一、什么是双向绑定
我们先从单向绑定切入单向绑定非常简单，就是把Model绑定到View，当我们用JavaScript代码更新Model时，View就会自动更新双向绑定就很容易联想到了，在单向绑定的基础上，用户更新了View，Model的数据也自动被更新了，这种情况就是双向绑定举个栗子
当用户填写表单时，View的状态就被更新了，如果此时可以自动更新Model的状态，那就相当于我们把Model和View做了双向绑定关系图如下
二、双向绑定的原理是什么
我们都知道 Vue 是数据双向绑定的框架，双向绑定由三个重要部分构成
- 数据层（Model）：应用的数据及业务逻辑
- 视图层（View）：应用的展示效果，各类UI组件
- 业务逻辑层（ViewModel）：框架封装的核心，它负责将数据与视图关联起来
而上面的这个分层的架构方案，可以用一个专业术语进行称呼：MVVM这里的控制层的核心功能便是 “数据双向绑定” 。自然，我们只需弄懂它是什么，便可以进一步了解数据绑定的原理
理解ViewModel
它的主要职责就是：
- 数据变化后更新视图
- 视图变化后更新数据
当然，它还有两个主要部分组成
- 监听器（Observer）：对所有数据的属性进行监听
- 解析器（Compiler）：对每个元素节点的指令进行扫描跟解析,根据指令模板替换数据,以及绑定相应的更新函数
三、实现双向绑定
我们还是以Vue为例，先来看看Vue中的双向绑定流程是什么的
- new Vue()首先执行初始化，对data执行响应化处理，这个过程发生Observe中
- 同时对模板执行编译，找到其中动态绑定的数据，从data中获取并初始化视图，这个过程发生在Compile中
- 同时定义⼀个更新函数和Watcher，将来对应数据变化时Watcher会调用更新函数
- 由于data的某个key在⼀个视图中可能出现多次，所以每个key都需要⼀个管家Dep来管理多个Watcher
- 将来data中数据⼀旦发生变化，会首先找到对应的Dep，通知所有Watcher执行更新函数
流程图如下：
实现
先来一个构造函数：执行初始化，对data执行响应化处理
class Vue {
constructor(options) {
this.$options = options;
this.$data = options.data;
// 对data选项做响应式处理
observe(this.$data);
// 代理data到vm上
proxy(this);
// 执行编译
new Compile(options.el, this);
}
}
对data选项执行响应化具体操作
function observe(obj) {
if (typeof obj !== "object" || obj == null) {
return;
}
new Observer(obj);
}
class Observer {
constructor(value) {
this.value = value;
this.walk(value);
}
walk(obj) {
Object.keys(obj).forEach((key) => {
defineReactive(obj, key, obj[key]);
});
}
}
编译Compile
对每个元素节点的指令进行扫描跟解析,根据指令模板替换数据,以及绑定相应的更新函数
class Compile {
constructor(el, vm) {
this.$vm = vm;
this.$el = document.querySelector(el); // 获取dom
if (this.$el) {
this.compile(this.$el);
}
}
compile(el) {
const childNodes = el.childNodes;
Array.from(childNodes).forEach((node) => { // 遍历子元素
if (this.isElement(node)) { // 判断是否为节点
console.log("编译元素" + node.nodeName);
} else if (this.isInterpolation(node)) {
console.log("编译插值⽂本" + node.textContent); // 判断是否为插值文本 {{}}
}
if (node.childNodes && node.childNodes.length > 0) { // 判断是否有子元素
this.compile(node); // 对子元素进行递归遍历
}
});
}
isElement(node) {
return node.nodeType == 1;
}
isInterpolation(node) {
return node.nodeType == 3 && /\{\{(.*)\}\}/.test(node.textContent);
}
}
依赖收集
视图中会用到data中某key，这称为依赖。同⼀个key可能出现多次，每次都需要收集出来用⼀个Watcher来维护它们，此过程称为依赖收集多个Watcher需要⼀个Dep来管理，需要更新时由Dep统⼀通知
实现思路
- defineReactive时为每⼀个key创建⼀个Dep实例
- 初始化视图时读取某个key，例如name1，创建⼀个watcher1
- 由于触发name1的getter方法，便将watcher1添加到name1对应的Dep中
- 当name1更新，setter触发时，便可通过对应Dep通知其管理所有Watcher更新
// 负责更新视图
class Watcher {
constructor(vm, key, updater) {
this.vm = vm
this.key = key
this.updaterFn = updater
// 创建实例时，把当前实例指定到Dep.target静态属性上
Dep.target = this
// 读一下key，触发get
vm[key]
// 置空
Dep.target = null
}
// 未来执行dom更新函数，由dep调用的
update() {
