vue.js响应式原理解析与实现—实现v-model与{{}}指令

上次我们已经分析了vue.js是通过Object.defineProperty以及发布订阅模式来进行数据劫持和监听,并且实现了一个简单的demo。今天，我们就基于上一节的代码，来实现一个MVVM类，将其与html结合在一起，并且实现v-model以及{{}}语法。

tips:本节新增代码（去除注释）在一百行左右。使用的Observer和Watcher都是延用上一节的代码，没有修改。

接下来，让我们一步步来，实现一个MVVM类。

构造函数

首先，一个MVVM的构造函数如下(和vue.js的构造函数一样)：

class MVVM { constructor({ data, el }) { this.data = data; this.el = el; this.init(); this.initDom(); } } 

和vue.js一样，有它的data属性以及el元素。

初始化操作

vue.js可以通过this.xxx的方法来直接访问this.data.xxx的属性，这一点是怎么做到的呢？其实答案很简单，它是通过Object.defineProperty来做手脚，当你访问this.xxx的时候，它返回的其实是this.data.xxx。当你修改this.xxx值的时候，其实修改的是this.data.xxx的值。具体可以看如下代码：

class MVVM { constructor({ data, el }) { this.data = data; this.el = el; this.init(); this.initDom(); } // 初始化 init() { // 对this.data进行数据劫持 new Observer(this.data); // 传入的el可以是selector,也可以是元素，因此我们要在这里做一层处理，保证this.$el的值是一个元素节点 this.$el = this.isElementNode(this.el) ? this.el : document.querySelector(this.el); // 将this.data的属性都绑定到this上，这样用户就可以直接通过this.xxx来访问this.data.xxx的值 for (let key in this.data) { this.defineReactive(key); } } defineReactive(key) { Object.defineProperty(this, key, { get() { return this.data[key]; }, set(newVal) { this.data[key] = newVal; } //前端全栈学习交流圈：866109386 })//面向1-3年前端开发人员 }//帮助突破技术瓶颈，提升思维能力。 // 是否是属性节点 isElementNode(node) { return node.nodeType === 1; } } 

在完成初始化操作后，我们需要对this.$el的节点进行编译。目前我们要实现的语法有v-model和{{}}语法,v-model这个属性只可能会出现在元素节点的attributes里，而{{}}语法则是出现在文本节点里。

fragment

在对节点进行编译之前，我们先考虑一个现实问题：如果我们在编译过程中直接操作DOM节点的话，每一次修改DOM都会导致DOM的回流或重绘，而这一部分性能损耗是很没有必要的。因此，我们可以利用fragment,将节点转化为fragment,然后在fragment里编译完成后，再将其放回到页面上。

class MVVM { constructor({ data, el }) { this.data = data; this.el = el;//前端全栈交流学习圈：866109386 this.init();//针对1-3年前端开发人员 this.initDom();//帮助突破技术瓶颈，提升思维能力。 } initDom() { const fragment = this.node2Fragment(); this.compile(fragment); // 将fragment返回到页面中 document.body.appendChild(fragment); } // 将节点转为fragment,通过fragment来操作DOM，可以获得更高的效率 // 因为如果直接操作DOM节点的话，每次修改DOM都会导致DOM的回流或重绘，而将其放在fragment里，修改fragment不会导致DOM回流和重绘 // 当在fragment一次性修改完后，在直接放回到DOM节点中 node2Fragment() { const fragment = document.createDocumentFragment(); let firstChild; while(firstChild = this.$el.firstChild) { fragment.appendChild(firstChild); } return fragment; } } 

实现v-model

在将node节点转为fragment后，我们来对其中的v-model语法进行编译。

由于v-model语句只可能会出现在元素节点的attributes里，因此，我们先判断该节点是否为元素节点，若为元素节点，则判断其是否是directive(目前只有v-model)，若都满足的话，则调用CompileUtils.compileModelAttr来编译该节点。

