vue实现简单的MVVM框架
接触前端的时间已过半载，我逐渐意识到，对知识的追求不应只停留在使用的层面。在学习jQuery的日子里，我深有体会。尽管jQuery只是一个JS的代码库，掌握其基本语法只需一两天，但若不了解其背后的实现原理，长时间不用就会遗忘殆尽。这就是知其然不知其所以然的后果。
近期学习vue时，我再次遇到了这样的困惑。虽然能熟练运用vue，对MV模式、数据劫持、双向数据绑定、数据代理等概念也有所了解，但谈及深入便有些吃力。于是我决心深入研究，阅读了大量技术文章，尝试实践自己学到的知识，基于数据代理、数据劫持、模板、双向绑定等实现了一个小型的vue框架。
此篇分享是基于vue实现一个简单的MVVM框架的内容，希望对有需要的朋友有所帮助。文章按照每个模块的实现依赖关系进行分析，建议按照vue的执行顺序阅读，这样对初学者更为友好。推荐阅读顺序为：实现MVVM、数据代理、实现Observe、实现Compile、实现Watcher。
以狼蚁网站SEO优化模板为例，该模板的根元素“mvvm-app”内只有一个文本节点text，内容为{{name}}。接下来，我们以这个模板详细了解VUE框架的大体实现流程。
在提供的源码中，功能演示如下：
在HTML文档中，我们有一个包含{{name}}文本的div元素，以及一些相关的js文件。当我们在js中创建一个新的MVVM实例时，可以通过data对象定义name属性，并通过vm实例访问和修改该属性。这种访问方式就是数据代理的体现。
那么，什么是数据代理呢？在vue中，我们将数据写在data对象中。我们可以通过vm实例直接访问data对象中的属性，这就是数据代理。在一个对象中，我们可以动态地访问和设置另一个对象的属性。
数据代理的实现原理是通过Object.defineProperty()方法来绑定数据的set和get函数，实现数据的动态绑定。这种方式可以在数据变化时自动更新视图，从而实现双向数据绑定。
具体实现数据代理的方式是，通过Object.keys()获取目标对象的所有属性，然后使用Object.defineProperty()为每个属性定义get和set函数。在get函数中返回属性值，在set函数中对属性值进行操作。通过这种方式，我们可以实现数据的动态绑定和代理。
在vue框架中，数据代理是实现MVVM模式的重要部分之一。通过数据代理，我们可以实现数据的动态绑定和访问，从而实现视图和数据的自动同步。希望这篇文章能够帮助你更好地理解vue框架的实现原理和数据代理的概念。在 MVVM 模式中，数据的改变与视图的更新紧密相连。为了实现这种双向数据绑定，我们首先需要创建一个 MVVM 实例，初始化数据并启动数据监听。让我们一同深入了解这个过程。
当调用 MVVM 函数并传入选项时，我们初始化了一个 MVVM 实例。这个实例中的核心部分是数据（data），它是视图更新的源泉。为了有效地管理这些数据，我们采用了一种数据代理的机制。这意味着，我们可以通过实例直接访问数据对象中的属性，而背后则是通过代理来实现的。为了实现这种代理效果，我们遍历数据的每一个键（key），并通过 Object.defineProperty 方法为每一个键创建一个代理。这样，当我们尝试获取或设置某个属性的值时，实际上是在操作代理对象，而背后则关联着真实的数据对象。
让我们深入了解一下这个 MVVM 的核心部分——数据代理和监听器。当我们初始化 MVVM 实例时，我们启动了一个名为 Observe 的数据监听器。它的任务是监听数据对象中所有属性的变化。这是如何做到的呢？通过 Object.defineProperty 函数，我们可以监听 data 对象内的数据。每当有一个属性发生变化时，我们捕获这个变化，并将的数据通知给相应的订阅器。这些订阅器在收到通知后，会执行相应的回调函数来更新视图。
想象一下，当你设置 this.name = 'hello vue' 时，背后发生了什么？实际上，你正在修改一个被代理的属性。这个修改会触发 set 函数，进而通知订阅器中有哪些订阅者需要执行回调函数。这些订阅者收到通知后，会根据的数据更新视图。这样，每当数据发生变化时，视图也会自动更新，保持了数据的同步。
MVVM 模式的核心就是实现这种双向数据绑定。当数据变化时，视图随之更新；当视图被操作时，数据也会相应变化。这种机制使得开发者能够专注于数据和逻辑，而无需过多关注底层视图的更新。这就是 MVVM 的魅力所在。
让我们从观察数据开始。当数据发生变化时，我们希望系统能够捕捉到这些变化。为此，我们创建了一个名为Observe的函数，它能够对传入的数据进行观察。
```javascript
