基于Vue的MVVM学习笔记

什么是 MVVM

MVVM——Model-View-ViewModle 的缩写，MVC 设计模式的改进版。Model 是我们应用中的数据模型，View 是我们的 UI 层，通过 ViewModle，可以把我们 Modle 中的数据映射到 View 视图上，同时，在 View 层修改了一些数据，也会反应更新我们的 Modle。

上面的话，未免太官方了。简单理解就是双向数据绑定，即当数据发生变化的时候，视图也就发生变化，当视图发生变化的时候，数据也会跟着同步变化。

MVVM 这种思想的前端框架其实老早就有了，我记得是在 13 年，自己在公司的主要工作是做后台管理系统的 UI 设计和开发，当时就思考，如何让那些专注后台的开发，既简单又方便的使用前端开发的一些组件。当时有三种方案：

• 使用 Easy-ui，但 easy-ui 好像官方要求收费，当然也可以破解使用
• 自己开发 UI 框架，其实当时想做的东西就是后来 BootStrap
• 使用谷歌的 Angular，进行二次开发

后来的评估是：

1. 使用 easy-ui，工作量太多
2. 使用 Angular 和 easy-ui 不仅工作量很大，后台也要做相应的修改
3. 自己写 UI 框架，比较合适，当时的做法是写一些 jQuery 相关的插件，先给后台一个 js 插件包，后续的 UI 修改，慢慢进行。

当时自己还是比较推崇 Angular 的，我记得后来还买了一本《基于 MVC 的 Javascript Web 富应用开发》专门去了解这种模式在工作中可能用的情况，以及实现它的一些基本思路。

当时热点比较高的 MVVM 框架有：

• Angular：谷歌出品，名气很大，入门高，使用麻烦，它提供了很多新的概念。
• Backbone.js，入门要求级别很高，我记得当时淘宝有些项目应用了这个，《基于 MVC 富应用开发》书里面也是以这个框架为主介绍 MVC 的。
• Ember：大而全的框架，开始写代码之前就已经有很多的工作要做了。

当年的环境和条件都没有现在好，无论从技术完善的情况，还是工作的实际情况上面看，都是如此——那时候前后端分离都是理想。

当然现在环境好了，各种框架的出现也极大方便了我们，提高了我们开发的工作效率。时代总是在进步，大浪淘沙，MVVM 的框架现在比较热门和流行的，我相信大家现在都知道，就是下面三种了：

• Angular
• Vue
• React

现在 Angular 除了一些忠实的拥趸，基本上也就没落了。Angular 无论从入门还是实际应用方面，都要比其他两个框架发费的时间成本更大。
Angular 现在有种英雄末路的感觉，但不能不承认，之前它确实散发了光芒。

Angular 的 1.x 版本，是通过 脏值检测 来实现双向绑定的。

而最新的 Angular 版本和 Vue，以及 React 都是通过 数据劫持 + 发布订阅模式 来实现的。

脏值检测

简单理解就是，把老数据和新数据进行比较，脏 就表示之前存在过，有过痕迹，通过比较新旧数据，来判断是否要更新。感兴趣的可以看看这篇文章 构建自己的 AngularJS，第一部分：作用域和 digest。

数据劫持 发布订阅

数据劫持：在访问或者修改对象的某个属性时，通过代码拦截这个行为，进行额外的操作或者修改返回结果。在 ES5 当中新增了 Object.defineProperty()可以帮我们实现这个功能。

发布订阅：现在每个人应该都用微信吧，一个人可以关注多个公众号，多个人可以同时关注相同的公众号。关注的动作就相当于订阅。公众号每周都会更新内容，并推送给我们，把写好的文章在微信管理平台更新就好了，点击推送，就相当于发布。更详细的可以深入阅读 javascript 设计模式——发布订阅模式

怎么实现一个 MVVM

我们静下心好好思考下，如果才能实现双向数据绑定的功能。可能需要：

• 一个初始化实例的类
• 一个存放数据的对象 Object
• 一个可以把我们的数据映射到 HTML 页面上的“模板解析”工具
• 一个更新数据的方法
• 一个通过监听数据的变化，更新视图的方法
• 一个挂载模板解析的 HTML 标签