编译含有v-model的节点主要有两步：

1. 为元素节点注册input事件，在input事件触发的时候，更新vm(this.data)上对应的属性值。
2. 对v-model依赖的属性注册一个Watcher函数，当依赖的属性发生变化，则更新元素节点的value。

class MVVM { constructor({ data, el }) { this.data = data; this.el = el; this.init(); this.initDom(); } initDom() { const fragment = this.node2Fragment(); this.compile(fragment); // 将fragment返回到页面中 document.body.appendChild(fragment); } compile(node) { if (this.isElementNode(node)) { // 若是元素节点，则遍历它的属性，编译其中的指令 const attrs = node.attributes; Array.prototype.forEach.call(attrs, (attr) => { if (this.isDirective(attr)) { CompileUtils.compileModelAttr(this.data, node, attr) } }) } // 若节点有子节点的话，则对子节点进行编译 if (node.childNodes && node.childNodes.length > 0) { Array.prototype.forEach.call(node.childNodes, (child) => { this.compile(child); }) } } // 是否是属性节点 isElementNode(node) { return node.nodeType === 1; } // 检测属性是否是指令(vue的指令是v-开头) isDirective(attr) { return attr.nodeName.indexOf('v-') >= 0; } } const CompileUtils = { // 编译v-model属性,为元素节点注册input事件，在input事件触发的时候，更新vm对应的值。 // 同时也注册一个Watcher函数，当所依赖的值发生变化的时候，更新节点的值 compileModelAttr(vm, node, attr) { const { value: keys, nodeName } = attr; node.value = this.getModelValue(vm, keys); // 将v-model属性值从元素节点上去掉 node.removeAttribute(nodeName); node.addEventListener('input', (e) => { this.setModelValue(vm, keys, e.target.value); }); new Watcher(vm, keys, (oldVal, newVal) => { node.value = newVal; }); }, /* 解析keys，比如，用户可以传入 * <input v-model="obj.name" /> * 这个时候，我们在取值的时候，需要将"obj.name"解析为data[obj][name]的形式来获取目标值 */ parse(vm, keys) { keys = keys.split('.'); let value = vm; keys.forEach(_key => { value = value[_key]; }); return value; }, // 根据vm和keys，返回v-model对应属性的值 getModelValue(vm, keys) { return this.parse(vm, keys); }, // 修改v-model对应属性的值 setModelValue(vm, keys, val) { keys = keys.split('.'); let value = vm; for(let i = 0; i < keys.length - 1; i++) { value = value[keys[i]]; } value[keys[keys.length - 1]] = val; }, } 

实现{{}}语法

{{}}语法只可能会出现在文本节点中，因此，我们只需要对文本节点做处理。如果文本节点中出现{{key}}这种语句的话，我们则对该节点进行编译。在这里，我们可以通过下面这个正则表达式来对文本节点进行处理，判断其是否含有{{}}语法。

const textReg = /\{\{\s*\w+\s*\}\}/gi; // 检测{{name}}语法 console.log(textReg.test('sss')); console.log(textReg.test('aaa{{ name }}')); console.log(textReg.test('aaa{{ name }} {{ text }}')); 

若含有{{}}语法，我们则可以对其处理，由于一个文本节点可能出现多个{{}}语法，因此编译含有{{}}语法的文本节点主要有以下两步：

1. 找出该文本节点中所有依赖的属性，并且保留原始文本信息，根据原始文本信息还有属性值，生成最终的文本信息。比如说，原始文本信息是"test {{test}} {{name}}",那么该文本信息依赖的属性有this.data.test和this.data.name,那么我们可以根据原本信息和属性值，生成最终的文本。
2. 为该文本节点所有依赖的属性注册Watcher函数，当依赖的属性发生变化的时候，则更新文本节点的内容。

class MVVM { constructor({ data, el }) { this.data = data; this.el = el; this.init(); this.initDom(); } initDom() { const fragment = this.node2Fragment(); this.compile(fragment); // 将fragment返回到页面中 document.body.appendChild(fragment); } compile(node) { const textReg = /\{\{\s*\w+\s*\}\}/gi; // 检测{{name}}语法 if (this.isTextNode(node)) { // 若是文本节点，则判断是否有{{}}语法，如果有的话，则编译{{}}语法 let textContent = node.textContent; if (textReg.test(textContent)) { // 对于 "test{{test}} {{name}}"这种文本，可能在一个文本节点会出现多个匹配符，因此得对他们统一进行处理 // 使用 textReg来对文本节点进行匹配，可以得到["{{test}}", "{{name}}"]两个匹配值 const matchs = textContent.match(textReg); CompileUtils.compileTextNode(this.data, node, matchs); } } // 若节点有子节点的话，则对子节点进行编译 if (node.childNodes && node.childNodes.length > 0) { Array.prototype.forEach.call(node.childNodes, (child) => { this.compile(child); }) } } // 是否是文本节点 isTextNode(node) { return node.nodeType === 3; } } const CompileUtils = { reg: /\{\{\s*(\w+)\s*\}\}/, // 匹配 {{ key }}中的key // 编译文本节点，并注册Watcher函数，当文本节点依赖的属性发生变化的时候，更新文本节点 compileTextNode(vm, node, matchs) { // 原始文本信息 const rawTextContent = node.textContent; matchs.forEach((match) => { const keys = match.match(this.reg)[1]; console.log(rawTextContent); new Watcher(vm, keys, () => this.updateTextNode(vm, node, matchs, rawTextContent)); }); this.updateTextNode(vm, node, matchs, rawTextContent); }, // 更新文本节点信息 updateTextNode(vm, node, matchs, rawTextContent) { let newTextContent = rawTextContent; matchs.forEach((match) => { const keys = match.match(this.reg)[1]; const val = this.getModelValue(vm, keys); newTextContent = newTextContent.replace(match, val); }) node.textContent = newTextContent; } } 

