深入理解vue是什麼？

一 　理解vue的核心理念

使用vue會讓人感到身心愉悅,它同時具備angular和react的優點,輕量級,api簡單,文檔齊全,簡單強大,麻雀雖小五臟俱全.

倘若用一句話來概括vue,那麼我首先想到的便是官方文檔中的一句話:

Vue.js（讀音 /vjuː/，類似於 view） 是一套構建用戶界面的漸進式框架。

這句話可能大家並不陌生,但是真正理解這句話的可能並不多,其實,讀懂了這句話,也就明白了vue的核心理念.

那麼,怎樣理解什麼是漸進式框架?在這之前,我們首先要理解什麼是框架.在最初的前端開發中,爲了完成某個功能,我們需要通過js在HTML頁面中獲得dom節點,隨後獲得dom節點中的文本內容或者在dom節點上添加事件,進行一系列的程序操作,但是,如果任務量很大的情況下,代碼會隨着業務的增加而變得臃腫和混亂,在現實的開發中,負責的邏輯和巨大的開發量,是原生js無法完成的.

這個時候,開發人員將js代碼分爲了三個板塊,數據(Model),邏輯控制(*),視圖(View),數據板塊只負責數據部分,視圖板塊負責更改樣式,邏輯控制負責聯繫視圖板塊和數據板塊,這樣子有很大的好處,當需求發生變動時,只需要修改對應的板塊就好

這種開發模式,就是所謂的MV*結構,我們現在瞭解的MVC,MVP,ＭＶＶＭ都是MV*的衍生物，對比這幾種框架模式，我們會總結出來一個本質的特點，那就是這些開發模式都是讓視圖和數據間不會發生直接聯繫．對比用原生JS獲得dom的操作，你會發現原生dom流其實是將dom作爲數據，從dom中獲得Ｍｏｄｅｌ，隨後又更改dom來實現更新視圖，視圖和模型其實混在一起，所以代碼自然混亂，不易維護．

 

在具有響應式系統的Vue實例中，DOM狀態只是數據狀態的一個映射 即 UI=VM(State) ，當等式右邊State改變了，頁面展示部分UI就會發生相應改變。很多人初次上手Vue時，覺得很好用，原因就是這個．不過，Vue的核心定位並不是一個框架，設計上也沒有完全遵循MVVM模式，可以看到在圖中只有State和View兩部分， Vue的核心功能強調的是狀態到界面的映射，對於代碼的結構組織並不重視， 所以單純只使用其核心功能時，它並不是一個框架，而更像一個視圖模板引擎，這也是爲什麼Vue開發者把其命名成讀音類似於view的原因。

上文提到，Vue的核心的功能，是一個視圖模板引擎，但這不是說Vue就不能成爲一個框架。如下圖所示，這裏包含了Vue的所有部件，在聲明式渲染（視圖模板引擎）的基礎上，我們可以通過添加組件系統、客戶端路由、大規模狀態管理來構建一個完整的框架。更重要的是，這些功能相互獨立，你可以在覈心功能的基礎上任意選用其他的部件，不一定要全部整合在一起。可以看到，所說的“漸進式”，其實就是Vue的使用方式，同時也體現了Vue的設計的理念．

 

 

二　探討vue的雙向綁定原理及實現

　　成果圖

　　　　

下面介紹兩個內容

　　１．vue雙向綁定的原理

　　２．實現簡易版vue的過程，包括聲明式數據渲染及一些簡單的指令

 

vue雙向綁定原理

vue的雙向綁定是由數據劫持結合發佈者－訂閱者模式實現的，那麼什麼是數據劫持？vue是如何進行數據劫持的？說白了就是通過Object.defineProperty()來劫持對象屬性的setter和getter操作，在數據變動時做你想要做的事情．我們可以看一下通過控制檯梳齒一個定義在vue初始化數據上的對象是什麼．

var vm = new Vue({
    data: {
        test : {
            a: 1
        }
    },
    created: function () {
        console.log(this.test);
    }
});

 