通过上面这样的思考，我们可以简单的写一下大概的方法。

class MVVM {constructor(data){
        this.$option = option;
        const data = this._data = this.$option.data;
        
        // 数据劫持
        observe(data)
        
        // 数据代理
        proxyData(data)
        
        // 编译模板
        const dom = this._el = this.$option.el;
        complie(dom,this);
        
        // 发布订阅
        
        // 连接视图和数据
        
        // 实现双向数据绑定   
    }
}

// Observe 类
function Observe(){}


// Observe 实例化函数
function observe(data){return new Observe(data);
}


// Compile 类
function Compile(){}

// Compile 实例化函数
function compile(el){return new Compile(el)
}

数据劫持

我们有下面这样一个对象

let obj = {
    name:"mc",
    age:"29",
    friends:{
        name:"hanghang",
        name:"jiejie"
    }
}

我们要对这个对象执行某些操作（读取，修改），通常像下面就可以

// 取值
const name = obj.name;
console.log(obj.age)
const friends = obj.friends;

// 修改
obj.name = "mmcai";
obj.age =  30;

在 VUE 中，我们知道，如果 data 对象中的某个属性，在 template 当中绑定的话，当我们修改了这个属性值，我们的视图也就更新了。这就是双向数据绑定，数据变化，视图更新，同时反过来也一样。

要实现这个功能，我们就需要知道 data 当中的数据是如何变动了，ES5 当中提供了 Object.defineProperty()函数，我们可以通过这个函数对我们 data 对象当中的数据进行监听。当数据变动，就会触发这个函数里面的 set 方法，通过判断数据是否变化，就可以执行一些方法，更新我们的视图了。所以我们现在需要实现一个数据监听器 Observe，来对我们 data 中的所有属性进行监听。

// Observe 类的实例化函数
function observe(data){
    // 判断数据是否是一个对象
    if(typeof data !== 'object'){return;}
    // 返回一个 Observe 的实例化对象
    return new Observe(data)
}

// Observer 类的实现
class Observe{constructor(data){
        this.data = data;
        this.init(data)
    }
    
    init(data){for(let k in data){let val = data[k];
            
            // 如果 data 是一个对象，我们递归调用自身
            if(typeof val === 'object'){observe(val);
            }
            
            Object.defineProperty(data,k,{
                enumerable:true,
                get(){return val;},
                set(newVal){
                    // 如果值相同，直接返回
                    if(newVal === val){return;};
                    // 赋值
                    val = newVal;
                    
                    // 如果新设置的值是一个对象，递归调用 observe 方法，给新数据也添加上监听
                    if(typeof newVal === 'object'){observe(newVal);
                    }
                }
            })
        }
    }
    
}

了解了数据劫持，我们就可以明白，为什么我们实例化 vue 的时候，必须事先在 data 当中定义好我们的需要的属性了，因为我们新增的属性，没有经过 observe 进行监听，没有通过 observe 监听，后面 complie（模板解析）也就不会执行。

所以，虽然你可以在 data 上面设置新的属性，并读取，但视图却不能更新。

数据代理

我们常见的代理有 nginx, 就是我们不直接去访问（操作）我们实际要访问的数据，而是通过访问一个代理，然后代理帮我们去拿我们真正需要的数据。

一般的特点是：

• 安全，不把真实内容暴露
• 方便，可以把一些复杂的操作，通过代理进行简化
• …

下面是 VUE 简单的一个使用实例：

cosnt vm = new Vue({
    el:"#app",
    data:{name:"mmcai"}
});

我们的实例化对象 vm，想要读取 data 里面的数据的时候，不做任何处理的正常情况下，使用下面方式读取：

const name = vm.data.name;

这样操作起来，显然麻烦了一些，我们就可以通过数据代理，直接把 data 绑定到我们的实例上，所以在 vue 当中，我们一般获取数据像下面一样：

cosnt vm = new Vue({
    el:"#app",
    data:{name:"mmcai"},
    created(){
        
        // 直接通过实例就可以访问到 data 当中的数据
        const name = this.name;
        
        // 通过 this.data.name 也可以访问，但是显然，麻烦了一些
    }
});

