為什么實現(xiàn)數(shù)據(jù)響應(yīng)式

當(dāng)前vue、react等框架流行。無論是vue、還是react框架大家最初的設(shè)計思路都是類似的。都是以數(shù)據(jù)驅(qū)動視圖，數(shù)據(jù)優(yōu)先。希望能夠通過框架減少開發(fā)人員直接操作節(jié)點，讓開發(fā)人員能夠把更多的精力放在業(yè)務(wù)上而不是過多的放在操作節(jié)點上。另一方面，框架會通過虛擬dom及diff算法提高頁面性能。這其中需要數(shù)據(jù)優(yōu)先最根本的思路就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)響應(yīng)式。so，本次來看下如何基于原生實現(xiàn)數(shù)據(jù)響應(yīng)式。

vue中的數(shù)據(jù)響應(yīng)

vue中會根據(jù)數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)通過大胡子語法及指令渲染到視圖上，這里我們以大胡子語法為例。如下：

<div id='app'> {{message}}</div>

let vm = new Vue({ el:'#app', data:{ message:'測試數(shù)據(jù)' }})setTimeout(()=>{ vm.message = '修改的數(shù)據(jù)';},1000)

如上代碼，很簡單 。vue做了兩件事情。一、把message數(shù)據(jù)初次渲染到視圖。二、當(dāng)message數(shù)據(jù)改變的時候視圖上渲染的message數(shù)據(jù)同時也會做出響應(yīng)。以最簡單的案例。帶著問題來看，通過原生js如何實現(xiàn)？？這里為了簡化操作便于理解，這里就不去使用虛擬dom。直接操作dom結(jié)構(gòu)。

實現(xiàn)數(shù)據(jù)初次渲染

根據(jù)vue調(diào)用方式。定義Vue類來實現(xiàn)各種功能。將初次渲染過程定義成編譯compile函數(shù)渲染視圖。通過傳入的配置以及操作dom來實現(xiàn)渲染。大概思路是通過正則查找html 里 #app 作用域內(nèi)的表達(dá)式，然后查找數(shù)據(jù)做對應(yīng)的替換即可。具體實現(xiàn)如下：

class Vue { constructor(options) { this.opts = options; this.compile(); } compile() { let ele = document.querySelector(this.opts.el); // 獲取所有子節(jié)點 let childNodes = ele.childNodes; childNodes.forEach(node => { if (node.nodeType === 3) {// 找到所有的文本節(jié)點let nodeContent = node.textContent;// 匹配“{{}}”let reg = /{{s*([^{}s]+)s*}}/g;if (reg.test(nodeContent)) { let $1 = RegExp.$1; // 查找數(shù)據(jù)替換 “{{}}” node.textContent = node.textContent.replace(reg, this.opts.data[$1]);} } }) }}

如上完成了初次渲染，將message數(shù)據(jù)渲染到了視圖上。但是會返現(xiàn)并沒對深層次的dom結(jié)構(gòu)做處理也就是如下情況：

<div id='app'> 1{{ message }}2 <div> hello , {{ message }} </div> </div>

渲染結(jié)果如上

發(fā)現(xiàn)結(jié)果并沒有達(dá)到預(yù)期。so，需要改下代碼，讓節(jié)點可以深層次查找就可以了。代碼如下：

compile() { let ele = document.querySelector(this.opts.el); this.compileNodes(ele); } compileNodes(ele) { // 獲取所有子節(jié)點 let childNodes = ele.childNodes; childNodes.forEach(node => { if (node.nodeType === 3) {// 找到所有的文本節(jié)點let nodeContent = node.textContent;// 匹配“{{}}”let reg = /{{s*([^{}s]+)s*}}/g;if (reg.test(nodeContent)) { let $1 = RegExp.$1; // 查找數(shù)據(jù)替換 “{{}}” node.textContent = node.textContent.replace(reg, this.opts.data[$1]);} } else if (node.nodeType === 1) {if (node.childNodes.length > 0) { this.compileNodes(node);} } }) }

