深刻解析vue 1实现原理,并实现vue双向数据绑定模型
vueImitate
,此模型(vueImitate)只适用于学习和了解vue实现原理;没法做为项目中使用,没有进行任何异常错误处理及各类使用场景的兼容;但经过此项目,可让你:
总体效果以下:html
下面咱们重头开始框架的实现,咱们知道,vue的使用方式以下:vue
var vm = new Vue({ el: 'root', data() { return { message: 'this is test', number: 5, number1: 1, number2: 2, showNode: false } }, methods: { add() { this.number1 += 1; this.number += 1; }, show() { this.showNode = !this.showNode; } } })
因而可知,vue为一个构造函数,而且调用时传入一个对象参数,因此主函数vueImitate
能够以下,源码可见这里;并对参数进行对应的初始化处理:node
// init.js export default function vueImitate(options) { this.options = options || {}; this.selector = options.el ? ('#' + options.el) : 'body'; // 根节点selector this.data = typeof options.data === 'function' ? options.data() : options.data; // 保存传入的data this.el = document.querySelectorAll(this.selector)[0]; // 保存根节点 this._directives = []; }
此时可使用new vueImitate(options)
的方式进行调用,首先,咱们须要界面上展现正确的数据,也就是将下面页面进行处理,使其能够正常访问;git
咱们能够参考vue的实现方式,vue将{{ }}
这种绑定数据的方式转化为指令(directive),即v-text
相似;而v-text
又是如何进行数据绑定的呢?经过下面代码可知,是经过对文本节点从新赋值方式实现,源码见这里:github
export default { bind () { this.attr = this.el.nodeType === 3 ? 'data' : 'textContent' }, update (value) { this.el[this.attr] = value } }
那么,问题来了,若是须要按照上面的方式实现数据的绑定,咱们须要将如今的字符串{{number}}
转化为一个文本节点,并对它进行指令化处理;这些其实也就是vue compile(编译)、link过程完成的,下面咱们就先实现上面功能需求;express
整个编译过程确定从根元素开始,逐步向子节点延伸处理;数组
export default function Compile(vueImitate) { vueImitate.prototype.compile = function() { let nodeLink = compileNode(this.el), nodeListLink = compileNodeList(this.el.childNodes, this), _dirLength = this._directives.length; nodeLink && nodeLink(this); nodeListLink && nodeListLink(this); let newDirectives = this._directives.slice(_dirLength); for(let i = 0, _i = newDirectives.length; i < _i; i++) { newDirectives[i]._bind(); } } } function compileNode(el) { let textLink, elementLink; // 编译文本节点 if(el.nodeType === 3 && el.data.trim()) { textLink = compileTextNode(el); } else if(el.nodeType === 1) { elementLink = compileElementNode(el); } return function(vm) { textLink && textLink(vm); elementLink && elementLink(vm); } } function compileNodeList(nodeList, vm) { let nodeLinks = [], nodeListLinks = []; if(!nodeList || !nodeList.length) { return; } for(let i = 0, _i = nodeList.length; i < _i; i++) { let node = nodeList[i]; nodeLinks.push(compileNode(node)), nodeListLinks.push(compileNodeList(node.childNodes, vm)); } return function(vm) { if(nodeLinks && nodeLinks.length) { for(let i = 0, _i = nodeLinks.length; i < _i; i++) { nodeLinks[i] && nodeLinks[i](vm); } } if(nodeListLinks && nodeListLinks.length) { for(let i = 0, _i = nodeListLinks.length; i < _i; i++) { nodeListLinks[i] && nodeListLinks[i](vm); } } } }
如上代码,首先,咱们经过定义一个Compile
函数,将编译方法放到构造函数vueImitate.prototype
,而方法中,首先主要使用compileNode
编译根元素,而后使用compileNodeList(this.el.childNodes, this)
编译根元素下面的子节点;而在compileNodeList
中,经过对子节点进行循环,继续编译对应节点及其子节点,以下代码:性能优化
