染后的结果就是
<h1>ejs</h1>
固然实际中ejs的功能更强大，咱们甚至能够在其中加入函数，模板语言是否是以为跟vue,React的书写方式特别像，我也以为像。那么view的做用就显而易见了，就是将HTML和javaScript链接起来。剩下一个问题就是在mvc原理图咱们看到了视图和模型之间的关系，当模型更改的时候，视图也会跟着更新。那么视图和模型就须要进行绑定，它意味着当记录发生改变时，你的控制器不须要处理视图的更新，由于这些更新是在后台自动完成的。为了将javaScript对象和视图绑定在一块儿，咱们须要设置一个回调函数，当对象的属性发生改变时发送一个更新视图的通知。下面是值发生变化的时候调用的回调函数，固然如今咱们可使用更简单的set,get进行数据的监听，这在咱们后面的MVVM将会讲到。

var addChange = function (ob) {
    ob.change = function (callback) {
        if (callback) {
            if (!this._change) this._change = {}
            this._change.push(callback)
        } else {
            if (!this._change) return 
            for (var i = this._change.length - 1; i >= 0; i--) {
                this._change[i].apply(this)
            }
        }
    }
}

咱们来看看一个实际的例子

var addChange = function (ob) {
    ob.change = function (callback) {
        if (callback) {
            if (!this._change) this._change = {}
            this._change.push(callback)
        } else {
            if (!this._change) return 
            for (var i = this._change.length - 1; i >= 0; i--) {
                this._change[i].apply(this)
            }
        }
    }
}

var object = {}
object.name = 'Foo'

addChange(object)
object.change(function () {
    console.log('Changed!', this)
    // 更新视图的代码
})
obejct.change()
object.name = 'Bar'
object.change()

这样就实现了执行和触发change事件了。
我相信你们对MVC有了比较深入的理解，下面来学习MVVM模式。

MVVM

现在主流的web框架基本都采用的是MVVM模式，为何放弃了MVC模式，转而投向了MVVM模式呢。在以前的MVC中咱们提到一个控制器对应一个视图，控制器用状态机进行管理，这里就存在一个问题，若是项目足够大的时候，状态机的代码量就变得很是臃肿，难以维护。还有一个就是性能问题，在MVC中咱们大量的操做了DOM，而大量操做DOM会让页面渲染性能下降，加载速度变慢，影响用户体验。最后就是当Model频繁变化的时候，开发者就主动更新View，那么数据的维护就变得困难。世界是懒人创造的，为了减少工做量，节约时间，一个更适合前端开发的架构模式就显得很是重要。这时候MVVM模式在前端中的应用就应运而生。
MVVM让用户界面和逻辑分离更加清晰。下面是MVVM的示意图，能够看到它由Model、ViewModel、View这三个部分组成。
图片描述
下面分别来说讲他们的做用

View

View是做为视图模板，用于定义结构、布局。它本身不处理数据，只是将ViewModel中的数据展示出来。此外为了和ViewModel产生关联，那么还须要作的就是数据绑定的声明，指令的声明，事件绑定的声明。这在当今流行的MVVM开发框架中体现的淋淋尽致。在示例图中，咱们能够看到ViewModel和View之间是双向绑定，意思就是说ViewModel的变化可以反映到View中，View的变化也可以改变ViewModel的数据值。那如何实现双向绑定呢，例若有这个input元素：

<input type='text' yg-model='message'>

随着用户在Input中输入值的变化，在ViewModel中的message也会发生改变，这样就实现了View到ViewModel的单向数据绑定。下面是一些思路：

  1. 扫描看哪些节点有yg-xxx属性
  2. 自动给这些节点加上onchange这种事件
  3. 更新ViewModel中的数据，例如ViewModel.message = xx.innerText

