MVVM原理
作者：chenhongdong
今天花上 10 分钟，针对 MVVM 这个面试必考点，简简单单的来给大家划一下重难点
划重点
MVVM 双向数据绑定 在Angular1.x版本的时候通过的是脏值检测来处理
而现在无论是React还是Vue还是最新的Angular，其实实现方式都更相近了
那就是通过数据劫持+发布订阅模式
真正实现其实靠的也是ES5中提供的Object.defineProperty，当然这是不兼容的所以Vue等只支持了IE8+
为什么是它
Object.defineProperty()说实在的我们大家在开发中确实用的不多，多数是修改内部特性，不过就是定义对象上的属性和值么？干嘛搞的这么费劲(纯属个人想法)
But在实现框架or库的时候却发挥了大用场了，这个就不多说了，只不过轻舟一片而已，还没到写库的实力
知其然要知其所以然，来看看如何使用
let obj = {};
let song = '发如雪';
obj.singer = '周杰伦';
Object.defineProperty(obj, 'music', {
// 1. value: '七里香',
configurable: true, // 2. 可以配置对象，删除属性
// writable: true, // 3. 可以修改对象
enumerable: true, // 4. 可以枚举
// ☆ get,set设置时不能设置writable和value，它们代替了二者且是互斥的
get() { // 5. 获取obj.music的时候就会调用get方法
return song;
},
set(val) { // 6. 将修改的值重新赋给song
song = val;
}
});
// 下面打印的部分分别是对应代码写入顺序执行
console.log(obj); // {singer: '周杰伦', music: '七里香'} // 1
delete obj.music; // 如果想对obj里的属性进行删除，configurable要设为true 2
console.log(obj); // 此时为 {singer: '周杰伦'}
obj.music = '听妈妈的话'; // 如果想对obj的属性进行修改，writable要设为true 3
console.log(obj); // {singer: '周杰伦', music: "听妈妈的话"}
for (let key in obj) {
// 默认情况下通过defineProperty定义的属性是不能被枚举(遍历)的
// 需要设置enumerable为true才可以
// 不然你是拿不到music这个属性的，你只能拿到singer
console.log(key); // singer, music 4
}
console.log(obj.music); // '发如雪' 5
obj.music = '夜曲'; // 调用set设置新的值
console.log(obj.music); // '夜曲' 6
以上是关于Object.defineProperty的用法
下面我们来写个实例看看，这里我们以Vue为参照去实现怎么写MVVM
// index.html
<body>
<div id="app">
<h1>{{song}}</h1>
<p>《{{album.name}}》是{{singer}}2005年11月发行的专辑</p>
<p>主打歌为{{album.theme}}</p>
<p>作词人为{{singer}}等人。</p>
为你弹奏肖邦的{{album.theme}}
</div>
<!--实现的mvvm-->
<script src="mvvm.js"></script>
<script>
// 写法和Vue一样
let mvvm = new Mvvm({
el: '#app',
data: { // Object.defineProperty(obj, 'song', '发如雪');
song: '发如雪',
album: {
name: '十一月的萧邦',
theme: '夜曲'
},
singer: '周杰伦'
}
});
</script>
</body>
上面是html里的写法，相信用过Vue的同学并不陌生
那么现在就开始实现一个自己的MVVM吧
打造MVVM
// 创建一个Mvvm构造函数
// 这里用es6方法将options赋一个初始值，防止没传，等同于options || {}
function Mvvm(options = {}) {
// vm.$options Vue上是将所有属性挂载到上面
// 所以我们也同样实现,将所有属性挂载到了$options
this.$options = options;
// this._data 这里也和Vue一样
let data = this._data = this.$options.data;
// 数据劫持
observe(data);
}
数据劫持
为什么要做数据劫持？
- 观察对象，给对象增加Object.defineProperty
- vue特点是不能新增不存在的属性 不存在的属性没有get和set
- 深度响应 因为每次赋予一个新对象时会给这个新对象增加defineProperty(数据劫持)
多说无益，一起看代码
// 创建一个Observe构造函数
// 写数据劫持的主要逻辑
function Observe(data) {
// 所谓数据劫持就是给对象增加get,set
// 先遍历一遍对象再说
for (let key in data) { // 把data属性通过defineProperty的方式定义属性
let val = data[key];
observe(val); // 递归继续向下找，实现深度的数据劫持
Object.defineProperty(data, key, {
configurable: true,
get() {
return val;
},
set(newVal) { // 更改值的时候
if (val === newVal) { // 设置的值和以前值一样就不理它
return;
}
val = newVal; // 如果以后再获取值(get)的时候，将刚才设置的值再返回去
observe(newVal); // 当设置为新值后，也需要把新值再去定义成属性
}
});
}
}
// 外面再写一个函数
// 不用每次调用都写个new
// 也方便递归调用
function observe(data) {
// 如果不是对象的话就直接return掉