function Observe(data) {
this.data = data; // 保存传入的数据
thisitializeObservation(data); // 初始化观察过程
}
Observe.prototype = {
initializeObservation: function(data) {
for (let key in data) {
if (data.hasOwnProperty(key)) {
let value = data[key];
if (typeof value == 'object') {
this.observeNestedObject(value); // 对嵌套对象进行观察
}
this.defineReactiveProperty(data, key, value); // 定义响应式属性
}
}
},
defineReactiveProperty: function(obj, key, value) {
let dep = new Dep(); // 创建订阅器实例
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true, // 使得属性可枚举
configurable: false, // 属性不可再次定义
get: function() {
console.log(`你访问了${key}`);
return value; // 返回属性值
},
set: function(newValue) {
console.log(`你设置了${key}`);
if (newValue !== value) { // 当值发生变化时
value = newValue; // 更新值
observe(newValue); // 观察新设置的值
dep.notify(); // 通知所有订阅者数据已更改
}
}
});
},
observeNestedObject: function(nestedObj) {
this.walk(nestedObj); // 递归观察嵌套对象中的所有属性
}
};
```
接下来，我们实现了一个订阅器Dep，用于管理所有的订阅者（Watcher）。每当数据发生变化时，订阅器会通知所有的订阅者。订阅器内部维护了一个订阅者数组，用于存储所有的订阅者。一旦数据发生变化，就会触发订阅器的notify方法，所有订阅者就会调用自身的update方法来更新视图。以下是订阅器的实现：
```javascript
function Dep() {
this.subs = []; // 存储订阅者的数组
}
Dep.prototype = {
addSub: function(sub) { // 添加新的订阅者到数组中
this.subs.push(sub);
},
notify: function() { // 通知所有订阅者数据已更改，订阅者将更新视图
this.subs.forEach(sub => sub.update());
}
};
我们将根元素el下的所有节点，从其原有的位置暂时移除，然后将它们转化成一个叫做文档碎片（fragment）的特殊节点。这个文档碎片本身也是一个节点，但在页面上的表现却与常规的节点有所不同。当我们把文档碎片添加到页面中时，它的标签并不会直接显示在HTML代码中，但其内部的子节点却能完整地呈现出来。这种处理方式使得我们在进行复杂的和编译操作时，能够避免不必要的页面重排和重绘。
在这个过程中，我们的Compile环节起着至关重要的作用。它不仅要模板中的每一个细节，还要将这些模板内的子元素text精准地添加到文档碎片节点中。这些子元素是模板的灵魂，它们将最终呈现在用户面前，为用户提供丰富的视觉和交互体验。通过Compile的精细操作，我们可以确保这些子元素在文档碎片中的位置准确无误，从而在最后将文档碎片带回真实dom节点时，能够呈现出完美的效果。
让我们从`Compile`函数及其原型方法开始。这个函数似乎是用于编译并渲染DOM元素的，它接收一个元素和一个Vue实例作为参数。让我们赋予它更生动的描述和更流畅的语言。
```javascript
function Compile(elementSelector, vmInstance) {
// 获取Vue实例和要的根元素
const vm = vmInstance; // 当前的Vue实例
const el = document.querySelector(elementSelector); // 获取要的根元素
// 如果找到了元素，则进行编译和渲染