那么ViewModel到View的绑定能够是下面例子：

<p yg-text='message'></p>

渲染后p中显示的值就是ViewModel中的message变量值。下面是一些思路：

  1. 首先注册ViewModel
  2. 扫描整个DOM Tree 看哪些节点有yg-xxx这中属性
  3. 记录这些被单向绑定的DOM节点和ViewModel之间的隐射关系
  4. 使用innerText,innerHTML = ViewModel.message进行赋值

ViewModel

ViewModel起着链接View和Model的做用，同时用于处理View中的逻辑。在MVC框架中，视图模型经过调用模型中的方法与模型进行交互，然而在MVVM中View和Model并无直接的关系，在MVVM中，ViewModel从Model获取数据，而后应用到View中。相对MVC的众多的控制器，很明显这种模式更可以轻松管理数据，不至于这么混乱。还有的就是处理View中的事件，例如用户在点击某个按钮的时候，这个行动就会触发ViewModel的行为，进行相应的操做。行为就可能包括更改Model,从新渲染View。

Model

Model 层，对应数据层的域模型，它主要作域模型的同步。经过 Ajax/fetch 等 API 完成客户端和服务端业务 Model 的同步。在层间关系里，它主要用于抽象出 ViewModel 中视图的 Model。

MVVM简单实现

实现效果：

<div id="mvvm">
    <input type="text" v-model="message">
    <p>{{message}}</p>
    <button v-click='changeMessage'></button>
</div>
<script type="">
    const vm = new MVVM({
        el: '#mvvm',
        methods: {
            changeMessage: function () {
                this.message = 'message has change'
            }
        },
        data: {
            message: 'this is old message'
        }
    })
</script>

这里为了简单，借鉴了Vue的一些方法

Observer

MVVM为咱们省去了手动更新视图的步骤，一旦值发生变化，视图就从新渲染，那么就须要对数据的改变就行检测。例若有这么一个例子：

hero = {
    name: 'A'
}

这时候但咱们访问hero.name 的时候，就会打印出一些信息：

hero.name 
// I'm A

当咱们对hero.name 进行更改的时候，也会打印出一些信息：

hero.name = 'B'
// the name has change

这样咱们是否是就实现了数据的观测了呢。
在Angular中实现数据的观测使用的是脏检查，就是在用户进行可能改变ViewModel的操做的时候，对比之前老的ViewModel而后作出改变。
而在Vue中，采起的是数据劫持，就是当数据获取或者设置的时候，会触发Object.defineProperty()。
这里咱们采起的是Vue数据观测的方法，简单一些。下面是具体的代码

function observer (obj) {
    let keys = Object.keys(obj)
    if (typeof obj === 'object' && !Array.isArray(obj)) {
        keys.forEach(key => {
            defineReactive(obj, key, obj[key])
        })    
    }
}

function defineReactive (obj, key, val) {
    observer(val)
    Object.defineProperty(obj, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function () {
            console.log('I am A')
            return val
        },
        set: function (newval) {
            console.log('the name has change')
            observer(val)
            val = newval
        }
    }) 
}

把hero带入observe方法中，结果正如先前预料的同样的结果。这样数据的检测也就实现了，而后在通知订阅者。如何通知订阅者呢，咱们须要实现一个消息订阅器，维护一个数组用来收集订阅者，数据变更触发notify(),而后订阅者触发update()方法，改善后的代码长这样：

function defineReactive (obj) {
    dep = new Dep()
    Object.defineProperty(obj, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function () {
            console.log('I am A')
            Dep.target || dep.depend()
            return val
        },
        set: function (newval) {
            console.log('the name has change')
            dep.notify()
            observer(val)
            val = newval
        }
    }) 
}

var Dep = function Dep () {
    this.subs = []
}
Dep.prototype.notify = function(){
    var subs = this.subs.slice()
    for (var i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {
        subs[i].update()
    }
}
Dep.prototype.addSub = function(sub){
    this.subs.push(sub)
}
Dep.prototype.depend = function(){
    if (Dep.target) {
        Dep.target.addDep(this)
    }
}

