MVVM架构的双向绑定详解

MVVM 框架基本概念

MVVM由以下三个内容组成

View：视图模板

Model：数据模型

ViewModel：作为桥梁负责沟通View和Model，自动渲染模板

 

在JQuery时期，如果需要刷新UI时，需要先取到对应的DOM再更新UI，这样数据和业务的逻辑就和页面有强耦合。

在MVVM中，UI是听数据驱动的，数据一旦改变就会刷新相应的UI，UI变化也会改变相应的数据。这种方式在开发中只需要关心数据的变化，不用直接去操作DOM。并且可以将一些可复用的逻辑放在一个ViewModel中，多个View复用这个ViewModel。

在 MVVM 中，最核心的也就是数据双向绑定，例如 Angluar 的脏数据检测，Vue 的数据劫持，React的数据绑定

 

 Angluar 的脏数据检测

当触发了指定事件后进入脏数据检测，这时期会调用$digest循环遍历所有的数据观察者，判断当前值是否和先前的值有区别，如果检测到变化的话，会调用$watch函数，然后再次调用$digest循环直到发现没有变化。所以这个过程可能会循环几次，一直到不再有数据变化发生后，将变更的数据发送到视图，更新页面展现。如果是手动对 ViewModel 的数据进行变更，为确保变更同步到视图，需要手动触发一次“脏值检测”。

脏数据检测虽然需要每次去循环遍历查看是否有数据变化，存在低效的问题，与Vue的双向绑定原理不同，但是脏数据检测能够同时检测出要更新的值，再去统一更新UI，这样也可以减少操作DOM的次数。

 

Vue 的数据劫持

Vue2.0版本内部使用了Object.defineProperty()来实现数据与视图的双向绑定，体现在对数据的读写处理过程中。即Object.defineProperty()中定义的数据set、get函数。

使用Object.defineProperty()实现Vue2.0双向绑定的小demo：

 <div id="app">
      <input type="text" id="input">
      <span id="text"></span>
 </div>

 var obj = {};
 Object.defineProperty(obj, 'prop', {
     get: function() {
         return val;
     },
     set: function(newVal) {
         val = newVal;
         document.getElementById('input').value = val;
         document.getElementById('text').innerHTML = val;
     }
 });
 document.addEventListener('keyup', function(e) {
     obj.prop = e.target.value;
 });

如上所述，vue.js通过Object.defineProperty()来劫持各个属性的setter，getter。再结合发布者-订阅者的方式，发布消息给订阅者，触发相应的监听回调。通过Directives指令去对DOM做封装，当数据发生变化，会通知指令去修改对应的DOM，数据驱动DOM的变化。vue.js还会对操作做一些监听（DOM Listener），当我们修改视图的时候，vue.js监听到这些变化，从而改变数据。这样就形成了数据的双向绑定。

 

 

在对数据进行读取时，如果当前有 Watcher（对数据的观察者，watcher 会负责将获取的新数据发送给视图），那将该 Watcher 绑定到当前的数据上（dep.depend()，dep 关联当前数据和所有的 watcher 的依赖关系），是一个检查并记录依赖的过程。而在对数据进行赋值时，如果数据发生改变，则通知所有的 watcher（借助 dep.notify()）。这样，即便是我们手动改变了数据，框架也能够自动将数据同步到视图。
完整的简易双向绑定代码如下：

var data = { name: 'yck' }
observe(data)
let name = data.name // -> get value
data.name = 'yyy' // -> change value

function observe(obj) {
  // 判断类型
  if (!obj || typeof obj !== 'object') {
    return
  }
  Object.keys(obj).forEach(key => {
    defineReactive(obj, key, obj[key])
  })
}

function defineReactive(obj, key, val) {
  // 递归子属性
  observe(val)
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter() {
      console.log('get value')
      return val
    },
    set: function reactiveSetter(newVal) {
      console.log('change value')
      val = newVal
    }
  })
}