if (el) {
const fragment = this.nodeToFragment(el); // 将元素转化为片段
thisit(fragment); // 初始化渲染过程
el.appendChild(fragment); // 将渲染后的片段添加回DOM
}
}
Compile.prototype = {
// 将元素转化为文档片段，类似于剪切功能
nodeToFragment: function(el) {
const fragment = document.createDocumentFragment();
let child;
while (child = el.firstChild) { // 遍历元素的子节点
fragment.appendChild(child); // 将子节点添加到片段中
}
return fragment; // 返回包含所有子节点的文档片段
},
// 初始化渲染过程，从根节点开始编译元素
init: function(fragment) {
this.pileElement(fragment); // 从根节点开始编译元素，处理所有的子节点和文本节点
},
// 递归编译元素，处理元素节点和文本节点
pileElement: function(node) {
const childNodes = node.childNodes; // 获取当前节点的所有子节点
const regex = /\{\{(.)\}\}/g; // 用于匹配文本中的插值表达式，如{{name}}
const _this = this; // 当前Compile实例的引用
[].slice.call(childNodes).forEach(function(childNode) { // 遍历所有子节点
if (_this.isElementNode(childNode)) { // 如果节点是元素节点
_this.pile(childNode); // 处理该元素节点及其属性等
} else if (_this.isTextNode(childNode) && regex.test(childNode.textContent)) { // 如果节点是文本节点并且包含插值表达式
const exp = regex.exec(childNode.textContent)[1]; // 获取插值表达式中的内容，如'name'
_this.pileText(childNode, exp); // 处理该文本节点及其内容，渲染到DOM上并添加监听数据的变化。具体的处理逻辑会在pileText方法中实现。
}
在前端框架的构造中，我们逐步构建了两个核心模块：文本节点更新器（updater）和观察者（Watcher）。让我们聚焦于文本节点更新器。
文本节点更新器（updater）的任务在于对指定的节点进行内容更新。我们定义了一个对象 `updater` ，其中包含 `textUpdater` 函数。此函数接受三个参数：节点对象（node）、值（value）以及一个可选的默认值。当给定的值未定义时，节点的文本内容将被清空；否则，节点的文本内容将被更新为给定的值。这是一种简单而高效的方式来同步DOM与数据模型的状态。
接下来，我们有一个工具对象 `pileUtil` ，它包含两个主要方法：`text` 和 `bind`。`text` 方法用于绑定一个节点到给定的虚拟机（vm）和表达式（exp），而 `bind` 方法则负责绑定一个节点到虚拟机、表达式以及指令（dir）。在 `bind` 方法中，我们首先检查是否存在对应的更新函数（通过 `updaterFn = updater[dir + 'Updater']`）。如果存在，我们将节点的当前值更新为虚拟机的属性值，并创建一个新的观察者来监听虚拟机的属性值变化。一旦属性值发生变化，更新函数就会被调用，从而更新节点的值。我们在控制台输出一条消息，表示已经成功添加观察者。
在完成文本节点的Compile函数之后，我们需要实现观察者函数Watcher。观察者函数的核心作用是作为Observer（数据观察者）和Compile（编译器）之间的桥梁，负责在数据变化时更新视图。具体来说，Watcher的主要任务包括：
1. 在实例化时将自己添加到订阅器（dep）中，以便接收通知。
2. 必须拥有一个update方法，用于在数据变化时更新视图。
3. 当接收到订阅器的通知（dep.notice()）时，调用自身的update方法，并触发Compile中绑定的回调函数。