// function compileNodeList for(let i = 0, _i = nodeList.length; i < _i; i++) { let node = nodeList[i]; nodeLinks.push(compileNode(node)), nodeListLinks.push(compileNodeList(node.childNodes, vm)); }
而后进行递归调用,直到最下层节点:而在对节点进行处理时,主要分为文本节点和元素节点;文本节点主要处理上面说的{{number}}
的编译,元素节点主要处理节点属性如v-model
、v-text
、v-show
、v-bind:click
等处理;app
function compileTextNode(el) { let tokens = parseText(el.wholeText); var frag = document.createDocumentFragment(); for(let i = 0, _i = tokens.length; i < _i; i++) { let token = tokens[i], el = document.createTextNode(token.value) frag.appendChild(el); } return function(vm) { var fragClone = frag.cloneNode(true); var childNodes = Array.prototype.slice.call(fragClone.childNodes), token; for(let j = 0, _j = tokens.length; j < _j; j++) { if((token = tokens[j]) && token.tag) { let _el = childNodes[j], description = { el: _el, token: tokens[j], def: publicDirectives['text'] } vm._directives.push(new Directive(vm, _el, description)) } } // 经过这儿将`THIS IS TEST {{ number }} test` 这种转化为三个textNode if(tokens.length) { replace(el, fragClone); } } } function compileElementNode(el) { let attrs = getAttrs(el); return function(vm) { if(attrs && attrs.length) { attrs.forEach((attr) => { let name = attr.name, description, matched; if(bindRE.test(attr.name)) { description = { el: el, def: publicDirectives['bind'], name: name.replace(bindRE, ''), value: attr.value } } else if((matched = name.match(dirAttrRE))) { description = { el: el, def: publicDirectives[matched[1]], name: matched[1], value: attr.value } } if(description) { vm._directives.push(new Directive(vm, el, description)); } }) } } }
这里,先主要说明对文本节点的处理,咱们上面说过,咱们须要对{{number}}
之类进行处理,咱们首先必须将其字符串转化为文本节点,如this is number1: {{number1}}
这种,咱们必须转换为两个文本节点,一个是this is number1:
,它不须要进行任何处理;另外一个是{{number1}}
,它须要进行数据绑定,并实现双向绑定;由于只有转化为文本节点,才能使用v-text
相似功能实现数据的绑定;而如何进行将字符串文本分割为不一样的文本节点呢,那么,就只能使用正则方式let reg = /\{\{(.+?)\}\}/ig;
将{{ number }}
这种形式数据与普通正常文本分割以后,再分别建立textNode
,以下:框架
function parseText(str) { let reg = /\{\{(.+?)\}\}/ig; let matchs = str.match(reg), match, tokens = [], index, lastIndex = 0; while (match = reg.exec(str)) { index = match.index if (index > lastIndex) { tokens.push({ value: str.slice(lastIndex, index) }) } tokens.push({ value: match[1], html: match[0], tag: true }) lastIndex = index + match[0].length } return tokens; }
经过上面parseText
方法,能够将this is number: {{number}}
转化为以下结果:
转化为上图结果后,就对返回数组进行循环,分别经过建立文本节点;这儿为了性能优化,先建立文档碎片,将节点放入文档碎片中;
// function compileTextNode // el.wholeText => 'this is number: {{number}}' let tokens = parseText(el.wholeText); var frag = document.createDocumentFragment(); for(let i = 0, _i = tokens.length; i < _i; i++) { let token = tokens[i], el = document.createTextNode(token.value) frag.appendChild(el); }
而在最后编译完成,执行linker
时,主要作两件事,第一是对须要双向绑定的节点建立directive
,第二是将整个文本节点进行替换;怎么替换呢?如最开始是一个文本节点this is number: {{number}}
,通过上面处理以后,在frag
