Vue2 与 Vue3 的数据绑定原理及实现

介绍

数据绑定是一种把用户界面元素（控件）的属性绑定到特定对象上面并使其同步的机制，使开发人员免于编写同步视图模型和视图的逻辑。

Vue2 与 Vue3 的数据绑定原理及实现

观察者模式又称为发布-订阅模式，定义对象间的一种一对多的依赖关系，当它本身的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。比如用户界面可以作为一个观察者，业务数据是被观察者，用户界面观察业务数据的变化，发现数据变化后，就同步显示在界面上。这样可以确保界面和数据之间划清界限，假定应用程序的需求发生变化，需要修改界面的表现，只需要重新构建一个用户界面，业务数据不需要发生变化。有以下几个角色：

Vue2 和 Vue3 的数据绑定都是观察者模式的实现，前者使用 Object.defineProperty，后者使用的是 Proxy。

有以下 HTML：

<div id="app">
<input type="radio" name="hello" id="hello" value="hello" v-model="title">
<label for="hello">hello</label>
<input type="radio" name="hello" id="hello2" value="hello2" v-model="title">
<label for="hello2">hello2</label>
<div v-bind="title"></div>
<input v-model="content">
<select v-model="content">
<option>world</option>
<option>world1</option>
<option>world2</option>
</select>
<div v-bind="content"></div>
<input type="checkbox" id="hobby1" value="hobby1" v-model="hobby">
<label for="hobby1">hobby1</label>
<input type="checkbox" id="hobby2" value="hobby2" v-model="hobby">
<label for="hobby2">hobby2</label>
<input type="checkbox" id="hobby3" value="hobby3" v-model="hobby">
<label for="hobby3">hobby3</label>
<br>
{{ hobby }}
</div>
<script>
const vm = new Vue({
el: '#app',
data: {
title: 'hello',
content: 'world2',
hobby: ['hobby2'],
}
});
</script>

下面使用两种方法进行简单实现上面的双向绑定。

Object.defineProperty

语法：

Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)

首先定义一个观察者构造函数，并实现得到主题通知时更新自己的逻辑。第一行将当前观察者绑定到函数属性上面，是为了避免全局作用域变量。

function Observer(vm, node, name, nodeType) {
// 构造函数被调用时，将当前对象绑定到函数属性上面，接下来触发 getter 时使用
Observer.target = this;
this.update = () => {
// 这里 vm[name] 读取操作会触发 getter
if (node.type === 'radio') node.checked = node.value === vm[name];
else if (node.type !== 'checkbox') node[nodeType] = vm[name];
};
this.update();
Observer.target = null; // 设置为空，避免首次触发get后重复添加
}

然后定义 Vue 构造函数，遍历 options.data 对象，为每个属性都生成一个主题（包含当前属性的观察者数组），然后使用 Object.defineProperty 劫持属性的读取和写入操作，在首次读取时添加一个对应的观察者对象，为了避免后面读取操作重复添加，在观察者构造函数里面首次更新操作完成后设置了空。

function Vue(options) {
const obj = options.data;
Object.keys(obj).forEach(key => {
const subjects = [];
Object.defineProperty(this, key, {
get() {
if (Observer.target) subjects.push(Observer.target);
return obj[key];
},
set(newVal) {
if (newVal === obj[key]) return;
obj[key] = newVal;
// 给当前主题所有登记过的观察者发出通知
subjects.forEach(observer => observer.update());
}
});
});
}

接下来就是遍历根节点（这里只遍历一层），根据子节点的类型，传入不同的参数调用 Observer 构造函数，然后首次更新视图，并触发 getter 将观察者对象都对应放到 options.data 的每个属性主题中，然后按属性类型添加不同的事件监听。

