双向数据绑定是什么?

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

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

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  
    },  
  });  
}