打印結果：

在打印結果中我們可以看到屬性a有兩個方法：get和set.爲什麼會有這兩個方法呢，這正是vue通過Object.defineProperty()進行數據劫持的．

Object.defineProperty()這個方法是做什麼的呢？文檔上是這樣說的

 簡單的說，他可以控制一個對象屬性的一些特有操作，比如讀寫權，是否可枚舉，這裏我們主要研究它的get和set方法，如果想清楚更多用法，可以參考：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Object/defineProperty

我們可以很輕鬆的打印出一個對象的屬性數據：

var Book = {
  name: '人性的弱點'
};
console.log(Book.name);  // 人性的弱點

 

但是如果在執行console.log(Book.name)的同時，給書的書名增加一個書名號呢，這個時候應該怎麼做，這時候我們就需要用到Object.defineProperty( )了：

//在console.log(book.name)同時,直接給書加一個書號
var Book = {};
var name = '';
Object.defineProperty(Book,'name',{
    set:function(value) {
        name = value;
        console.log('你取了一個書名叫:'+value);
    },
    get:function() {
        console.log('get方法被監聽到');
        return '<'+name+'>';
    }
});
Book.name = '人性的弱點';  //你取了一個書名叫:人性的弱點
console.log(Book.name);　//<人性的弱點>

 

通過Object.defineProperty( )這個方法設置了Book對象的name屬性，對其get和set方法進行重寫操作，get方法在獲得name屬性時被調用，set方法在設置name屬性時被觸發．所以在執行Book.name='人性的弱點'　這個語句時調用set方法，輸出你取了一個書名叫：人性的弱點．當調用console.log(Book.name)時觸發get方法，輸出＜人性的弱點＞，如果在代碼中加入這句話時，會打印出什麼呢？

console.log(Book)

 

結果如下：

與上面vue打印數據進行對比非常類似，說明vue確實是通過這種方式進行數據劫持的．那麼什麼是發佈者－訂閱者模式呢？？

訂閱者和發佈者模式，通常用於消息隊列中．一般有兩種形式來實現消息隊列，一是使用生產者和消費者來實現，二是使用訂閱者－發佈者模式來實現，其中訂閱者和發佈者實現消息隊列的方式，就會用訂閱者模式．

打個比方，所謂的訂閱者，就像我們在日常生活中訂閱報紙一樣，在訂閱報紙的時候，通常都得需要在報社或者一些中介機構進行註冊，當有新版的報紙發刊的時候，郵遞員就需要向訂閱該報紙的人，依次發放報紙．

所謂的訂閱者，就像我們在日常生活中，訂閱報紙一樣。我們訂閱報紙的時候，通常都得需要在報社或者一些中介機構進行註冊。當有新版的報紙發刊的時候，郵遞員就需要向訂閱該報紙的人，依次發放報紙。

所有如果用代碼實現該模式，需要進行兩個步驟：

1、初始化發佈者、訂閱者。
2、訂閱者需要註冊到發佈者，發佈者發佈消息時，依次向訂閱者發佈消息。

訂閱者註冊

發佈者發佈消息

那麼接下來我們將通過vue原理實現一個簡單的mvvm雙向綁定的demo

思路分析

要想實現mvvm，主要包含兩個方面，視圖變化更新數據，數據變化更新視圖．

view變化更新data其實可以通過事件監聽實現，比如input標籤監聽input事件，所有我們着重分析data變化更新view.

data變化更新view的重點是如何知道view什麼時候變化了，只要知道什麼時候view變化了，那麼接下來的就好處理了．這個時候我們上文提到的Object.defineProperty( )就起作用了．通過Object.defineProperty( )對屬性設置一個set函數，當屬性變化時就會觸發這個函數，所以我們只需要將一些更新的方法放在set函數中就可以實現data變化更新view了．

實現過程

我們已經知道如何實現數據的雙向綁定了，　那麼首先要對數據進行劫持監聽，所以我們首先要設置一個監聽器Observer,用來監聽所有的屬性，當屬性變化時，就需要通知訂閱者Watcher,看是否需要更新．因爲屬性可能是多個，所以會有多個訂閱者，故我們需要一個消息訂閱器Dep來專門收集這些訂閱者，並在監聽器Observer和訂閱者Watcher之間進行統一的管理．以爲在節點元素上可能存在一些指令，所以我們還需要有一個指令解析器Compile，對每個節點元素進行掃描和解析，將相關指令初始化成一個訂閱者Watcher，並替換模板數據並綁定相應的函數，這時候當訂閱者Watcher接受到相應屬性的變化，就會執行相對應的更新函數，從而更新視圖．

