vue开发：了解下vue中的双向数据绑定原理-工具盒子

最近在折腾uni-app项目，其实蛮想吐糟它有多LJ的，但是为了工作，忍忍吧。还没玩过uni-app的可以尝试下咯。

uni-app简介

uni-app是一个使用 Vue.js开发所有前端应用的框架，开发者编写一套代码，可发布到iOS、Android、Web（响应式）、以及各种小程序（微信/支付宝/百度/头条/QQ/钉钉/淘宝）、快应用等多个平台。

DCloud公司拥有800万开发者、数百万应用、12亿手机端月活用户、数千款uni-app插件、70+微信/qq群。阿里小程序工具官方内置uni-app（详见），腾讯课堂官方为uni-app录制培训课程（详见），开发者可以放心选择。

uni-app在手，做啥都不愁。即使不跨端，uni-app也是更好的小程序开发框架（详见）、更好的App跨平台框架、更方便的H5开发框架。不管领导安排什么样的项目，你都可以快速交付，不需要转换开发思维、不需要更改开发习惯。

一套代码编到10个平台，这不是梦想。眼见为实，扫描10个二维码，亲自体验最全面的跨平台效果！

当然我们今天分享的主题不是怎么玩uni-app，而是关于vue开发中双向数据绑定原理。OK，废话不多说，直入正题。

什么是双向数据绑定？

vue是一个mvvm框架，即数据双向绑定，即当数据发生变化的时候，视图也就发生变化，当视图发生变化的时候，数据也会跟着同步变化。这也是算是vue的精髓之处了。值得注意的是，我们所说的数据双向绑定，一定是对于UI控件来说的，非UI控件不会涉及到数据双向绑定。单向数据绑定是使用状态管理工具的前提，如果我们使用vuex，那么数据流也是单向的，这时就会和双向数据绑定有冲突，我们可以这么解决。

为什么要实现数据的双向绑定？

在vue中，如果使用vuex，实际上数据还是单向的，之所以说是数据双向绑定，这是用的UI控件来说，对于我们处理表单，vue的双向数据绑定用起来就特别舒服了。即两者并不互斥，在全局性数据流使用单项，方便跟踪，局部性数据流使用双向，简单易操作。

1.访问器属性

Object.defineProperty()函数可以定义对象的属性相关描述符，其中的set和get函数对于完成数据双向绑定起到了至关重要的作用，下面，我们看看这个函数的基本使用方式。

var obj = {
   foo: 'foo'
  }
  Object.defineProperty(obj, 'foo', {
   get: function () {
    console.log('将要读取obj.foo属性');
   }, 
   set: function (newVal) {
    console.log('当前值为', newVal);
   }
  });
  obj.foo; // 将要读取obj.foo属性
  obj.foo = 'name'; // 当前值为 name

上面代码中，get即为我们访问属性时调用，set为我们设置属性值时调用。

2.简单的数据双向绑定实现方法

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>forvue</title>
</head>
<body>
 <input type="text" id="textInput">
 输入：<span id="textSpan"></span>
 <script>
  var obj = {},
    textInput = document.querySelector('#textInput'),
    textSpan = document.querySelector('#textSpan');
  Object.defineProperty(obj, 'foo', {
   set: function (newValue) {
    textInput.value = newValue;
    textSpan.innerHTML = newValue;
   }
  });
  textInput.addEventListener('keyup', function (e) {
    obj.foo = e.target.value;
  });
 </script>
</body>
</html>

可以看到，实现一个简单的数据双向绑定还是不难的，使用Object.defineProperty()来定义属性的set函数，属性被赋值的时候，修改input的value值以及span中的innerHTML，然后监听input的keyup事件，修改对象的属性值，即可以实现这样一个简单的数据双向绑定。

3. 实现任务的思路

上面我们只是实现了一个简单的数据双向绑定，而我们真正希望实现的是下面这种方式：

<div id="app">
    <input type="text" v-model="text">
    {{ text }}
  </div> 
  <script>
    var vm = new Vue({
      el: '#app', 
      data: {
        text: 'hello world'
      }
    });
  </script>

即和vue一样的方式来实现数据的双向绑定，那么我们可以把整个实现过程分为下面几步：

输入框以及文本节点与data中的数据绑定

输入框内容变化时，data中的数据同步变化。即view => model的变化。

data中的数据变化时，文本节点的内容同步变化。即model => view的变化。

4.DocumentFragment

如果希望实现任务，我们还需要使用到DocumentFragment文档片段，可以把它看做一个容器，如下所示：

<div id="app">
    
  </div>
  <script>
    var flag = document.createDocumentFragment(),
      span = document.createElement('span'),
      textNode = document.createTextNode('hello world');
    span.appendChild(textNode);
    flag.appendChild(span);
    document.querySelector('#app').appendChild(flag)
  </script>