中实际上是两个文本节点this is number:
和{{number}}
;此时就使用replaceChild
方法使用新的节点替换原始的节点;
// compile.js function compileTextNode(el) { let tokens = parseText(el.wholeText); var frag = document.createDocumentFragment(); for(let i = 0, _i = tokens.length; i < _i; i++) { let token = tokens[i], el = document.createTextNode(token.value) frag.appendChild(el); } return function(vm) { var fragClone = frag.cloneNode(true); var childNodes = Array.prototype.slice.call(fragClone.childNodes), token; // 建立directive ...... // 经过这儿将`THIS IS TEST {{ number }} test` 这种转化为三个textNode if(tokens.length) { replace(el, fragClone); } } } // util.js export function replace (target, el) { var parent = target.parentNode if (parent) { parent.replaceChild(el, target) } }
替换后结果以下图:
通过与最开始图比较能够发现,已经将this is number: {{number}} middle {{number2}}
转化为this is number: number middle number2
;只是此时,仍然展现的是变量名称,如number
,number2
;那么,咱们下面应该作的确定就是须要根据咱们初始化时传入的变量的值,将其进行正确的展现;最终结果确定应该为this is number: 5 middle 2
;即将number
替换为5
、将number2
替换为2
;那么,如何实现上述功能呢,咱们上面提过,使用指令(directive)的方式;下面,就开始进行指令的处理;
对于每个指令,确定是隔离开的,互相不受影响且有本身的一套处理方式;因此,咱们就使用对象的方式;一个指令就是一个实例化的对象,彼此之间互不影响;以下代码:
export default function Directive(vm, el, description) { this.vm = vm; this.el = el; this.description = description; this.expression = description ? description.value : ''; }
在建立一个指令时,须要传入三个参数,一个是最开始初始化var vm = new vueImitate(options)
时实例化的对象;而el是须要初始化指令的当前元素,如<p v-show="showNode">this is test</p>
,须要建立v-show
的指令,此时的el
就是当前的p
标签;而description
主要包含指令的描述信息;主要包含以下:
// 源码见 './directives/text.js' var text = { bind () { this.attr = this.el.nodeType === 3 ? 'data' : 'textContent' }, update (value) { this.el[this.attr] = value } } // 如,'{{number}}' description = { el: el, // 须要建立指令的元素 def: text, // 对指令的操做方法,包括数据绑定(bind)、数据更新(update),见上面 text name: 'text', // 指令名称 value: 'number' // 指令对应数据的key }
经过new Directive(vm, el, description)
就建立了一个指令,并初始化一些数据;下面就先经过指令对界面进行数据渲染;全部逻辑就放到了_bind
方法中,以下:
// directive.js Directive.prototype._bind = function() { extend(this, this.description.def); if(this.bind) { this.bind(); } var self = this, watcher = new Watcher(this.vm, this.expression, function() { self.update(watcher.value); }) if(this.update) { this.update(watcher.value); } } // util.js export function extend(to, from) { Object.keys(from).forEach((key) => { to[key] = from[key]; }) return to; }
方法首先将传入的指令操做方法合并到this
上,方便调用,主要包括上面说的bind
、update
等方法;其主要根据指令不一样,功能不一样而不一样定义;全部对应均在./directives/*
文件夹下面,包括文本渲染text.js、事件添加bind.js、v-model对应model.js、v-show对应show.js等;经过合并之后,就执行this.bind()
方法进行数据初始化绑定;可是,目前为止,当去看界面时,仍然没有将number
转化为5
;为何呢?经过查看代码:
export default { bind () { this.attr = this.el.nodeType === 3 ? 'data' : 'textContent' }, update (value) { this.el[this.attr] = value } }
bind
并无改变节点展现值,而是经过update
; 因此,若是调用this.update(123)
,可发现有以下结果:
其实咱们并非直接固定数值,而是根据初始化时传入的值动态渲染;可是目前为止,至少已经完成了界面数据的渲染,只是数据不对而已;
而后,咱们回头看下编译过程,咱们须要在编译过程去实例化指令(directive),并调用其_bind