这跟Vue源码差很少，就完成了往订阅器里边添加订阅者，和通知订阅者。这里之前我看Vue源码的时候，困扰了好久的问题，就是在get方法中Dep是哪儿来的。这里说一下他是一个全局变量，添加target变量是用于向订阅器中添加订阅者。这里的订阅者是Wacther,Watcher就能够链接视图更新视图。下面是Watcher的一部分代码

Watcher.prototype.get = function(key){
    Dep.target = this
    this.value = obj[key] // 触发get从而向订阅器中添加订阅者
    Dep.target = null // 重置
};

Compile

在讲MVVM概念的时候，在View -> ViewModel的过程当中有一个步骤就是在DOM tree中寻找哪一个具备yg-xx的元素。这一节就是讲解析模板，让View和ViewModel链接起来。遍历DOM tree是很是消耗性能的，因此会先把节点el转换为文档碎片fragment进行解析编译操做。操做完成后，在将fragment添加到原来的真实DOM节点中。下面是它的代码

function Compile (el) {
    this.el = document.querySelector(el)
    this.fragment = this.init()
    this.compileElement()
}

Compile.prototype.init = function(){
    var fragment = document.createDocumentFragment(), chid 
    while (child.el.firstChild) {
        fragment.appendChild(child)
    }
    return fragment
};

Compile.prototype.compileElement = function(){
    fragment = this.fragment 
    me = this 
    var childNodes = el.childNodes 
    [].slice.call(childNodes).forEach(function (node) {
        var text = node.textContent 
        var reg = /\{\{(.*)\}\}/ // 获取{{}}中的值
        if (reg.test(text)) {
            me.compileText(node, RegExp.$1)
        }

        if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
            me.compileElement(node)
        }
    })
}
Compile.prototype.compileText = function (node, vm, exp) {
    updateFn && updateFn(node, vm[exp])
    new Watcher(vm, exp, function (value, oldValue) {
        // 一旦属性值有变化，就会收到通知执行此更新函数，更新视图
        updateFn() && updateFn(node, val)
    })
}
// 更新视图
function updateFn (node, value) {
    node.textContent = value 
}

这样编译fragment就成功了,而且ViewModel中值的改变就可以引发View层的改变。接下来是Watcher的实现,get方法已经讲了，咱们来看看其余的方法。

Watcher

Watcher是链接Observer和Compile之间的桥梁。能够看到在Observer中，往订阅器中添加了本身。dep.notice()发生的时候，调用了sub.update()，因此须要一个update()方法，值发生变化后，就可以触发Compile中的回调更新视图。下面是Watcher的具体实现

var Watcher = function Watcher (vm, exp, cb) {
    this.vm = vm 
    this.cb = cb 
    this.exp = exp 
    // 触发getter，向订阅器中添加本身
    this.value = this.get()
}

Watcher.prototype = {
    update: function () {
        this.run()
    },
    addDep: function (dep) {
        dep.addSub(this)
    },
    run: function () {
        var value = this.get()
        var oldVal = this.value 
        if (value !== oldValue) {
            this.value = value 
            this.cb.call(this.vm, value, oldValue) // 执行Compile中的回调
        }
    },
    get: function () {
        Dep.target = this 
        value = this.vm[exp] // 触发getter
        Dep.target = null 
        return value 
    }
}

在上面的代码中Watcher就起到了链接Observer和Compile的做用，值发生改变的时候通知Watcher，而后Watcher调用update方法，由于在Compile中定义的Watcher，因此值发生改变的时候，就会调用Watcher()中的回调，从而更新视图。最重要的部分也就完成了。在加一个MVVM的构造器就ok了。推荐一篇文章本身实现MVVM,这里边讲的更加详细。

总结

ok，本篇文章就结束了，经过对比但愿读者可以对前端当前框架可以更清晰的认识。谢谢你们

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