this.updaterFn.call(this.vm, this.vm[this.key])
}
}
声明Dep
class Dep {
constructor() {
this.deps = []; // 依赖管理
}
addDep(dep) {
this.deps.push(dep);
}
notify() {
this.deps.forEach((dep) => dep.update());
}
}
创建watcher时触发getter
class Watcher {
constructor(vm, key, updateFn) {
Dep.target = this;
this.vm[this.key];
Dep.target = null;
}
}
依赖收集，创建Dep实例
function defineReactive(obj, key, val) {
this.observe(val);
const dep = new Dep();
Object.defineProperty(obj, key, {
get() {
Dep.target && dep.addDep(Dep.target);// Dep.target也就是Watcher实例
return val;
},
set(newVal) {
if (newVal === val) return;
dep.notify(); // 通知dep执行更新方法
},
});
}
四.vue3.0里为什么要用 Proxy API 替代 defineProperty API ？
1、Object.defineProperty
定义：Object.defineProperty() 方法会直接在一个对象上定义一个新属性，或者修改一个对象的现有属性，并返回此对象
为什么能实现响应式
通过defineProperty 两个属性，get及set
- get
属性的 getter 函数，当访问该属性时，会调用此函数。执行时不传入任何参数，但是会传入 this 对象（由于继承关系，这里的this并不一定是定义该属性的对象）。该函数的返回值会被用作属性的值
- set
属性的 setter 函数，当属性值被修改时，会调用此函数。该方法接受一个参数（也就是被赋予的新值），会传入赋值时的 this 对象。默认为 undefined
下面通过代码展示：
定义一个响应式函数defineReactive
function update() {
app.innerText = obj.foo
}
function defineReactive(obj, key, val) {
Object.defineProperty(obj, key, {
get() {
console.log(`get ${key}:${val}`);
return val
},
set(newVal) {
if (newVal !== val) {
val = newVal
update()
}
}
})
}
调用defineReactive，数据发生变化触发update方法，实现数据响应式
const obj = {}
defineReactive(obj, 'foo', '')
setTimeout(()=>{
obj.foo = new Date().toLocaleTimeString()
},1000)
在对象存在多个key情况下，需要进行遍历
function observe(obj) {
if (typeof obj !== 'object' || obj == null) {
return
}
Object.keys(obj).forEach(key => {
defineReactive(obj, key, obj[key])
})
}
如果存在嵌套对象的情况，还需要在defineReactive中进行递归
function defineReactive(obj, key, val) {
observe(val)
Object.defineProperty(obj, key, {
get() {
console.log(`get ${key}:${val}`);
return val
},
set(newVal) {
if (newVal !== val) {
val = newVal
update()
}
}
})
}
当给key赋值为对象的时候，还需要在set属性中进行递归
set(newVal) {
if (newVal !== val) {
observe(newVal) // 新值是对象的情况
notifyUpdate()
}
}
上述例子能够实现对一个对象的基本响应式，但仍然存在诸多问题
现在对一个对象进行删除与添加属性操作，无法劫持到
const obj = {
foo: "foo",
bar: "bar"
}
observe(obj)
delete obj.foo // no ok
obj.jar = 'xxx' // no ok
当我们对一个数组进行监听的时候，并不那么好使了
const arrData = [1,2,3,4,5];
arrData.forEach((val,index)=>{
defineProperty(arrData,index,val)
})
arrData.push() // no ok
arrData.pop() // no ok
arrDate[0] = 99 // ok
可以看到数据的api无法劫持到，从而无法实现数据响应式，
所以在Vue2中，增加了set、delete API，并且对数组api方法进行一个重写
还有一个问题则是，如果存在深层的嵌套对象关系，需要深层的进行监听，造成了性能的极大问题
小结
- 检测不到对象属性的添加和删除
- 数组API方法无法监听到
- 需要对每个属性进行遍历监听，如果嵌套对象，需要深层监听，造成性能问题
2、proxy
Proxy的监听是针对一个对象的，那么对这个对象的所有操作会进入监听操作，这就完全可以代理所有属性了
在ES6系列中，我们详细讲解过Proxy的使用，就不再述说了
下面通过代码进行展示：
定义一个响应式方法reactive
function reactive(obj) {