整理上面的思路，我們需要實現三個步驟，來完成雙向綁定：

1.實現一個監聽器Observer，用來劫持並監聽所有屬性，如果有變動的，就通知訂閱者。

2.實現一個訂閱者Watcher，可以收到屬性的變化通知並執行相應的函數，從而更新視圖。

3.實現一個解析器Compile，可以掃描和解析每個節點的相關指令，並根據初始化模板數據以及初始化相應的訂閱器。

流程圖如下：

1.實現一個監聽器Observer

數據監聽器的核心方法就是Object.defineProperty( )，通過遍歷循環對所有屬性值進行監聽，並對其進行Object.defineProperty( )處理，那麼代碼可以這樣寫：

//對所有屬性都要蔣婷,遞歸遍歷所有屬性
function defineReactive(data,key,val) {
    observe(val);  //遞歸遍歷所有的屬性
    Object.defineProperty(data,key,{
        enumerable:true,         //當且僅當該屬性的 configurable 爲 true 時，該屬性描述符才能夠被改變，同時該屬性也能從對應的對象上被刪除。
        configurable:true,       //當且僅當該屬性的enumerable爲true時，該屬性才能夠出現在對象的枚舉屬性中
        get:function() {
            return val;
        },
        set:function(newVal) {
            val = newVal;
            console.log('屬性'+key+'已經被監聽,現在值爲:"'+newVal.toString()+'"');
        }
    })
}

function observe(data) {
    if(!data || typeof data !== 'object') {
        return;
    }
    Object.keys(data).forEach(function(key){
        defineReactive(data,key,data[key]);
    });
}

var library = {
    book1: {
        name: ''
    },
    book2: ''
};
observe(library);
library.book1.name = 'vue權威指南'; // 屬性name已經被監聽了，現在值爲：“vue權威指南”
library.book2 = '沒有此書籍';  // 屬性book2已經被監聽了，現在值爲：“沒有此書籍”

通過observe()方法進行遍歷向下找到所有的屬性，並通過defineReactive()方法進行數據劫持監聽．

在上面的思路中，我們需要一個可以容納消息訂閱者的消息訂閱器Dep，訂閱器主要收集消息訂閱者，然後在屬性變化時執行相應訂閱者的更新函數，那麼消息訂閱器Dep需要有一個容器，用來存放消息訂閱者．我們將上面的監聽器Observer稍微修改一下：

function defineReactive(data,key,val) {
    observe(val);
    var dep = new Dep();
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            if (是否需要添加訂閱者) {    //Watcher初始化觸發
                dep.addSub(watcher); // 在這裏添加一個訂閱者
            }
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            if (val === newVal) {
                return;
            }
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經被監聽了，現在值爲：“' + newVal.toString() + '”');
            dep.notify(); // 如果數據變化，通知所有訂閱者
        }
    });
}

function observe(data) {
    if(!data || typeof data !== 'object') {
        return;
    }
    Object.keys(data).forEach(function(key){
        defineReactive(data,key,data[key]);
    });
}

function Dep() {
    this.subs = [];
}

//prototype 屬性使您有能力向對象添加屬性和方法
//prototype這個屬性只有函數對象纔有，具體的說就是構造函數具有.只要你聲明定義了一個函數對象，這個prototype就會存在
//對象實例是沒有這個屬性
Dep.prototype = {                        
    addSub:function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },
    notify:function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();        //通知每個訂閱者檢查更新
        })
    }
}
Dep.target = null;

 

在代碼中，我們將訂閱器Dep添加一個訂閱者設計在get裏面，這是爲了讓Watcher在初始化時觸發，因此判斷是否需要需要添加訂閱者，至於具體實現的方法，我們在下文中深究．在set方法中，如果函數變化，就會通知所有的訂閱者，訂閱者們將會執行相對應的更新函數，到目前爲止，一個比較完善的Observer已經成型了，下面我們要寫訂閱者Watcher.