结语

这样，一个具有v-model和{{}}功能的MVVM类就已经完成了

这里也有一个简单的样例(忽略样式)。

接下来的话，可能会继续实现computed属性,v-bind方法，以及支持在{{}}里面放表达式。如果觉得这个文章对你有帮助的话，麻烦点个赞，嘻嘻。

最后，贴上所有的代码:

class Observer { constructor(data) { // 如果不是对象，则返回 if (!data || typeof data !== 'object') { return; } this.data = data; this.walk(); } // 对传入的数据进行数据劫持 walk() { for (let key in this.data) { this.defineReactive(this.data, key, this.data[key]); } } // 创建当前属性的一个发布实例，使用Object.defineProperty来对当前属性进行数据劫持。 defineReactive(obj, key, val) { // 创建当前属性的发布者 const dep = new Dep(); /* * 递归对子属性的值进行数据劫持，比如说对以下数据 * let data = { * name: 'cjg', * obj: { * name: 'zht', * age: 22, * obj: { * name: 'cjg', * age: 22, * } * }, * }; * 我们先对data最外层的name和obj进行数据劫持，之后再对obj对象的子属性obj.name,obj.age, obj.obj进行数据劫持，层层递归下去，直到所有的数据都完成了数据劫持工作。 */ new Observer(val); Object.defineProperty(obj, key, { get() { // 若当前有对该属性的依赖项，则将其加入到发布者的订阅者队列里 if (Dep.target) { dep.addSub(Dep.target); } return val; }, set(newVal) { if (val === newVal) { return; } val = newVal; new Observer(newVal); dep.notify(); } }) } } // 发布者,将依赖该属性的watcher都加入subs数组，当该属性改变的时候，则调用所有依赖该属性的watcher的更新函数，触发更新。 class Dep { constructor() { this.subs = []; } addSub(sub) { if (this.subs.indexOf(sub) < 0) { this.subs.push(sub); } } notify() { this.subs.forEach((sub) => { sub.update(); }) } } Dep.target = null; // 观察者 class Watcher { /** *Creates an instance of Watcher. * @param {*} vm * @param {*} keys * @param {*} updateCb * @memberof Watcher */ constructor(vm, keys, updateCb) { this.vm = vm; this.keys = keys; this.updateCb = updateCb; this.value = null; this.get(); } // 根据vm和keys获取到最新的观察值 get() { // 将Dep的依赖项设置为当前的watcher,并且根据传入的keys遍历获取到最新值。 // 在这个过程中，由于会调用observer对象属性的getter方法，因此在遍历过程中这些对象属性的发布者就将watcher添加到订阅者队列里。 // 因此，当这一过程中的某一对象属性发生变化的时候，则会触发watcher的update方法 Dep.target = this; this.value = CompileUtils.parse(this.vm, this.keys); Dep.target = null; return this.value; } update() { const oldValue = this.value; const newValue = this.get(); if (oldValue !== newValue) { this.updateCb(oldValue, newValue); } } } class MVVM { constructor({ data, el }) { this.data = data; this.el = el; this.init(); this.initDom(); } // 初始化 init() { // 对this.data进行数据劫持 new Observer(this.data); // 传入的el可以是selector,也可以是元素，因此我们要在这里做一层处理，保证this.$el的值是一个元素节点 this.$el = this.isElementNode(this.el) ? this.el : document.querySelector(this.el); // 将this.data的属性都绑定到this上，这样用户就可以直接通过this.xxx来访问this.data.xxx的值 for (let key in this.data) { this.defineReactive(key); } } initDom() { const fragment = this.node2Fragment(); this.compile(fragment); document.body.appendChild(fragment); } // 将节点转为fragment,通过fragment来操作DOM，可以获得更高的效率 // 因为如果直接操作DOM节点的话，每次修改DOM都会导致DOM的回流或重绘，而将其放在fragment里，修改fragment不会导致DOM回流和重绘 // 当在fragment一次性修改完后，在直接放回到DOM节点中 node2Fragment() { const fragment = document.createDocumentFragment(); let firstChild; while(firstChild = this.