使用文档片段的好处在于：在文档片段上进行操作DOM，而不会影响到真实的DOM，操作完成后，我们就可以添加到真实的DOM上，这样的效率比直接在正式DOM上修改要高很多。

vue在进行编译时，就是将挂载目标的所有子节点劫持到DocumentFragment中，经过一番处理之后，再将DocumentFragment整体返回插入挂载目标。

5.初始化数据绑定

function compile(node, vm) {
 var reg = /\{\{(.*)\}\}/
 // 如果节点是元素
 if (node.nodeType === 1) {
  var attr = node.attributes
  for (var i = 0; i < attr.length; i++) {
   if (attr[i].nodeName === 'v-model') {
     var name = attr[i].nodeValue 
    node.value = vm.data[name]
    node.removeAttribute('v-model')
   }
   
  }
 }
 
 if (node.nodeType === 3) {
  if (reg.test(node.nodeValue)) {
   var name = RegExp.$1
   name = name.trim()
   node.nodeValue = vm.data[name]
  }
 }
}
function nodeToFragment(node, vm) {
 var flag = document.createDocumentFragment()
 var child 
 while(child = node.firstChild) {
  compile(child, vm)
  flag.appendChild(child)
 }
 return flag
}
function Vue(options) {
 this.data = options.data 
 var el = options.el
 var dom = nodeToFragment(document.querySelector(el), this)
 
 document.querySelector(el).appendChild(dom)
}
var vm = new Vue({
 el: '#app',
 data: {
  text: 'hello'
 }
})

6.响应式的数据绑定

我们再来看看任务的实现思路，当我们在输入框输入数据的时候，首先触发input事件（或者keyup,change事件），在相应的事件处理程序中，我们获取输入框的value并赋值给vm实例的text属性。我们会利用defineProperty将data中text设置为vm的访问器属性，因此给vm.text赋值，就会触发set方法。在set方法可主要做两件事，第一，更新属性的值，第二后面再说。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>forvue</title>
</head>
<body>
  <div id="app">
    <input type="text" v-model="text">
    {{ text }}
  </div>
    
  <script>
    function compile(node, vm) {
      var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
      // 节点类型为元素
      if (node.nodeType === 1) {
        var attr = node.attributes;
        // 解析属性
        for (var i = 0; i < attr.length; i++) {
          if (attr[i].nodeName == 'v-model') {
            var name = attr[i].nodeValue; // 获取v-model绑定的属性名
            node.addEventListener('input', function (e) {
              // 给相应的data属性赋值，进而触发属性的set方法
              vm[name] = e.target.value;
            })
            node.value = vm[name]; // 将data的值赋值给该node
            node.removeAttribute('v-model');
          }
        }
      }
      // 节点类型为text
      if (node.nodeType === 3) {
        if (reg.test(node.nodeValue)) {
          var name = RegExp.$1; // 获取匹配到的字符串
          name = name.trim();
          node.nodeValue = vm[name]; // 将data的值赋值给该node
        }
      }
    }
    function nodeToFragment(node, vm) {
      var flag = document.createDocumentFragment();
      var child;
      while (child = node.firstChild) {
        compile(child, vm);
        flag.appendChild(child); // 将子节点劫持到文档片段中
      }
      
      return flag;
    }
    function Vue(options) {
      this.data = options.data;
      var data = this.data;
      observe(data, this);
      var id = options.el;
      var dom = nodeToFragment(document.getElementById(id), this);
      // 编译完成后，将dom返回到app中。
      document.getElementById(id).appendChild(dom);
    }
    var vm = new Vue({
      el: 'app',
      data: {
        text: 'hello world'
      }
    });
    function defineReactive(obj, key, val) {
      // 响应式的数据绑定
      Object.defineProperty(obj, key, {
        get: function () {
          return val;
        },
        set: function (newVal) {
          if (newVal === val) {
            return; 
          } else {
            val = newVal;
            console.log(val); // 方便看效果
          }
        }
      });
    }
    function observe (obj, vm) {
      Object.keys(obj).forEach(function (key) {
        defineReactive(vm, key, obj[key]);
      });
    }
  </script>
</body>
</html>