方法,对指令进行初始化处理;
// 见compile.js 'function compileTextNode' let _el = childNodes[j], description = { el: _el, name: 'text', value: tokens[j].value, def: publicDirectives['text'] } vm._directives.push(new Directive(vm, _el, description)); // 见compile.js 'function compile' let newDirectives = this._directives.slice(_dirLength); for(let i = 0, _i = newDirectives.length; i < _i; i++) { newDirectives[i]._bind(); }
上面说了,目前尚未根据传入的数据进行绑定,下面,就来对数据进行处理;
数据处理包括如下几个方面:
须要实现双向绑定,就是在数据变化后可以自动的将对应界面进行更新;那么,如何监控数据的变化呢?目前有几种方式,一种是angular的脏检查方式,就是对用户因此操做、会致使数据变化的行为进行拦截,如ng-click
、$http
、$timeout
等;当用户进行请求数据、点击等时,会对全部的数据进行检查,若是数据变化了,就会触发对应的处理;而另外一种是vue的实现方式,使用Object.definProperty()
方法,对数据添加setter
和getter
;当对数据进行赋值时,会自动触发setter
;就能够监控数据的变化;主要处理以下, 源码见这里:
export function Observer(data) { this.data = data; Object.keys(data).forEach((key) => { defineProperty(data, key, data[key]); }) } export function observer(data, vm) { if(!data || typeof data !== 'object') { return; } let o = new Observer(data); return o; } function defineProperty(data, key, val) { let _value = data[key]; let childObj = observer(_value); let dep = new Dep(); //生成一个调度中心,管理此字段的全部订阅者 Object.defineProperty(data, key, { enumerable: true, // 可枚举 configurable: false, // 不能再define get: function() { if (Dep.target) { dep.depend(); } return val; }, set: function(value) { val = value; childObj = observer(value); dep.notify(); } }) }
Observer
是一个构造函数,主要对传入的数据进行Object.defineProperty
绑定;能够监控到数据的变化;而在每个Observer中,会初始化一个Dep
的称为‘调度管理器’的对象,它主要负责保存界面更新的操做和操做的触发;
在经过上面Observer
实现数据监控以后,如何通知界面更新呢?这里使用了‘发布/订阅模式’;若是须要对此模式进行更深刻理解,可查看此连接;而每一个数据key都会维护了一个独立的调度中心Dep
;经过在上面defineProperty
时建立;而Dep
主要保存数据更新后的处理任务及对任务的处理,代码也很是简单,就是使用subs
保存全部任务,使用addSub
添加任务,使用notify
处理任务,depend
做用会在下面watcher
中进行说明:
// Dep.js let uid = 0; // 调度中心 export default function Dep() { this.id = uid++; this.subs = []; //订阅者数组 this.target = null; // 有何用处? } // 添加任务 Dep.prototype.addSub = function(sub) { this.subs.push(sub); } // 处理任务 Dep.prototype.notify = function() { this.subs.forEach((sub) => { if(sub && sub.update && typeof sub.update === 'function') { sub.update(); } }) } Dep.prototype.depend = function() { Dep.target.addDep(this); }
那么,处理任务来源哪儿呢?vue中又维护了一个watcher
的对象,主要是对任务的初始化和收集处理;也就是一个watcher
就是一个任务;而整个watcher
代码以下, 线上源码见这里:
export default function Watcher(vm, expression, cb) { this.cb = cb; this.vm = vm; this.expression = expression; this.depIds = {}; if (typeof expression === 'function') { this.getter = expOrFn; } else { this.getter = this.parseGetter(expression); } this.value = this.get(); } let _prototype = Watcher.prototype; _prototype.update = function() { this.run(); } _prototype.run = function() { let newValue = this.get(), oldValue = this.value; if(newValue != oldValue) { this.value = newValue; this.cb.call(this.vm, newValue); } } _prototype.addDep = function(dep) { // console.log(dep) if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) { dep.addSub(this); this.depIds[dep.id] = dep; } } _prototype.get = function() { Dep.target = this; var value = this.getter && this.getter.call(this.vm, this.vm); Dep.target = null; return value; } _prototype.parseGetter = function(exp) { if (/[^\w.