if (typeof obj !== 'object' && obj != null) {
return obj
}
// Proxy相当于在对象外层加拦截
const observed = new Proxy(obj, {
get(target, key, receiver) {
const res = Reflect.get(target, key, receiver)
console.log(`获取${key}:${res}`)
return res
},
set(target, key, value, receiver) {
const res = Reflect.set(target, key, value, receiver)
console.log(`设置${key}:${value}`)
return res
},
deleteProperty(target, key) {
const res = Reflect.deleteProperty(target, key)
console.log(`删除${key}:${res}`)
return res
}
})
return observed
}
测试一下简单数据的操作，发现都能劫持
const state = reactive({
foo: 'foo'
})
// 1.获取
state.foo // ok
// 2.设置已存在属性
state.foo = 'fooooooo' // ok
// 3.设置不存在属性
state.dong = 'dong' // ok
// 4.删除属性
delete state.dong // ok
再测试嵌套对象情况，这时候发现就不那么 OK 了
const state = reactive({
bar: { a: 1 }
})
// 设置嵌套对象属性
state.bar.a = 10 // no ok
如果要解决，需要在get之上再进行一层代理
function reactive(obj) {
if (typeof obj !== 'object' && obj != null) {
return obj
}
// Proxy相当于在对象外层加拦截
const observed = new Proxy(obj, {
get(target, key, receiver) {
const res = Reflect.get(target, key, receiver)
console.log(`获取${key}:${res}`)
return isObject(res) ? reactive(res) : res
},
return observed
}
3、总结
Object.defineProperty只能遍历对象属性进行劫持
function observe(obj) {
if (typeof obj !== 'object' || obj == null) {
return
}
Object.keys(obj).forEach(key => {
defineReactive(obj, key, obj[key])
})
}
Proxy直接可以劫持整个对象，并返回一个新对象，我们可以只操作新的对象达到响应式目的
function reactive(obj) {
if (typeof obj !== 'object' && obj != null) {
return obj
}
// Proxy相当于在对象外层加拦截
const observed = new Proxy(obj, {
get(target, key, receiver) {
const res = Reflect.get(target, key, receiver)
console.log(`获取${key}:${res}`)
return res
},
set(target, key, value, receiver) {
const res = Reflect.set(target, key, value, receiver)
console.log(`设置${key}:${value}`)
return res
},
deleteProperty(target, key) {
const res = Reflect.deleteProperty(target, key)
console.log(`删除${key}:${res}`)
return res
}
})
return observed
}
Proxy可以直接监听数组的变化（push、shift、splice）
const obj = [1,2,3]
const proxtObj = reactive(obj)
obj.psuh(4) // ok
Proxy有多达13种拦截方法,不限于apply、ownKeys、deleteProperty、has等等，这是Object.defineProperty不具备的
正因为defineProperty自身的缺陷，导致Vue2在实现响应式过程需要实现其他的方法辅助（如重写数组方法、增加额外set、delete方法）
// 数组重写
const originalProto = Array.prototype
const arrayProto = Object.create(originalProto)
['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice', 'reverse', 'sort'].forEach(method => {
arrayProto[method] = function () {
originalProto[method].apply(this.arguments)
dep.notice()
}
});
// set、delete
Vue.set(obj,'bar','newbar')
Vue.delete(obj),'bar')
Proxy 不兼容IE，也没有 polyfill, defineProperty 能支持到IE9
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