上述代碼通過遞歸查找節(jié)點 實現(xiàn)深層次節(jié)點的渲染工作。如此，就實現(xiàn)了視圖的初次渲染。

數(shù)據(jù)劫持

回過頭來看下上面說的第二個問題：當(dāng)message數(shù)據(jù)改變的時候視圖上渲染的message數(shù)據(jù)同時也會做出響應(yīng)。如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)響應(yīng)式？簡而言之就是數(shù)據(jù)變動影響視圖變動？再將問題拆分下 1. 如何知道數(shù)據(jù)變動了？ 2.如何根據(jù)數(shù)據(jù)變動來更改視圖？

如何知道數(shù)據(jù)變動了？ 這里就需要用到數(shù)據(jù)攔截了，或者叫數(shù)據(jù)觀察。把會變動的data數(shù)據(jù)觀察起來。當(dāng)他變動的時候我們可以做后續(xù)的渲染事情。如何攔截數(shù)據(jù)呢 ？vue2里采取的是definePrototype。

let obj = { myname:'張三'}Object.defineProperty(obj,’myname’,{ configurable:true, enumerable:true, get(){ console.log('get.') return '張三'; }, set(newValue){ console.log('set') console.log(newValue); }})console.log(obj);

上述代碼會發(fā)現(xiàn)，通過defineProperty劫持的對象屬性下都會有g(shù)et及set方法。那么當(dāng)我們獲取或者設(shè)置數(shù)據(jù)的時候就能出發(fā)對應(yīng)的get及set 。這樣就能攔截數(shù)據(jù)做后續(xù)操作。

還有沒有其他方式達(dá)到數(shù)據(jù)劫持的效果呢？ES6中出現(xiàn)了Proxy 代理對象同樣也可以達(dá)到類似劫持?jǐn)?shù)據(jù)的功能。如下代碼：

let obj = { myname:'張三'}let newObj = new Proxy(obj,{ get(target,key){ console.log('get...') return '張三' }, set(target,name,newValue){ console.log('set...'); return Reflect.set(target,name,newValue); }})

兩種方式都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)劫持。proxy功能更加強(qiáng)大，很多方法是defineProperty所不具備的。且proxy直接攔截的是對象而defineProperty攔截的是對象屬性。so，可以利用上述方式將data數(shù)據(jù)做劫持，代碼如下：

observe(data){ let keys = Object.keys(data); keys.forEach(key=>{ let value = data[key]; Object.defineProperty(data,key,{configurable:true,enumerable:true,get(){ return value;},set(newValue){ value = newValue;} }); }) }

觀察者模式實現(xiàn)數(shù)據(jù)響應(yīng)

有了劫持?jǐn)?shù)據(jù)方式后，接下來需要實現(xiàn)的就是當(dāng)修改數(shù)據(jù)的時候?qū)⑿聰?shù)據(jù)渲染到視圖。如何辦到呢？會發(fā)現(xiàn),需要在data設(shè)置的時候觸發(fā)視圖的compile編譯。二者之間互相影響，此時可以想到利用觀察者模式，通過觀察者模式讓二者產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，如下：

圖略小，代碼也貼上吧。

class Vue extends EventTarget { constructor(options) { super(); this.opts = options; this.observe(this.opts.data); this.compile(); } observe(data){ let keys = Object.keys(data); let _this = this; keys.forEach(key=>{ let value = data[key]; Object.defineProperty(data,key,{configurable:true,enumerable:true,get(){ return value;},set(newValue){ _this.dispatchEvent(new CustomEvent(key,{ detail:newValue })); value = newValue;} }); }) } compile() { let ele = document.querySelector(this.opts.el); this.compileNodes(ele); } compileNodes(ele) { // 獲取所有子節(jié)點 let childNodes = ele.childNodes; childNodes.forEach(node => { if (node.nodeType === 3) {// 找到所有的文本節(jié)點let nodeContent = node.textContent;// 匹配“{{}}”let reg = /{{s*([^{}s]+)s*}}/g;if (reg.test(nodeContent)) { let $1 = RegExp.$1; // 查找數(shù)據(jù)替換 “{{}}” node.textContent = node.textContent.replace(reg, this.opts.data[$1]); this.addEventListener($1,e=>{ let oldValue = this.opts.data[$1]; let newValue = e.detail; let reg = new RegExp(oldValue); node.textContent = node.textContent.replace(reg,newValue); })} } else if (node.nodeType === 1) {if (node.childNodes.length > 0) { this.compileNodes(node);} } }) }}