// 防止递归溢出
if (!data || typeof data !== 'object') return;
return new Observe(data);
}
以上代码就实现了数据劫持，不过可能也有些疑惑的地方比如：递归
再来细说一下为什么递归吧，看这个栗子
let mvvm = new Mvvm({
el: '#app',
data: {
a: {
b: 1
},
c: 2
}
});
我们在控制台里看下
被标记的地方就是通过**递归observe(val)**进行数据劫持添加上了get和set，递归继续向a里面的对象去定义属性，亲测通过可放心食用
接下来说一下observe(newVal)这里为什么也要递归
还是在可爱的控制台上，敲下这么一段代码 mvvm._data.a = {b:'ok'}
然后继续看图说话
通过observe(newVal)加上了
现在大致明白了为什么要对设置的新值也进行递归observe了吧，哈哈，so easy
数据劫持已完成，我们再做个数据代理
数据代理
数据代理就是让我们每次拿data里的数据时，不用每次都写一长串，如mvvm._data.a.b这种，我们其实可以直接写成mvvm.a.b这种显而易见的方式
下面继续看下去，+号表示实现部分
function Mvvm(options = {}) {
// 数据劫持
observe(data);
// this 代理了this._data
+ for (let key in data) {
Object.defineProperty(this, key, {
configurable: true,
get() {
return this._data[key]; // 如this.a = {b: 1}
},
set(newVal) {
this._data[key] = newVal;
}
});
+ }
}
// 此时就可以简化写法了
console.log(mvvm.a.b); // 1
mvvm.a.b = 'ok';
console.log(mvvm.a.b); // 'ok'
写到这里数据劫持和数据代理都实现了，那么接下来就需要编译一下了，把{{}}里面的内容解析出来
数据编译
function Mvvm(options = {}) {
// observe(data);
// 编译
+ new Compile(options.el, this);
}
// 创建Compile构造函数
function Compile(el, vm) {
// 将el挂载到实例上方便调用
vm.$el = document.querySelector(el);
// 在el范围里将内容都拿到，当然不能一个一个的拿
// 可以选择移到内存中去然后放入文档碎片中，节省开销
let fragment = document.createDocumentFragment();
while (child = vm.$el.firstChild) {
fragment.appendChild(child); // 此时将el中的内容放入内存中
}
// 对el里面的内容进行替换
function replace(frag) {
Array.from(frag.childNodes).forEach(node => {
let txt = node.textContent;
let reg = /\{\{(.*?)\}\}/g; // 正则匹配{{}}
if (node.nodeType === 3 && reg.test(txt)) { // 即是文本节点又有大括号的情况{{}}
console.log(RegExp.$1); // 匹配到的第一个分组 如：a.b, c
let arr = RegExp.$1.split('.');
let val = vm;
arr.forEach(key => {
val = val[key]; // 如this.a.b
});
// 用trim方法去除一下首尾空格
node.textContent = txt.replace(reg, val).trim();
}
// 如果还有子节点，继续递归replace
if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
replace(node);
}
});
}
replace(fragment); // 替换内容
vm.$el.appendChild(fragment); // 再将文档碎片放入el中
}
看到这里在面试中已经可以初露锋芒了，那就一鼓作气，做事做全套，来个一条龙
现在数据已经可以编译了，但是我们手动修改后的数据并没有在页面上发生改变
下面我们就来看看怎么处理，其实这里就用到了特别常见的设计模式，发布订阅模式
发布订阅
发布订阅主要靠的就是数组关系，订阅就是放入函数，发布就是让数组里的函数执行
// 发布订阅模式 订阅和发布 如[fn1, fn2, fn3]
function Dep() {
// 一个数组(存放函数的事件池)
this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
addSub(sub) {
this.subs.push(sub);
},
notify() {
// 绑定的方法，都有一个update方法
this.subs.forEach(sub => sub.update());
}
};
// 监听函数
// 通过Watcher这个类创建的实例，都拥有update方法
function Watcher(fn) {
this.fn = fn; // 将fn放到实例上
}
Watcher.prototype.update = function() {
this.fn();
};
let watcher = new Watcher(() => console.log(111)); //
let dep = new Dep();
dep.addSub(watcher); // 将watcher放到数组中,watcher自带update方法， => [watcher]
dep.addSub(watcher);
dep.notify(); // 111, 111
数据更新视图
- 现在我们要订阅一个事件，当数据改变需要重新刷新视图，这就需要在replace替换的逻辑里来处理
- 通过
new Watcher把数据订阅一下，数据一变就执行改变内容的操作
function replace(frag) {
// 省略...