$]/.test(exp)) return; var exps = exp.split('.'); return function(obj) { let value = ''; for (var i = 0, len = exps.length; i < len; i++) { if (!obj) return; value = obj[exps[i]]; } return value; } }
在初始化watcher
时,须要传入vm(整个项目初始化时实例化的vueImitate对象,由于须要用到里面的对应数据)、expression(任务对应的数据的key,如上面的‘number’)、cb(一个当数据变化后,界面如何更新的函数,也就是上面directive里面的update方法);咱们须要实现功能有,第一是每一个任务有个update
方法,主要用于在数据变化时,进行调用,即:
// 处理任务 Dep.prototype.notify = function() { this.subs.forEach((sub) => { if(sub && sub.update && typeof sub.update === 'function') { sub.update(); } }) }
第二个是在初始化watcher
时,须要将实例化的watcher(任务)放入调度中心dep
的subs
中;如何实现呢?这里,使用了一些黑科技,流程以下,这儿咱们以expression
为'number'为例:
一、在初始化watcher时,会去初始化一个获取数据的方法this.getter
就是,可以经过传入的expression
取出对应的值;如经过number
取出对应的初始化时的值5
;
二、调用this.value = this.get();
方法,方法中会去数据源中取值,并将此时的watcher放入Dep.target
中备用,并返回取到的值;
// watcher.js _prototype.get = function() { Dep.target = this; var value = this.getter && this.getter.call(this.vm, this.vm); Dep.target = null; return value; }
三、由于咱们在上面Observer
已经对数据进行了Object.defineProperty
绑定,因此,当上面2步取值时,会触发对应的getter
,以下, 触发get函数以后,由于上面2已经初始化Dep.target = this;
了,因此会执行dep.depend();
,就是上面说的depend
函数了:
// Observer.js let dep = new Dep(); //生成一个调度中心,管理此字段的全部订阅者 Object.defineProperty(data, key, { enumerable: true, // 可枚举 configurable: false, // 不能再define get: function() { if (Dep.target) { dep.depend(); } return val; }, set: function(value) { val = value; childObj = observer(value); dep.notify(); } })
三、触发dep.depend();
以后,以下代码,会执行Dep.target.addDep(this);
, 此时的this
就是上面实例化的dep
, Dep.target
则对应的是刚刚1步中实例化的watcher
,即执行watcher.addDep(dep)
;
// Dep.js Dep.prototype.depend = function() { Dep.target.addDep(this); }
四、触发watcher.addDep(dep)
,以下代码,若是目前还没此dep;就执行dep.addSub(this);
,此时的this
就是指代当前watcher
,也就是1步时实例化的watcher;此时dep是步骤3中实例化的dep
; 便是,dep.addSub(watcher);
// watcher.js _prototype.addDep = function(dep) { // console.log(dep) if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) { dep.addSub(this); this.depIds[dep.id] = dep; } }
五、最后执行dep.addSub(watcher);
,以下代码,到这儿,就将初始化的watcher
添加到了调度中心的数组中;
// Dep.js Dep.prototype.addSub = function(sub) { this.subs.push(sub); }
那么,在哪儿去初始化watcher
呢?就是在对指令进行_bind()
时,以下代码,在执行_bind
时,会实例化Watcher
; 在第三个参数的回调函数里执行self.update(watcher.value);
,也就是当监控到数据变化,会执行对应的update
方法进行更新;
// directive.js Directive.prototype._bind = function() { extend(this, this.description.def); if(this.bind) { this.bind(); } var self = this, watcher = new Watcher(this.vm, this.expression, function() { self.update(watcher.value); }) if(this.update) { this.update(watcher.value); } }
