在vue2中,什么是双向绑定,为什么vue3要进行优化?
一、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
二、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
三、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 }, }); }
四.vue3.0里为什么要用 Proxy API 替代 defineProperty API ?
1、Object.defineProperty
定义:Object.defineProperty()
方法会直接在一个对象上定义一个新属性,或者修改一个对象的现有属性,并返回此对象
为什么能实现响应式
通过defineProperty
两个属性,get
及set
- get
属性的 getter 函数,当访问该属性时,会调用此函数。执行时不传入任何参数,但是会传入 this 对象(由于继承关系,这里的this并不一定是定义该属性的对象)。该函数的返回值会被用作属性的值
- set
属性的 setter 函数,当属性值被修改时,会调用此函数。该方法接受一个参数(也就是被赋予的新值),会传入赋值时的 this 对象。默认为 undefined
下面通过代码展示:
定义一个响应式函数defineReactive
function update() { app.innerText = obj.foo } function defineReactive(obj, key, val) { Object.defineProperty(obj, key, { get() { console.log(`get ${key}:${val}`); return val }, set(newVal) { if (newVal !== val) { val = newVal update() } } }) }
调用defineReactive
,数据发生变化触发update
方法,实现数据响应式
const obj = {} defineReactive(obj, 'foo', '') setTimeout(()=>{ obj.foo = new Date().toLocaleTimeString() },1000)
在对象存在多个key
情况下,需要进行遍历
function observe(obj) { if (typeof obj !== 'object' || obj == null) { return } Object.keys(obj).forEach(key => { defineReactive(obj, key, obj[key]) }) }
如果存在嵌套对象的情况,还需要在defineReactive
中进行递归
function defineReactive(obj, key, val) { observe(val) Object.defineProperty(obj, key, { get() { console.log(`get ${key}:${val}`); return val }, set(newVal) { if (newVal !== val) { val = newVal update() } } }) }
当给key
赋值为对象的时候,还需要在set
属性中进行递归
set(newVal) { if (newVal !== val) { observe(newVal) // 新值是对象的情况 notifyUpdate() } }
上述例子能够实现对一个对象的基本响应式,但仍然存在诸多问题
现在对一个对象进行删除与添加属性操作,无法劫持到
const obj = { foo: "foo", bar: "bar" } observe(obj) delete obj.foo // no ok obj.jar = 'xxx' // no ok
当我们对一个数组进行监听的时候,并不那么好使了
const arrData = [1,2,3,4,5]; arrData.forEach((val,index)=>{ defineProperty(arrData,index,val) }) arrData.push() // no ok arrData.pop() // no ok arrDate[0] = 99 // ok
可以看到数据的api
无法劫持到,从而无法实现数据响应式,
所以在Vue2
中,增加了set
、delete
API,并且对数组api
方法进行一个重写
还有一个问题则是,如果存在深层的嵌套对象关系,需要深层的进行监听,造成了性能的极大问题
小结
- 检测不到对象属性的添加和删除
- 数组
API
方法无法监听到 - 需要对每个属性进行遍历监听,如果嵌套对象,需要深层监听,造成性能问题
2、proxy
Proxy
的监听是针对一个对象的,那么对这个对象的所有操作会进入监听操作,这就完全可以代理所有属性了
在ES6
系列中,我们详细讲解过Proxy
的使用,就不再述说了
下面通过代码进行展示:
定义一个响应式方法reactive
function reactive(obj) { if (typeof obj !== 'object' && obj != null) { return obj } // Proxy相当于在对象外层加拦截 const observed = new Proxy(obj, { get(target, key, receiver) { const res = Reflect.get(target, key, receiver) console.log(`获取${key}:${res}`) return res }, set(target, key, value, receiver) { const res = Reflect.set(target, key, value, receiver) console.log(`设置${key}:${value}`) return res }, deleteProperty(target, key) { const res = Reflect.deleteProperty(target, key) console.log(`删除${key}:${res}`) return res } }) return observed }
测试一下简单数据的操作,发现都能劫持
const state = reactive({ foo: 'foo' }) // 1.获取 state.foo // ok // 2.设置已存在属性 state.foo = 'fooooooo' // ok // 3.设置不存在属性 state.dong = 'dong' // ok // 4.删除属性 delete state.dong // ok
再测试嵌套对象情况,这时候发现就不那么 OK 了
const state = reactive({ bar: { a: 1 } }) // 设置嵌套对象属性 state.bar.a = 10 // no ok
如果要解决,需要在get
之上再进行一层代理
function reactive(obj) { if (typeof obj !== 'object' && obj != null) { return obj } // Proxy相当于在对象外层加拦截 const observed = new Proxy(obj, { get(target, key, receiver) { const res = Reflect.get(target, key, receiver) console.log(`获取${key}:${res}`) return isObject(res) ? reactive(res) : res }, return observed }
3、总结
Object.defineProperty
只能遍历对象属性进行劫持
function observe(obj) { if (typeof obj !== 'object' || obj == null) { return } Object.keys(obj).forEach(key => { defineReactive(obj, key, obj[key]) }) }
Proxy
直接可以劫持整个对象,并返回一个新对象,我们可以只操作新的对象达到响应式目的
function reactive(obj) { if (typeof obj !== 'object' && obj != null) { return obj } // Proxy相当于在对象外层加拦截 const observed = new Proxy(obj, { get(target, key, receiver) { const res = Reflect.get(target, key, receiver) console.log(`获取${key}:${res}`) return res }, set(target, key, value, receiver) { const res = Reflect.set(target, key, value, receiver) console.log(`设置${key}:${value}`) return res }, deleteProperty(target, key) { const res = Reflect.deleteProperty(target, key) console.log(`删除${key}:${res}`) return res } }) return observed }
Proxy
可以直接监听数组的变化(push
、shift
、splice
)
const obj = [1,2,3] const proxtObj = reactive(obj) obj.psuh(4) // ok
Proxy
有多达13种拦截方法,不限于apply
、ownKeys
、deleteProperty
、has
等等,这是Object.defineProperty
不具备的
正因为defineProperty
自身的缺陷,导致Vue2
在实现响应式过程需要实现其他的方法辅助(如重写数组方法、增加额外set
、delete
方法)
// 数组重写 const originalProto = Array.prototype const arrayProto = Object.create(originalProto) ['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice', 'reverse', 'sort'].forEach(method => { arrayProto[method] = function () { originalProto[method].apply(this.arguments) dep.notice() } }); // set、delete Vue.set(obj,'bar','newbar') Vue.delete(obj),'bar')
Proxy
不兼容IE,也没有 polyfill
, defineProperty
能支持到IE9