２．實現訂閱者Watcher

根據我們的思路，訂閱者Wahcher在初始化時要將自己添加到訂閱器Dep中，那麼如何進行添加呢？

我們已經知道監聽器Observer是在get函數中執行了添加訂閱者的操作的，所以我們只需要在訂閱者Watcher在初始化時觸發相對應的get函數來執行添加訂閱者的操作即可．那麼怎麼觸發對應的get函數呢？我們只需要獲取對應的屬性值，就可以通過Object.defineProperty( )觸發對應的get了．

在這裏需要注意一個細節，我們只需要在訂閱者初始化時才執行添加訂閱者，所以我們需要一個判斷，在Dep.target上緩存一下訂閱者，添加成功後去除就行了，代碼如下：

function Watcher(vm,exp,cb) {
    this.vm = vm;    //指向SelfVue的作用域
    this.exp = exp;  //綁定屬性的key值
    this.cb = cb;    //閉包
    this.value = this.get();
}

Watcher.prototype = {
    update:function() {
        this.run();
    },
    run:function() {
        var value = this.vm.data[this.exp];
        var oldVal = this.value;
        if(value !== oldVal) {
            this.value = value;
            this.cb.call(this.vm,value,oldVal);
        }
    },
    get:function() {
        Dep.target = this;                   // 緩存自己
        var value = this.vm.data[this.exp];  // 強制執行監聽器裏的get函數
        Dep.target = null;                   // 釋放自己
        return value;
    }
}

 

這個時候我們需要對監聽器Observer中的defineReactive()做稍微的調整：

function defineReactive(data,key,val) {
    observe(val);
    var dep = new Dep();
    Object.defineProperty(data, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function() {
            if(Dep.target) {   //判斷是否需要添加訂閱者
                 dep.addSub(Dep.target);
            }
            return val;
        },
        set: function(newVal) {
            if (val === newVal) {
                return;
            }
            val = newVal;
            console.log('屬性' + key + '已經被監聽了，現在值爲：“' + newVal.toString() + '”');
            dep.notify(); // 如果數據變化，通知所有訂閱者
        }
    });
}

 

到目前爲止，一個簡易版的Watcher已經成型了，我們只需要將訂閱者Watcher和監聽器Observer關聯起來，就可以實現一個簡單的雙向綁定．因爲這裏還沒有設計指令解析器，所以對於模板數據我們都進行寫死處理，假設模板上有一個節點元素，且id爲＇name＇,並且雙向綁定的綁定變量也是'name'，且是通過兩個大雙括號包起來（暫時沒有什麼用處），模板代碼如下：

<body>
    <h1 id="name">{{name}}</h1>
</body>

 

我們需要定義一個SelfVue類，來實現observer和watcher的關聯，代碼如下：

//將Observer和Watcher關聯起來
function SelfVue(data,el,exp) {
    this.data = data;
    observe(data);
    el.innerHTML = this.data[exp];
    new Watcher(this,exp,function(value) {
        el.innerHTML = value;
    });
    return this;
}

 

然後在頁面上new一個SelfVue，就可以實現雙向綁定了：

<body>
    <h1 id="name"{{name}}></h1>
</body>

<script src="../js/observer.js"></script>
<script src="../js/Watcher.js"></script>
<script src="../js/SelfVue.js"></script>

<script>
     var ele = document.querySelector('#name');
     var selfVue = new SelfVue({
         name:'hello world'
     },ele,'name');

     window.setTimeout(function() {
         console.log('name值改變了');
         selfVue.name = 'byebye world';
     },2000);
</script>

 

這時我們打開頁面，顯示的是'hello world',２s後變成了'byebye world',一個簡單的雙向綁定實現了．

對比vue,我們發現了有一個問題，我們在爲屬性賦值的時候形式是： '  selfVue.data.name = 'byebye world'  ',而我們理想的形式是：'  selfVue.name = 'byebye world'  '，那麼怎麼實現這種形式呢，只需要在new SelfVue時做一個代理處理，讓訪問SelfVue的屬性代理爲訪問selfVue.data的屬性，原理還是使用Object.defineProperty( )對屬性在包裝一層．代碼如下：

function SelfVue(data,el,exp) {
    var self = this;
    this.data = data;
    //Object.keys() 方法會返回一個由一個給定對象的自身可枚舉屬性組成的數組
    Object.keys(data).forEach(function(key) {
        self.proxyKeys(key);     //綁定代理屬性
    });
    observe(data);
    el.innerHTML = this.data[exp];   // 初始化模板數據的值
    new Watcher(this,exp,function(value) {
        el.innerHTML = value;
    });
    return this;
}