如上，成功的通過觀察者模式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的響應(yīng)。但是會發(fā)現(xiàn)data與compile之間需要通過鍵名來進(jìn)行關(guān)聯(lián)。如果data數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嵌套關(guān)系復(fù)雜后面會比較難處理。有沒有一種方式讓二者松解耦呢？這時候可以用發(fā)布訂閱模式來進(jìn)行改造。

發(fā)布訂閱模式改造響應(yīng)式

還是略小，也還是貼上代碼：

class Vue { constructor(options) { this.opts = options; this.observe(this.opts.data); this.compile(); } observe(data){ let keys = Object.keys(data); let _this = this; keys.forEach(key=>{ let value = data[key]; let dep = new Dep(); Object.defineProperty(data,key,{configurable:true,enumerable:true,get(){ if(Dep.target){ dep.addSub(Dep.target); } return value;},set(newValue){ dep.notify(newValue); value = newValue;} }); }) } compile() { let ele = document.querySelector(this.opts.el); this.compileNodes(ele); } compileNodes(ele) { // 獲取所有子節(jié)點 let childNodes = ele.childNodes; childNodes.forEach(node => { if (node.nodeType === 3) {// 找到所有的文本節(jié)點let nodeContent = node.textContent;// 匹配“{{}}”let reg = /{{s*([^{}s]+)s*}}/g;if (reg.test(nodeContent)) { let $1 = RegExp.$1; // 查找數(shù)據(jù)替換 “{{}}” node.textContent = node.textContent.replace(reg, this.opts.data[$1]); new Watcher(this.opts.data,$1,(newValue)=>{ let oldValue = this.opts.data[$1]; let reg = new RegExp(oldValue); node.textContent = node.textContent.replace(reg,newValue); })} } else if (node.nodeType === 1) {if (node.childNodes.length > 0) { this.compileNodes(node);} } }) }}class Dep{ constructor(){ this.subs = []; } addSub(sub){ this.subs.push(sub); } notify(newValue){ this.subs.forEach(sub=>{ sub.update(newValue); }) }}class Watcher{ constructor(data,key,cb){ Dep.target = this; data[key]; this.cb = cb; Dep.target = null; } update(newValue){ this.cb(newValue); }}

如上代碼思路是 針對每個數(shù)據(jù)會生成一個dep（依賴收集器）在數(shù)據(jù)get的時候收集watcher，將watcher 添加到dep里保存。數(shù)據(jù)一旦有改變觸發(fā)notify發(fā)布消息從而影響compile編譯更新視圖。這個流程也可以參看下圖：

如上就完成了視圖響應(yīng)。通過上述代碼，我們可以看出實現(xiàn)數(shù)據(jù)響應(yīng)兩個核心點1.數(shù)據(jù)劫持。2.觀察者和發(fā)布訂閱。在這我們可以思考一個問題，2個設(shè)計模式都是可以實現(xiàn)的但是有什么區(qū)別呢？

觀察者與發(fā)布訂閱

這里需要從概念來看

觀察者模式：定義一個對象與其他對象之間的一種依賴關(guān)系，當(dāng)對象發(fā)生某種變化的時候，依賴它的其它對象都會得到更新，一對多的關(guān)系。 發(fā)布訂閱模式：是一種消息范式，消息的發(fā)送者（稱為發(fā)布者）不會將消息直接發(fā)送給特定的接收者（稱為訂閱者）。而是將發(fā)布的消息分為不同的類別，無需了解哪些訂閱者（如果有的話）可能存在。同樣的，訂閱者可以表達(dá)對一個或多個類別的興趣，只接收感興趣的消息，無需了解哪些發(fā)布者（如果有的話）存在。

兩者之間關(guān)系，發(fā)布訂閱是三者之間關(guān)系。發(fā)布訂閱會多了一個關(guān)系器來組織主題和觀察者之間的關(guān)系。這樣做的好處就是松解耦。看上面響應(yīng)式例子可以看出觀察者需要通過事件名稱來進(jìn)行關(guān)聯(lián)。發(fā)布訂閱定義dep管理器之后data和compile徹底解耦，讓二者松散解耦。在處理多層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上發(fā)布訂閱會更清晰。松解耦能夠應(yīng)對更多變化，把模塊之間依賴降到最低。發(fā)布訂閱廣義上是觀察者模式。

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