// 替换的逻辑
node.textContent = txt.replace(reg, val).trim();
// 监听变化
// 给Watcher再添加两个参数， 用来取新的值(newVal)给回调函数传参
+ new Watcher(vm, RegExp.$1, newVal => {
node.textContent = txt.replace(reg, newVal).trim();
+ });
}
// 重写Watcher构造函数
function Watcher(vm, exp, fn) {
this.fn = fn;
+ this.vm = vm;
+ this.exp = exp;
// 添加一个事件
// 这里我们先定义一个属性
+ Dep.target = this;
+ let arr = exp.split('.');
+ let val = vm;
+ arr.forEach(key => { // 取值
+ val = val[key]; // 获取到this.a.b，默认就会调用get方法
+ });
+ Dep.target = null;
}
当获取值的时候就会自动调用get方法，于是我们去找一下数据劫持那里的get方法
function Observe(data) {
+ let dep = new Dep();
// 省略...
Object.defineProperty(data, key, {
get() {
+ Dep.target && dep.addSub(Dep.target); // 将watcher添加到订阅事件中 [watcher]
return val;
},
set(newVal) {
if (val === newVal) {
return;
}
val = newVal;
observe(newVal);
+ dep.notify(); // 让所有watcher的update方法执行即可
}
})
}
当set修改值的时候执行了dep.notify方法，这个方法是执行watcher的update 方法，那么我们再对update进行修改一下
Watcher.prototype.update = function() {
// notify的时候值已经更改了
// 再通过vm, exp来获取新的值
+ let arr = this.exp.split('.');
+ let val = this.vm;
+ arr.forEach(key => {
+ val = val[key]; // 通过get获取到新的值
+ });
this.fn(val); // 将每次拿到的新值去替换{{}}的内容即可
};
现在我们数据的更改可以修改视图了，这很good，还剩最后一点，我们再来看看面试常考的双向数据绑定吧
双向数据绑定
// html结构
<input v-model="c" type="text">
// 数据部分
data: {
a: {
b: 1
},
c: 2
}
function replace(frag) {
// 省略...