在实现Watcher时，我们首先要确保所有的代码都按照预期的方式工作。然后，我们可以逐步分析每个功能块的具体作用，确保Watcher能有效地响应数据变化并更新视图。在这个过程中，我们需要确保代码的可读性和可维护性，以便后续的调试和扩展。
文本节点更新器和观察者是实现前端框架的重要组件。通过这两个组件的协同工作，我们可以实现数据的双向绑定，使视图和数据保持同步。在编程世界中，我们构建了一种特殊的观察者模式——Watcher，它深入到了VMVM框架的核心部分。Watcher的任务是监控并响应数据的变动，使得视图能够同步更新。这是通过Observer、Compile和Watcher三者的协同工作实现的。
让我们深入了解Watcher的工作原理。当我们创建一个Watcher实例时，它接收三个参数：vm（视图模型）、exp（表达式）和cb（回调函数）。这个实例的创建意味着我们想要监控某个数据的变化，并在数据变动时执行特定的操作。在初始化时，Watcher通过调用get方法将自己添加到订阅器（也就是Dep对象）中。
Dep是数据的订阅中心，每当有Watcher想要监控某个数据时，它就会将Watcher添加到这个数据的订阅器中。在Observe函数中，我们为每个数据属性定义了一个Dep对象，并通过defineProperty方法将数据属性的get方法闭包在Dep中。这意味着每次访问这些数据属性时，都会触发get方法，进而将Watcher添加到订阅器中。
在Watcher的get方法中，我们看到了一个特殊的操作：Dep.target = this。这是为了确保我们只在实例化Watcher时添加一次订阅器，而不是每次访问数据属性时都添加。通过这种方式，我们可以确保Watcher只被添加一次，避免了不必要的重复操作。
当数据发生变化时，Dep会通知所有的Watcher进行更新。Watcher通过run方法检查数据是否发生变化，如果发生变化，就执行回调函数cb，从而触发视图的更新。这就是Watcher如何连接Observer和Compile，实现数据变化到视图更新的双向绑定。
Watcher是MVVM模式中的关键角色。它负责监控数据的变化并更新视图，同时也处理用户与视图的交互，将用户的操作反馈到数据模型中。这一切的实现都离不开Observer、Compile和Watcher三者的紧密合作。这就是我们的数据绑定系统如何工作：通过Observer监听数据变化，通过Compile编译模板指令，再通过Watcher建立两者之间的通信桥梁，实现数据变化与视图更新的双向绑定。深探MVVM架构：一种灵活的前端设计模式
在一个典型的MVVM（Model-View-ViewModel）架构中，我们定义了一个名为MVVM的函数，它接受一个包含各种配置选项的对象作为参数。这个函数是构建我们应用程序的基石，让我们深入了解它的工作原理。
函数通过传入参数创建一个新的ViewModel实例。这个实例包含应用程序的数据模型（Model）和视图（View）之间的连接。在代码中，我们通过 `this.$options = options || {}` 确保传入参数的有效性，并通过 `var data = this._data = this.$options.data` 获取数据模型。
接下来，我们进行数据代理的操作。数据代理允许我们以一种更直观、更简洁的方式访问和操作数据模型。在代码里，我们遍历数据的所有键（`Object.keys(data)`），并通过 `_this._proxyData(key)` 实现数据代理。这样我们就可以直接在ViewModel实例问和操作数据模型了。
然后，我们对数据进行观察（`observe(data, this)`）。这是MVVM架构的核心部分之一，因为我们需要知道当数据模型发生变化时如何更新视图。通过这个过程，我们确保了视图和数据模型之间的实时同步。
我们创建一个编译器实例（`this.$pile = new Compile(options.el || document.body, this)`），用来处理和编译视图。这个编译器负责将模型的数据转化为视图上的实际表现。
在完成上述设置后，我们通过 `cambrian.render('body')` 将这一切应用到网页的body元素上。这意味着我们的应用程序已经开始运行，用户可以看到我们在MVVM架构下构建的前端界面。这个架构让我们可以更方便地管理和维护代码，因为它将数据和视图逻辑分离，使得代码更加清晰、易于测试和维护。
MVVM架构是一个强大的前端设计模式，它通过数据代理、数据观察和编译器等技术，使得前端开发和维护变得更加简单和高效。使用MVVM，我们可以更好地组织和管理代码，提高应用程序的性能和可维护性。