$el.firstChild) { fragment.appendChild(firstChild); } return fragment; } defineReactive(key) { Object.defineProperty(this, key, { get() { return this.data[key]; }, set(newVal) { this.data[key] = newVal; } }) } compile(node) { const textReg = /\{\{\s*\w+\s*\}\}/gi; // 检测{{name}}语法 if (this.isElementNode(node)) { // 若是元素节点，则遍历它的属性，编译其中的指令 const attrs = node.attributes; Array.prototype.forEach.call(attrs, (attr) => { if (this.isDirective(attr)) { CompileUtils.compileModelAttr(this.data, node, attr) } }) } else if (this.isTextNode(node)) { // 若是文本节点，则判断是否有{{}}语法，如果有的话，则编译{{}}语法 let textContent = node.textContent; if (textReg.test(textContent)) { // 对于 "test{{test}} {{name}}"这种文本，可能在一个文本节点会出现多个匹配符，因此得对他们统一进行处理 // 使用 textReg来对文本节点进行匹配，可以得到["{{test}}", "{{name}}"]两个匹配值 const matchs = textContent.match(textReg); CompileUtils.compileTextNode(this.data, node, matchs); } } // 若节点有子节点的话，则对子节点进行编译。 if (node.childNodes && node.childNodes.length > 0) { Array.prototype.forEach.call(node.childNodes, (child) => { this.compile(child); }) } } // 是否是属性节点 isElementNode(node) { return node.nodeType === 1; } // 是否是文本节点 isTextNode(node) { return node.nodeType === 3; } isAttrs(node) { return node.nodeType === 2; } // 检测属性是否是指令(vue的指令是v-开头) isDirective(attr) { return attr.nodeName.indexOf('v-') >= 0; } } const CompileUtils = { reg: /\{\{\s*(\w+)\s*\}\}/, // 匹配 {{ key }}中的key // 编译文本节点，并注册Watcher函数，当文本节点依赖的属性发生变化的时候，更新文本节点 compileTextNode(vm, node, matchs) { // 原始文本信息 const rawTextContent = node.textContent; matchs.forEach((match) => { const keys = match.match(this.reg)[1]; console.log(rawTextContent); new Watcher(vm, keys, () => this.updateTextNode(vm, node, matchs, rawTextContent)); }); this.updateTextNode(vm, node, matchs, rawTextContent); }, // 更新文本节点信息 updateTextNode(vm, node, matchs, rawTextContent) { let newTextContent = rawTextContent; matchs.forEach((match) => { const keys = match.match(this.reg)[1]; const val = this.getModelValue(vm, keys); newTextContent = newTextContent.replace(match, val); }) node.textContent = newTextContent; }, // 编译v-model属性,为元素节点注册input事件，在input事件触发的时候，更新vm对应的值。 // 同时也注册一个Watcher函数，当所依赖的值发生变化的时候，更新节点的值 compileModelAttr(vm, node, attr) { const { value: keys, nodeName } = attr; node.value = this.getModelValue(vm, keys); // 将v-model属性值从元素节点上去掉 node.removeAttribute(nodeName); new Watcher(vm, keys, (oldVal, newVal) => { node.value = newVal; }); node.addEventListener('input', (e) => { this.setModelValue(vm, keys, e.target.value); }); }, /* 解析keys，比如，用户可以传入 * let data = { * name: 'cjg', * obj: { * name: 'zht', * }, * }; * new Watcher(data, 'obj.name', (oldValue, newValue) => { * console.log(oldValue, newValue); * }) * 这个时候，我们需要将keys解析为data[obj][name]的形式来获取目标值 */ parse(vm, keys) { keys = keys.split('.'); let value = vm; keys.forEach(_key => { value = value[_key]; }); return value; }, // 根据vm和keys，返回v-model对应属性的值 getModelValue(vm, keys) { return this.parse(vm, keys); }, // 修改v-model对应属性的值 setModelValue(vm, keys, val) { keys = keys.split('.'); let value = vm; for(let i = 0; i < keys.length - 1; i++) { value = value[keys[i]]; } value[keys[keys.length - 1]] = val; }, }