以上代码简单的实现了如何监听数据的set和get，下面再给属性添加发布订阅

<div>{{name}}</div>

在解析模板的时候遇到{{ name }}就给属性name添加发布订阅

// 通过 Dep 解耦
class Dep {
  constructor() {
    this.subs = []
  }
  addSub(sub) {
    // sub 是 Watcher 实例
    this.subs.push(sub)
  }
  notify() {
    this.subs.forEach(sub => {
      sub.update()
    })
  }
}
// 全局属性，通过该属性配置 Watcher
Dep.target = null

function update(value) {
  document.querySelector('div').innerText = value
}

class Watcher {
  constructor(obj, key, cb) {
    // 将 Dep.target 指向自己
    // 然后触发属性的 getter 添加监听
    // 最后将 Dep.target 置空
    Dep.target = this
    this.cb = cb
    this.obj = obj
    this.key = key
    this.value = obj[key]
    Dep.target = null
  }
  update() {
    // 获得新值
    this.value = this.obj[this.key]
    // 调用 update 方法更新 Dom
    this.cb(this.value)
  }
}
var data = { name: 'yck' }
observe(data)
// 模拟解析到 `{{name}}` 触发的操作
new Watcher(data, 'name', update)
// update Dom innerText
data.name = 'yyy'

下面对defineReactive函数进行改造：

function defineReactive(obj, key, val) {
  // 递归子属性
  observe(val)
  let dp = new Dep()
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter() {
      console.log('get value')
      // 将 Watcher 添加到订阅
      if (Dep.target) {
        dp.addSub(Dep.target)
      }
      return val
    },
    set: function reactiveSetter(newVal) {
      console.log('change value')
      val = newVal
      // 执行 watcher 的 update 方法
      dp.notify()
    }
  })
}

核心思路就是手动触发一次属性的 getter 来实现发布订阅的添加。

Vue3.0将用proxy代替Object.defineProperty()

Object.defineProperty()的缺陷：

1.只能对属性进行数据劫持，所以需要深度遍历整个对象

2.对于数组不能监听到数据的变化

虽然 Vue 2.0中能检测到数组数据的变化，但是其实是使用了 hack 的办法，并且也是有缺陷的

const arrayProto = Array.prototype
export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)
// hack 以下几个函数
const methodsToPatch = [
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]
methodsToPatch.forEach(function(method) {
  // 获得原生函数
  const original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator(...args) {
    // 调用原生函数
    const result = original.apply(this, args)
    const ob = this.__ob__
    let inserted
    switch (method) {
      case 'push':
      case 'unshift':
        inserted = args
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2)
        break
    }
    if (inserted) ob.observeArray(inserted)
    // 触发更新
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

Proxy原生支持监听数组变化，并且可以直接对整个对象进行拦截，所以Vue3.0使用 Proxy 替换 Object.defineProperty

let onWatch = (obj, setBind, getLogger) => {
  let handler = {
    get(target, property, receiver) {
      getLogger(target, property)
      return Reflect.get(target, property, receiver)
    },
    set(target, property, value, receiver) {
      setBind(value)
      return Reflect.set(target, property, value)
    }
  }
  return new Proxy(obj, handler)
}

let obj = { a: 1 }
let value
let p = onWatch(
  obj,
  v => {
    value = v
  },
  (target, property) => {
    console.log(`Get '${property}' = ${target[property]}`)
  }
)
p.a = 2 // bind `value` to `2`
p.a // -> Get 'a' = 2

 

React的数据绑定

React的数据绑定是虚拟DOM树的更新相关：
属性更新，组件自己处理

结构更新，重新“渲染”子树（虚拟DOM），找出最小改动步骤，打包DOM操作，给真实DOM树打补丁

 

单纯从数据绑定来看，React虚拟DOM没有数据绑定，因为setState()不维护上一个状态（状态丢弃）

从数据更新机制来看，React类似于提供数据模型的方式（必须通过state更新）