同样，我们通过 Object.defineProperty 函数，把 data 对象中的数据，绑定到我们的实例上就可以了，代码如下：

class MVVM {constructor(option){
        // 此处代码省略
        this.$option = option;
        const data = this._data = this.$option.data;
        
        // 调用代理
        this._proxyData(data);
    }
    
    _proxyData(data){
        const that = this;
        for(let k in data){let val = data[k];
            Object.defineProperty(that,k,{
                enumerable:true,
                get(){return that._data[k];
                },
                set(newVal){that._data[k] = newVal;
                }
            })
        }
    }
}

编译模板

利用正则表达式识别模板标识符，并利用数据替换其中的标识符。
VUE 里面的标识符是 {{}} 双大括号，数据就是我们定义在 data 上面的内容。

实现原理

1. 确定我们的模板范围
2. 遍历 DOM 节点，循环找到我们的标识符
3. 将标识符的内容用数据进行填充填充

遍历解析需要替换的根元素 el 下的 HTML 标签，一定会使用遍历对 DOM 节点进行操作，对 DOM 操作就会引发页面的重排和重绘，为了提高性能和效率，可以把 el 根节点下的所有节点替换为文档碎片 fragment 进行解析编译操作，解析完成，再将 fragment 添加到根节点 el 中

如果想对文档碎片进行，更多的了解，可以查看文章底部的参考资料

<!-- 定义模板编译类 -->
class Complie{constructor(el,vm){
        this.$vm = vm;
        this.$el = document.querySelector(el);
        
        // 第一步，把 DOM 转换成文档碎片
        this.$fragment = this.nodeToFragment(this.$el);
        
        // 第二步，匹配标识符，填充数据
        this.compileElement(this.$fragment);
        
        // 把文档碎片，添加到 el 根节点上面
        this.$el.appendChild(this.$fragment);  
    }
    
    // 把 DOM 节点转换成文档碎片
    nodeToFragment(el){let nodeFragment = document.createDocumentFragment();
        // 循环遍历 el 下面的节点，填充到文档碎片 nodeFragment 中
        while(child = el.firstChild){nodeFragment.appendChild(child);
        }
        
        // 把文档碎片返回
        return nodeFragment;
    }
    
    // 遍历目标，查找标识符，并替换
    compileElement(node){let reg = /\{\{(.*)\}\}/;
        Array.from(node.childNodes).forEach((node)=>{
            let text = node.textContent;
            if(node.nodeType === 3 && reg.test(text)){let arr = RegExp.$1.split('.');
                // vm 是实例的整个 data 对象
                let val = vm;
                arr.forEach((k)=>{val = val[k]
                })
                
                node.textContent = text.replace(/\{\{(.*)\}\}/,val);
            }
            
            // 如果节点包含字节的，递归调用自身
            if(node.childNodes){this.compileElement(node)
            }
            
        })
    }
    
    
}

<!-- 实例化的方法 -->
const complie = (el,vm)=>{return new Compile(el,vm)
}

发布订阅

在软件架构中，发布订阅是一种消息范式，消息的发送者（成为发布者）不会将消息直接发送给特定的接收者（成为订阅者）。二十将发布的消息分为不同的类别，无需了解哪些订阅者是否存在。同样的，订阅者可以表达对一个或多个类别的兴趣，直接受感兴趣的消息，无需了解哪些发布者是否存在——维基。

上述的表达中，既然说发布者不关心订阅者，订阅者也不关心发布者，那么他们是如何通信呢？

其实就是通过第三方，通常在函数中我们，称他们为 观察者watcher

在 VUE 的里面，我们要确认几个概念，谁是发布者，谁是订阅者，为什么需要发布订阅？

上面我们说了数据劫持 Observe，也说了 Compile，其实，Observe 和 Compile 他们即使发布者，也是订阅者，帮助他们之间的通讯，就是 watcher 的工作。
通过下面的代码，我们简单了解下，发布订阅模式的实现情况。

// 创建一个类
// 发布订阅，本质上是维护一个函数的数组列表，订阅就是放入函数，发布就是让函数执行

class Dep{consturctor(){this.subs=[];
    }
    
    // 添加订阅者
    addSub(sub){this.subs.push(sub);
    }
    
    // 通知订阅者
    notify(){
        // 订阅者，都有
        this.subs.forEach((sub=>sub.update());
    }
}