SelfVue.prototype = {
    proxyKeys:function(key) {
        var self = this;
        Object.defineProperty(this,key,{
            enumerable:false,
            configurable:true,
            get:function proxyGetter() {
                return self.data[key];
            },
            set:function proxySetter(newVal) {
                self.data[key] = newVal;
            } 
        });
    }
}

 

這樣我們就可以用理想的形式改變模板數據了．

３．實現指令解析器Compile

再上面的雙向綁定demo中，我們發現整個過程都沒有解析dom節點，而是固定某個節點進行替換數據，所以接下來我們要實現一個解析器Compile來解析和綁定工作，分析解析器的作用，實現步驟如下：

1.解析模板指令，並替換模板數據，初始化視圖

2.將模板指令對應的節點綁定對應的更新函數，初始化相應的訂閱器

爲了解析模板，首先要獲得dom元素，然後對含有dom元素上含有指令的節點進行處理，這個過程對dom元素的操作比較繁瑣，所以我們可以先建一個fragment片段，將需要解析的dom元素存到fragment片段中在做處理：

nodeToFragment:function(el) {
        var fragment = document.createDocumentFragment();   //createdocumentfragment()方法創建了一虛擬的節點對象，節點對象包含所有屬性和方法。
        var child = el.firstChild;
        while(child) {
            // 將Dom元素移入fragment中
            fragment.appendChild(child);
            child = el.firstChild;
        }
        return fragment;
    }

 

接下來需要遍歷所有節點，對含有指令的節點進行特殊的處理，這裏我們先處理最簡單的情況，只對帶有 '{{變量}}' 這種形式的指令進行處理，代碼如下：

//遍歷各個節點,對含有相關指定的節點進行特殊處理
    compileElement:function(el) {
        var childNodes = el.childNodes;   //childNodes屬性返回節點的子節點集合，以 NodeList 對象。
        var self = this;
        //slice() 方法可從已有的數組中返回選定的元素。
        [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
            var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
            var text = node.textContent;  //textContent 屬性設置或返回指定節點的文本內容
            if(self.isTextNode(node) && reg.test(text)) {      //判斷是否符合{{}}的指令
                //exec() 方法用於檢索字符串中的正則表達式的匹配。
                //返回一個數組，其中存放匹配的結果。如果未找到匹配，則返回值爲 null。
                self.compileText(node,reg.exec(text)[1]);
            }
            if(node.childNodes && node.childNodes.length) {
                self.compileElement(node);    //繼續遞歸遍歷子節點
            }
        });
    },
    compileText:function(node,exp) {
        var self = this;
        var initText = this.vm[exp];
        this.updateText(node,initText);    // 將初始化的數據初始化到視圖中
        new Watcher(this.vm,exp,function(value) {
            self.updateText(node,value);
        });

    },
    updateText:function(node,value) {
        node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '': value;
    },

 

獲取到最外層節點後，調用compileElement函數，對所有子節點進行判斷，如果節點是文本節點且匹配{{}}這種形式指令的節點就開始進行編譯處理，編譯處理首先需要初始化視圖數據，對應上面所說的步驟1，接下去需要生成一個並綁定更新函數的訂閱器，對應上面所說的步驟2。這樣就完成指令的解析、初始化、編譯三個過程，一個解析器Compile也就可以正常的工作了。

爲了將解析器Compile與監聽器Observer和訂閱者Watcher關聯起來，我們需要再修改一下類SelfVue函數：

function SelfVue(options) {
    var self = this;
    this.vm = this;
    this.data = options.data;
    Object.keys(this.data).forEach(function(key) {
        self.proxyKeys(key);     //綁定代理屬性
    });
    observe(options.data);
    new Compile(options.el,this.vm);
    return this;
}

 