const el = document.querySelector(options.el);
el.childNodes.forEach(node => {
if (node.nodeType === 1) {
if (node.hasAttribute('v-model')) {
const name = node.getAttribute('v-model');
if (node.type === 'checkbox') node.checked = this[name].includes(node.value);
const eventType = (node.tagName === 'INPUT' && node.type === 'text') || node.tagName == 'TEXTAREA' ? 'input' : 'change';
node.addEventListener(eventType, e => {
// 这里 this[name] 写入操作会触发 setter
if (node.type === 'checkbox') {
if (node.checked) this[name] = this[name].concat(node.value).sort();
else this[name] = this[name].filter(v => v !== node.value).sort();
} else this[name] = node.value;
});
new Observer(this, node, name, 'value');
} else if (node.hasAttribute('v-bind')) {
new Observer(this, node, node.getAttribute('v-bind'), 'textContent');
}
} else if (node.nodeType === 3 && /\{\{(.*)\}\}/.test(node.nodeValue)) {
new Observer(this, node, RegExp.$1.trim(), 'nodeValue');
}
});
<div id="app">
<input type="radio" name="hello" id="hello" value="hello" v-model="title">
<label for="hello">hello</label>
<input type="radio" name="hello" id="hello2" value="hello2" v-model="title">
<label for="hello2">hello2</label>
<p v-bind="title"></p>
<input v-model="content">
<select v-model="content">
<option>world</option>
<option>world1</option>
<option>world2</option>
</select>
<p v-bind="content"></p>
<input type="checkbox" id="hobby1" value="hobby1" v-model="hobby">
<label for="hobby1">hobby1</label>
<input type="checkbox" id="hobby2" value="hobby2" v-model="hobby">
<label for="hobby2">hobby2</label>
<input type="checkbox" id="hobby3" value="hobby3" v-model="hobby">
<label for="hobby3">hobby3</label>
<br>
{{ hobby }}
</div>

运行：

Vue2 与 Vue3 的数据绑定原理及实现

Proxy

语法：

new Proxy(target, handler)

第一步定义观察者构造函数，和 Object.defineProperty 方式相同。

第二步也是定义 Vue 构造函数，不同的是使用 Proxy 劫持属性的读取和写入操作，不需要为 options.data 对象每个属性都添加主题了。其他和 Object.defineProperty 方式相同。

function Vue(options) {
const subjects = [];
this.proxy = new Proxy(options.data, {
get(obj, key, receiver) {
if (Observer.target) subjects.push(Observer.target);
const value = Reflect.get(...arguments);
return value;
},
set(obj, key, value, receiver) {
if (value === obj[key]) return;
const result = Reflect.set(...arguments);
subjects.forEach(observer => observer.update());
return result;
}
});
}

第三步遍历根节点，触发 getter 将观察者对象都放到主题的数组中，然后添加事件监听时，要触发 Proxy 的写入操作，而不是原对象。

const el = document.querySelector(options.el);
el.childNodes.forEach(node => {
if (node.nodeType === 1) {
if (node.hasAttribute('v-model')) {
const name = node.getAttribute('v-model');
if (node.type === 'checkbox') node.checked = this.proxy[name].includes(node.value);
const eventType = (node.tagName === 'INPUT' && node.type === 'text') || node.tagName == 'TEXTAREA' ? 'input' : 'change';
node.addEventListener(eventType, e => {
// 这里 this.proxy[name] 写入操作会触发 setter
if (node.type === 'checkbox') {
let value = this.proxy[name];
if (node.checked) {
this.proxy[name] = value.concat(node.value).sort();
} else this.proxy[name] = value.filter(v => v !== node.value).sort();
} else this.proxy[name] = node.value;
});
new Observer(this.proxy, node, name, 'value');
} else if (node.hasAttribute('v-bind')) {
new Observer(this.proxy, node, node.getAttribute('v-bind'), 'textContent');
}
} else if (node.nodeType === 3 && /\{\{(.*)\}\}/.test(node.nodeValue)) {
new Observer(this.proxy, node, RegExp.$1.trim(), 'nodeValue');
}
});
<div id="app">
<input type="radio" name="hello" id="hello" value="hello" v-model="title">
<label for="hello">hello</label>
<input type="radio" name="hello" id="hello2" value="hello2" v-model="title">
<label for="hello2">hello2</label>
<p v-bind="title"></p>
<input v-model="content">
<select v-model="content">
<option>world</option>
<option>world1</option>
<option>world2</option>
</select>
<p v-bind="content"></p>
<input type="checkbox" id="hobby1" value="hobby1" v-model="hobby">
<label for="hobby1">hobby1</label>
<input type="checkbox" id="hobby2" value="hobby2" v-model="hobby">
<label for="hobby2">hobby2</label>
<input type="checkbox" id="hobby3" value="hobby3" v-model="hobby">
<label for="hobby3">hobby3</label>
<br>
{{ hobby }}
</div>

运行：

Vue2 与 Vue3 的数据绑定原理及实现

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