// 监听函数,watcher
// 通过 Watcher 类创建的实例，都有 update 方法
class Watcher{
    
    // watcher 的实例，都需要传入一个函数
    constructor(fn){this.fn = fn;}
    
    // watcher 的实例，都拥有 update 方法
    update(){this.fn();
    }
}

// 把函数作为参数传入，实例化一个 watcher
const watcher = new Watcher(()=>{consoole.log('1')
});

// 实例化 Dep 类
const dep = new Dep();

// 将 watcher 放到 dep 维护的数组中，watcher 实例本身具有 update 方法
// 可以理解成函数的订阅
dep.addSub(watcher);

// 执行，可以理解成，函数的发布,
// 不关心，addSub 方法订阅了谁，只要订阅了，就通过遍历循环 subs 数组，执行数组每一项的 update
dep.notify();

通过以上代码的了解，我们继续实现我们 MVVM 中的代码，实现数据和视图的关联。
这种关联的结果就是，当我们修改 data 中的数据的时候，我们的视图更新。或者我们视图中修改了相关内容，我们的 data 也进行相关的更新，所以这里主要的逻辑代码，就是我们 watcher 当中的 update 方法。

我们根据上面的内容，对我们的 Observe 和 Compile 以及 Watcher 进行修改，代码如下：

class MVVM{constructor(option){
        this.$option = option;
        const data = this._data = this.$option.data;
        this.$el = this.$option.el;
        
        // 数据劫持
        this._observe(data);
        
        // 数据代理
        this._proxyData(data);
        
        // 模板解析
        this._compile(this.$el,this)
    }
    
    // 数据代理
    _proxyData(data){for(let k in data){let val = data[k];
            Object.defineProperty(this,k,{
                enumerable:true,
                get(){return this._data[k];
                },
                set(newVal){this._data[k] = newVal;
                }
            })
        }
    }
    

    
}




// 数据劫持
class Observe{constructor(data){this.init(data);
    }
    
    init(data){let dep = new Dep();
        for(let k in data){let val = data[k];
            
            // val 可能是一个对象，递归调用
            if(typeof val === 'object'){observe(val);
            }
            Object.defineProperty(data,k,{
                enumerable:true,
                get(){
                    // 订阅,
                    
                    // Dep.target 是 Watcher 的实例
                    Dep.target && dep.addSub(Dep.target);
                    return val;
                },
                set(newVal){if(newVal === val){return;}
                    
                    val = newVal;
                    observe(newVal);
                    
                    
                    dep.notify();}
                
            })
        }
    }
}

// 数据劫持实例
function observe(data){if(typeof data !== 'object'){return};
    return new Observe(data);
}
    


// 模板编译
class Compile{constructor(el,vm){vm.$el = document.querySelector(el);
    
        //1. 把 DOM 节点，转换成文档碎片
        const Fragment = this.nodeToFragment(vm.$el)
        
        //2. 通过正则匹配，填充数据
        this.replace(Fragment,vm);
        
        //3. 把填充过数据的文档碎片，插入模板根节点
        vm.$el.appendChild(Fragment);
        
        
    }
    
    // DOM 节点转换
    nodeToFragment(el){
        // 创建文档碎片，const fragment = document.createDocumentFragment();
        // 遍历 DOM 节点，把 DOM 节点，添加到文档碎片上
        while(child ===el.firstChild){fragment.appendChild(child);    
        }
        // 返回文档碎片
        return fragment;
    }
    
    // 匹配标识，填充数据
    replace(fragment,vm){
        // 使用 Array.from 方法，把 DOM 节点，转化成数据，进行循环遍历
        Array.from(fragment.childNodes).forEach((node)=>{
            // 遍历节点，拿到每个内容节点
            let text = node.textContent;
            // 定义标识符的正则
            let reg = /\{\{(.*)\}\}/;
            