更改後，我們就不要像之前通過傳入固定的元素值進行雙向綁定了，可以隨便命名各種變量進行雙向綁定了：

<body>
    <div id="app">
        <h1>{{title}}</h1>
        <h2>{{name}}</h2>
        <h3>{{content}}</h3>
    </div>
</body>
<script src="../js/observer2.js"></script>
<script src="../js/Watcher1.js"></script>
<script src="../js/compile1.js"></script>
<script src="../js/index3.js"></script>


<script>
    var selfVue = new SelfVue({
        el:'#app',
        data:{
            title:'aaa',
            name:'bbb',
            content:'ccc'
        }
    });
    window.setTimeout(function() {
        selfVue.title = 'ddd';
        selfVue.name = 'eee';
        selfVue.content = 'fff'
    },2000);
</script>

 

到這裏，一個數據雙向綁定功能已經基本完成了，接下去就是需要完善更多指令的解析編譯，在哪裏進行更多指令的處理呢？答案很明顯，只要在上文說的compileElement函數加上對其他指令節點進行判斷，然後遍歷其所有屬性，看是否有匹配的指令的屬性，如果有的話，就對其進行解析編譯。這裏我們再添加一個v-model指令和事件指令的解析編譯，對於這些節點我們使用函數compile進行解析處理：

compile:function(node) {
        var nodeAttrs = node.attributes;   //attributes 屬性返回指定節點的屬性集合，即 NamedNodeMap。
        var self = this;
        //Array.prototype屬性表示Array構造函數的原型，並允許爲所有Array對象添加新的屬性和方法。
        //Array.prototype本身就是一個Array
        Array.prototype.forEach.call(nodeAttrs,function(attr) {
            var attrName = attr.name;      //添加事件的方法名和前綴:v-on:click="onClick" ,則attrName = 'v-on:click' id="app" attrname= 'id'
            if(self.isDirective(attrName)) {     
                var exp = attr.value;      //添加事件的方法名和前綴:v-on:click="onClick" ,exp = 'onClick'

                //substring() 方法用於提取字符串中介於兩個指定下標之間的字符。返回值爲一個新的字符串
                //dir = 'on:click'
                var dir = attrName.substring(2);  
                if(self.isEventDirective(dir)) {   //事件指令
                    self.compileEvent(node,self.vm,exp,dir);
                }else {          //v-model指令
                     self.compileModel(node,self.vm,exp,dir);
                }

                node.removeAttribute(attrName);
            }
        });
    }

 

上面的compile函數是掛載Compile原型上的，它首先遍歷所有節點屬性，然後再判斷屬性是否是指令屬性，如果是的話再區分是哪種指令，再進行相應的處理.

最後我們再次改造一下SelfVue，是它的格式看上去更像vue:

function SelfVue(options) {
    var self = this;
    this.data = options.data;
    this.methods = options.methods;
    Object.keys(this.data).forEach(function(key) {
        self.proxyKeys(key);    
    });
    observe(options.data);
    new Compile(options.el,this);
    options.mounted.call(this);
}

 

測試一下：

<body>
    <div id="app">
            <h2>{{title}}</h2>
            <input v-model="name">
            <h1>{{name}}</h1>
            <button v-on:click="clickMe">click me!</button>
    </div>
</body>

<script src="../js/observer3.js"></script>
<script src="../js/Watcher1.js"></script>
<script src="../js/compile2.js"></script>
<script src="../js/index4.js"></script>
<script>
    new SelfVue({
        el: '#app',
        data: {
            title: 'hello world',
            name: 'canfoo'
        },
        methods: {
            clickMe: function () {
                this.title = 'hello world';
            }
        },
        mounted: function () {
            window.setTimeout(() => {
                this.title = '你好';
            }, 1000);
        }
    });
</script>

 

效果如下：

 

到目前爲止，我們簡易版的demo已經成功了，通過上面這個例子，我們可以更加深刻的理解vue的一些機制，比如雙向綁定，聲明式渲染等．

寫在後面

因爲代碼量比較多，所以對於一些不重要的沒有一一展示，我把代碼放在我的github上了，github Clone with HTTPS:

https://github.com/2686685661/SelfVue.git

參考博客：https://www.cnblogs.com/libin-1/p/6893712.html