7. 订阅/发布模式(subscribe & publish)

text属性变化了，set方法触发了，但是文本节点的内容没有变化。如何才能让同样绑定到text的文本节点也同步变化呢？这里有一个知识点：订阅发布模式，订阅发布模式又称为观察者模式，定义一种一对多的关系，让多个观察者同时监听某一个主题对象，这个主题对象的状态发生改变时就会通知所有的观察者对象。
发布者发出通知 => 主题对象收到通知并推送给订阅者 => 订阅者执行相应的操作。

// 一个发布者 publisher，功能就是负责发布消息 - publish
    var pub = {
      publish: function () {
        dep.notify();
      }
    }
    // 多个订阅者 subscribers， 在发布者发布消息之后执行函数
    var sub1 = { 
      update: function () {
        console.log(1);
      }
    }
    var sub2 = { 
      update: function () {
        console.log(2);
      }
    }
    var sub3 = { 
      update: function () {
        console.log(3);
      }
    }
    // 一个主题对象
    function Dep() {
      this.subs = [sub1, sub2, sub3];
    }
    Dep.prototype.notify = function () {
      this.subs.forEach(function (sub) {
        sub.update();
      });
    }
    // 发布者发布消息， 主题对象执行notify方法，进而触发订阅者执行Update方法
    var dep = new Dep();
    pub.publish();

不难看出，这里的思路还是很简单的：发布者负责发布消息、订阅者负责接收接收消息，而最重要的是主题对象，他需要记录所有的订阅这特消息的人，然后负责吧发布的消息通知给哪些订阅了消息的人。

所以，当set方法触发后做的第二件事情就是作为发布者发出通知： "我是属性text，我变了"。文本节点作为订阅者，在接收到消息之后执行相应的更新动作。

8.双向绑定的实现

回顾一下，每当new一个vue,主要做了两件事情，第一监听数据:observe(data),第二是编译HTML， nodeToFragment(id)。
在监听数据的过程中，会为data中的每一个属性生成一个主题对象dep。
在编译HTML的过程中，会为每一个数据绑定相关的节点生成一个订阅者watcher,watcher会将自己添加到相应属性的dep中。
我们已经实现了：修改输入框内容 => 在事件回调函数中修改属性值 => 触发属性的set方法。
接下来我们要实现的是：发出通知dep.notify() => 触发订阅者update方法 => 更新视图。
这里的关键逻辑是：如何将watch添加到关联属性的dep中。

function observe(obj, vm) {
 Object.keys(obj).forEach(function(key) {
  defineReactive(vm, key, obj[key])
 })
}
function defineReactive(obj, key, val) {
 var dep = new Dep()
 Object.defineProperty(obj, key, {
  get: function() {
   if (Dep.target) {
    // 添加订阅者watcher到主题对象Dep
    dep.addsub(Dep.target)
   }
   return val
  },
  set: function(newVal) {
   if (newVal === val) {
    return
   } else {
    val = newVal
    // 作为发布者发出通知
    dep.notify()
    
   }
   
  }
 })
}
function Dep () {
 this.subs = []
}
Dep.prototype = {
 addsub: function(sub) {
  this.subs.push(sub)
 },
 notify: function() {
  this.subs.forEach(function(sub) {
   sub.update()
  })
 }
}
function compile(node, vm) {
 var reg = /{{(.*)}}/
 if (node.nodeType === 1) {
  var attr = node.attributes
  for (var i = 0; i < attr.length; i++) {
   if (attr[i].nodeName === 'v-model') {
    var name = attr[i].nodeValue
    node.addEventListener('input', function(e) {
     vm[name] = e.target.value
    })
    node.value = vm[name]
    node.removeAttribute('v-model')
   }
  }
 }
 
 if (node.nodeType === 3) {
  if (reg.test(node.nodeValue)) {
   var name = RegExp.$1
   name = name.trim()
   // node.nodeValue = vm[name]
   new Watcher(vm, node, name)
  }
 }
}
function nodeToFragment(node, vm) {
 var flag = document.createDocumentFragment()
 var child 
 while (child = node.firstChild) {
  compile(child, vm)
  flag.appendChild(child)
 }
 return flag
}
function Watcher(vm, node, name){
 Dep.target = this 
 this.vm = vm 
 this.node = node 
 this.name = name 
 this.update()
 Dep.target = null
}
Watcher.prototype = {
 update: function() {
  this.get()
  this.node.nodeValue = this.value
 },
 get: function() {
  this.value = this.vm[this.name]
 }
}
function Vue(options) {
 this.data = options.data
 this.methods = options.methods
 var data = this.data 
 var el = options.el
 
 observe(data, this)
 
 var dom = nodeToFragment(document.querySelector(el), this)
 
 document.querySelector(el).appendChild(dom)
}
var vm = new Vue({
 el: '#app',
 data: {
  text: 123
 }
})