而前面说了,开始时没有数据,使用this.update(123)
会将界面对应number
更新为123,当时没有对应number
真实数据;而此时,在watcher中,获取到了对应数据并保存到value
中,所以,就执行this.update(watcher.value);
,此时就能够将真实数据与界面进行绑定,而且当数据变化时,界面也会自动进行更新;最终结果以下图:
为何全部数据都是undefined
呢?咱们能够经过下面代码知道, 在实例化watcher
时,调用this.value = this.get();
时,实际上是经过传入的key在this.vm
中直接取值;可是咱们初始化时,全部值都是经过this.options = options || {};
放到this.options
里面,因此根本没法取到:
// watcher.js _prototype.get = function() { Dep.target = this; var value = this.getter && this.getter.call(this.vm, this.vm); Dep.target = null; return value; } _prototype.parseGetter = function(exp) { if (/[^\w.$]/.test(exp)) return; var exps = exp.split('.'); return function(obj) { let value = ''; for (var i = 0, len = exps.length; i < len; i++) { if (!obj) return; value = obj[exps[i]]; } return value; } }
那么,咱们如何能直接能够经过诸如this.number
取到值呢?只能以下,经过下面extend(this, data);
方式,就将数据绑定到了实例化的vueImitate
上面;
import { extend } from './util.js'; import { observer } from './Observer.js'; import Compile from './compile.js'; export default function vueImitate(options) { this.options = options || {}; this.selector = options.el ? ('#' + options.el) : 'body'; this.data = typeof options.data === 'function' ? options.data() : options.data; this.el = document.querySelectorAll(this.selector)[0]; this._directives = []; this.initData(); this.compile(); } Compile(vueImitate); vueImitate.prototype.initData = function() { let data = this.data, self = this; extend(this, data); observer(this.data); }
处理后结果以下:
数据也绑定上了,可是当咱们尝试使用下面方式对数据进行改变时,发现并无自动更新到界面,界面数据并无变化;
methods: { add() { this.number1 += 1; this.number += 1; } }
为何呢?经过上面代码可知,咱们其实observer
的是vueImitate
实例化对象的data
对象;而咱们更改值是经过this.number += 1;
实现的;其实并无改vueImitate.data.number
的值,而是改vueImitate.number
的值,因此也就不会触发observer
里面的setter
;也不会去触发对应的watcher
里面的update
;那如何处理呢?咱们能够经过以下方式实现, 完整源码见这里:
// init.js vueImitate.prototype.initData = function() { let data = this.data, self = this; extend(this, data); Object.keys(data).forEach((key) => { Object.defineProperty(self, key, { set: function(newVal) { self.data[key] = newVal; }, get: function() { return self.data[key]; } }) }) observer(this.data); }
这里经过对vueImitate
里对应的data
的属性进行Object.defineProperty
处理,当对其进行赋值时,会再将其值赋值到vueImitate.data
对应的属性上面,那样,就会去触发observer(this.data);
里面的setter
,从而去更新界面数据;
至此,整个数据处理就已经完成,总结一下:
一、首先,在初始化vueImitate
时,咱们会将初始化数据经过options.data
传入,后会进行处理,保存至this.data
中;
二、经过initData
方法将数据绑定到vueImitate
实例化对象上面,并对其进行数据监控,而后使用observer
对this.data
进行监控,在实例化Observer
时,会去实例化一个对应的调度中心Dep
;
三、在编译过程当中,会建立指令,经过指令实现每一个须要处理节点的数据处理和双向绑定;
四、在指令_bind()
时,会去实例化对应的watcher
,建立一个任务,主要实现数据获取、数据变化时,对应界面更新(也就是更新函数的调用)、并将生成的watcher存储到对应的步骤2中实例化的调度中心中;
五、当数据更新时,会触发对应的setter
,而后调用dep.notify();
触发调度中心中全部任务的更新,即执行全部的watcher.update
,从而实现对应界面的更新;
到目前为止,整个框架的实现基本已经完成。其中包括compile、linker、oberver、directive(v-model、v-show、v-bind、v-text)、watcher;若是须要更深刻的研究,可见项目代码; 能够本身clone
下来,运行起来;文中有些可能思考不够充分,忘见谅,也欢迎你们指正;