            // 如果节点是文本，且节点的内容当中匹配到了模板标识符
            
            // 数据渲染视图
            if(node.nodeType===3 && reg.test(text)){
                // 用数据替换标识符
                let arr = RegExp.$1.split('.');
                let val = vm;
                arr.forEach((item)=>{val = val[item];
                })
                // 添加一个 watcher，当我们的数据发生变化的时候，更新我们的 view
                new Watcher(vm,RegExp.$1,(newVal)=>{node.textContent = text.replace(reg,newVal); 
                })
                
                // 把数据填充到节点上
                node.textContent = text.replace(reg,val);
            }
            
            // 视图更新数据
            if(node.nodeType === 1){
                let nodeAttrs = node.attributes;
                Array.from(nodeAttrs).forEach((attr)=>{
                    let name = attr.name;
                    // 获取标识符的内容，也就是 v -mode="a" 的内容
                    let exp = attr.value;
                    if(name.indexOf('v-model')===0){node.value = vm[exp];
                    };
                    new Watcher(vm,exp,(newVal)=>{node.value = newVal;});
                    
                    node.addEventListener('input',function(e){
                        let newVal = e.target.value;
                        vm[exp] = newVal;
                    });
                });
            }
            
            // 如果节点包含子节点，递归调用自身
            if(node.childNodes){this.replace(node,vm);
            }
        })
    }
}

// 模板编译实例
function compile(el,vm){return new Compile(el,vm)
}

// 发布订阅
class Dep{constructor(){this.subs = [];
    }
    
    // 订阅函数
    addSub(fn){this.subs.push(fn);
    }
    
    // 发布执行函数
    notify(){this.subs.forEach((fn)=>{fn();
        })
    }
}

// Dep 实例
function dep(){return new Dep();
}

// 观察者
class Watcher{
    // vm, 我们的实例
    // exp, 我们的标识符
    // fn, 回调
    constructor(vm,exp,fn){
        this.fn = fn;
        this.vm = vm;
        this.exp = exp;
        Dep.target = this;
        let val = vm;
        let arr = exp.split('.');
        arr.forEach((k)=>{val = val[k]
        });
        // 完成之后，我们把 target 删除；Dep.target = null;
    }
    update(){
        let val = this.vm;
        let arr = this.exp.split('.');
        arr.forEach((k)=>{val = val[k];
        })
        this.fn();}
}


function watcher(){return new Watcher()
}

Wathcer 干了那些好事：

• 在自身实例化的时候，往订阅器 (dep) 里面添加自己
• 自身有一个 update 方法
• 待 data 属性发生修改的时候，dep.notify()通知的时候，可以调用自身的 update()方法，在 update()方法出发绑定的回调

Watcher 连接了两个部分，包括 Observe 和 Compile；

在 Observe 方法执行的时候，我们给 data 的每个属性都添加了一个 dep，这个 dep 被闭包在 get/set 函数内。

当我们 new Watcher，在之后访问 data 当中属性的时候，就会触发通过 Object.defineProperty()函数当中的 get 方法。
get 方法的调用，就会在属性的订阅器实例 dep 中，添加当前 Watcher 的实例。

当我们尝试修改 data 属性的时候，就会出发 dep.notify()方法，该方法会调用每个 Watcher 实例的 update 方法，从而更新我们的视图。

结束语

回顾下整个 MVVM 实现的整个过程

• 使用 Object.defineProperty()函数，给每个 data 属性添加 get/set，并为每个属性创建一个 dep 实例，监听数据变化
• 同样使用 Object.defineProperty()函数，把 data 对象的属性，绑定到我们 MVVM 实例 vm 对象上，简化使用
• 通过 document.createDocumentFragment，把我们 el 节点下的 dom 转换成文档碎片
• 遍历文档碎片，找到模板标识符，进行数据的替换，添加 Watcher 观察者，当数据发生变化的时候，再次更新我们的文档碎片
• 把文档碎片插入到我们的 el 节点中。
• 我们修改 data, 执行 dep.notify()方法，然后调用 Watcher 实例上的 update 方法，更新视图。

我这里有一个简短的视频，是某培训机构讲解 MVVM 的内容，大家有兴趣，可以自取。

视频链接

提取码:1i0r

如果失效，可以私聊我。

参考

廖雪峰谈 MVVM

…, 让 MVVM 原理还给你

观察者模式与发布订阅模式

基于 vue 实现一个简单的 MVVM 框架

文档碎片