+ if (node.nodeType === 1) { // 元素节点
let nodeAttr = node.attributes; // 获取dom上的所有属性,是个类数组
Array.from(nodeAttr).forEach(attr => {
let name = attr.name; // v-model type
let exp = attr.value; // c text
if (name.includes('v-')){
node.value = vm[exp]; // this.c 为 2
}
// 监听变化
new Watcher(vm, exp, function(newVal) {
node.value = newVal; // 当watcher触发时会自动将内容放进输入框中
});
node.addEventListener('input', e => {
let newVal = e.target.value;
// 相当于给this.c赋了一个新值
// 而值的改变会调用set，set中又会调用notify，notify中调用watcher的update方法实现了更新
vm[exp] = newVal;
});
});
+ }
if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
replace(node);
}
}
大功告成，面试问Vue的东西不过就是这个罢了，什么双向数据绑定怎么实现的，问的一点心意都没有，差评！！！
大官人请留步，本来应该收手了，可临时起意(手痒)，再写点功能吧，再加个computed(计算属性)和mounted(钩子函数)吧
computed(计算属性) && mounted(钩子函数)
// html结构
<p>求和的值是{{sum}}</p>
data: { a: 1, b: 9 },
computed: {
sum() {
return this.a + this.b;
},
noop() {}
},
mounted() {
setTimeout(() => {
console.log('所有事情都搞定了');
}, 1000);
}
function Mvvm(options = {}) {
// 初始化computed,将this指向实例
+ initComputed.call(this);
// 编译
new Compile(options.el, this);
// 所有事情处理好后执行mounted钩子函数
+ options.mounted.call(this); // 这就实现了mounted钩子函数
}
function initComputed() {
let vm = this;
let computed = this.$options.computed; // 从options上拿到computed属性 {sum: ƒ, noop: ƒ}
// 得到的都是对象的key可以通过Object.keys转化为数组
Object.keys(computed).forEach(key => { // key就是sum,noop
Object.defineProperty(vm, key, {
// 这里判断是computed里的key是对象还是函数
// 如果是函数直接就会调get方法
// 如果是对象的话，手动调一下get方法即可
// 如：sum() {return this.a + this.b;},他们获取a和b的值就会调用get方法
// 所以不需要new Watcher去监听变化了
get: typeof computed[key] === 'function' ? computed[key] : computed[key].get,
set() {}
});
});
}
写了这些内容也不算少了，最后做一个形式上的总结吧
总结
通过自己实现的mvvm一共包含了以下东西
- 通过Object.defineProperty的get和set进行数据劫持
- 通过遍历data数据进行数据代理到this上
- 通过
{{}}对数据进行编译 - 通过发布订阅模式实现数据与视图同步
- 通过通过通过，收了，感谢 大官人的留步了
补充
针对以上代码在实现编译的时候还是会有一些小bug，再次经过研究和高人指点，完善了编译，下面请看修改后的代码
修复：两个相邻的{{}}正则匹配，后一个不能正确编译成对应的文本，如{{album.name}} {{singer}}
function Compile(el, vm) {
// 省略...
function replace(frag) {
// 省略...
if (node.nodeType === 3 && reg.test(txt)) {
function replaceTxt() {
node.textContent = txt.replace(reg, (matched, placeholder) => {
console.log(placeholder); // 匹配到的分组 如：song, album.name, singer...
new Watcher(vm, placeholder, replaceTxt); // 监听变化，进行匹配替换内容
return placeholder.split('.').reduce((val, key) => {
return val[key];
}, vm);
});
};
// 替换
replaceTxt();
}
}
}
上面代码主要实现依赖的是reduce方法，reduce 为数组中的每一个元素依次执行回调函数
如果还有不太清楚的，那我们单独抽出来reduce这部分再看一下
// 将匹配到的每一个值都进行split分割
// 如:'song'.split('.') => ['song'] => ['song'].reduce((val, key) => val[key])
// 其实就是将vm传给val做初始值，reduce执行一次回调返回一个值
// vm['song'] => '周杰伦'
// 上面不够深入，我们再来看一个
// 再如：'album.name'.split('.') => ['album', 'name'] => ['album', 'name'].reduce((val, key) => val[key])
// 这里vm还是做为初始值传给val，进行第一次调用，返回的是vm['album']
// 然后将返回的vm['album']这个对象传给下一次调用的val
// 最后就变成了vm['album']['name'] => '十一月的萧邦'
return placeholder.split('.').reduce((val, key) => {
return val[key];
}, vm);
reduce的用处多多，比如计算数组求和是比较普通的方法了，还有一种比较好用的妙处是可以进行二维数组的展平(flatten)，各位不妨来看最后一眼
let arr = [
[1, 2],
[3, 4],
[5, 6]
];
let flatten = arr.reduce((previous, current) => {
return previous.concat(current);
});
console.log(flatten); // [1, 2, 3, 4, 5, 6]
// ES6中也可以利用...展开运算符来实现的，实现思路一样，只是写法更精简了
flatten = arr.reduce((a, b) => [...a, ...b]);
console.log(flatten); // [1, 2, 3, 4, 5, 6]