本文能幫你做什麼？
1、瞭解vue的雙向資料繫結原理以及核心程式碼模組
2、緩解好奇心的同時瞭解如何實現雙向繫結
為了便於說明原理與實現，本文相關程式碼主要摘自vue原始碼, 並進行了簡化改造，相對較簡陋，並未考慮到陣列的處理、資料的迴圈依賴等，也難免存在一些問題，歡迎大家指正。不過這些並不會影響大家的閱讀和理解，相信看完本文後對大家在閱讀vue原始碼的時候會更有幫助<
本文所有相關程式碼均在github上面可找到 github.com/DMQ/mvvm
相信大家對mvvm雙向繫結應該都不陌生了，一言不合上程式碼，下面先看一個本文最終實現的效果吧，和vue一樣的語法，如果還不瞭解雙向繫結，猛戳Google
<div id="mvvm-app">
<input type="text" v-model="word">
<p>{{word}}</p>
<button v-on:click="sayHi">change model</button>
</div>
<script src="./js/observer.js"></script>
<script src="./js/watcher.js"></script>
<script src="./js/compile.js"></script>
<script src="./js/mvvm.js"></script>
<script>
var vm = new MVVM({
el: '#mvvm-app',
data: {
word: 'Hello World!'
},
methods: {
sayHi: function() {
this.word = 'Hi, everybody!';
}
}
});
</script>複製程式碼效果：
幾種實現雙向繫結的做法
目前幾種主流的mvc(vm)框架都實現了單向資料繫結，而我所理解的雙向資料繫結無非就是在單向繫結的基礎上給可輸入元素（input、textare等）新增了change(input)事件，來動態修改model和 view，並沒有多高深。所以無需太過介懷是實現的單向或雙向繫結。
實現資料繫結的做法有大致如下幾種：
釋出者-訂閱者模式（backbone.js）
髒值檢查（angular.js）
資料劫持（vue.js）
釋出者-訂閱者模式: 一般通過sub, pub的方式實現資料和檢視的繫結監聽，更新資料方式通常做法是 vm.set('property', value)，這裡有篇文章講的比較詳細，有興趣可點這裡
這種方式現在畢竟太low了，我們更希望通過 vm.property = value 這種方式更新資料，同時自動更新檢視，於是有了下面兩種方式
髒值檢查: angular.js 是通過髒值檢測的方式比對資料是否有變更，來決定是否更新檢視，最簡單的方式就是通過 setInterval() 定時輪詢檢測資料變動，當然Google不會這麼low，angular只有在指定的事件觸發時進入髒值檢測，大致如下：
DOM事件，譬如使用者輸入文字，點選按鈕等。( ng-click )
XHR響應事件 ( $http )
瀏覽器Location變更事件 ( $location )
Timer事件( $timeout , $interval )
執行 $digest() 或 $apply()
資料劫持: vue.js 則是採用資料劫持結合釋出者-訂閱者模式的方式，通過Object.defineProperty()來劫持各個屬性的setter，getter，在資料變動時釋出訊息給訂閱者，觸發相應的監聽回撥。
思路整理
已經瞭解到vue是通過資料劫持的方式來做資料繫結的，其中最核心的方法便是通過Object.defineProperty()來實現對屬性的劫持，達到監聽資料變動的目的，無疑這個方法是本文中最重要、最基礎的內容之一，如果不熟悉defineProperty，猛戳這裡
整理了一下，要實現mvvm的雙向繫結，就必須要實現以下幾點：
1、實現一個資料監聽器Observer，能夠對資料物件的所有屬性進行監聽，如有變動可拿到最新值並通知訂閱者
2、實現一個指令解析器Compile，對每個元素節點的指令進行掃描和解析，根據指令模板替換資料，以及繫結相應的更新函式
3、實現一個Watcher，作為連線Observer和Compile的橋樑，能夠訂閱並收到每個屬性變動的通知，執行指令繫結的相應回撥函式，從而更新檢視
4、mvvm入口函式，整合以上三者
上述流程如圖所示：
1、實現Observer
ok, 思路已經整理完畢，也已經比較明確相關邏輯和模組功能了，let's do it
我們知道可以利用Obeject.defineProperty()來監聽屬性變動
那麼將需要observe的資料物件進行遞迴遍歷，包括子屬性物件的屬性，都加上 setter和getter
這樣的話，給這個物件的某個值賦值，就會觸發setter，那麼就能監聽到了資料變化。。相關程式碼可以是這樣：
var data = {name: 'kindeng'};
observe(data);
data.name = 'dmq'; // 哈哈哈，監聽到值變化了 kindeng --> dmq
function observe(data) {
if (!data || typeof data !== 'object') {
return;
}
// 取出所有屬性遍歷
Object.keys(data).forEach(function(key) {
defineReactive(data, key, data[key]);
});
};
function defineReactive(data, key, val) {
observe(val); // 監聽子屬性
Object.defineProperty(data, key, {
enumerable: true, // 可列舉
configurable: false, // 不能再define
get: function() {
return val;
},
set: function(newVal) {
console.log('哈哈哈，監聽到值變化了 ', val, ' --> ', newVal);
val = newVal;
}
});
}
複製程式碼這樣我們已經可以監聽每個資料的變化了，那麼監聽到變化之後就是怎麼通知訂閱者了，所以接下來我們需要實現一個訊息訂閱器，很簡單，維護一個陣列，用來收集訂閱者，資料變動觸發notify，再呼叫訂閱者的update方法，程式碼改善之後是這樣：
// ... 省略
function defineReactive(data, key, val) {
var dep = new Dep();
observe(val); // 監聽子屬性
Object.defineProperty(data, key, {
// ... 省略
set: function(newVal) {
if (val === newVal) return;
console.log('哈哈哈，監聽到值變化了 ', val, ' --> ', newVal);
val = newVal;
dep.notify(); // 通知所有訂閱者
}
});
}
function Dep() {
this.subs = [];
}
Dep.prototype = {
addSub: function(sub) {
this.subs.push(sub);
},
notify: function() {
this.subs.forEach(function(sub) {
sub.update();
});
}
};複製程式碼那麼問題來了，誰是訂閱者？怎麼往訂閱器新增訂閱者？
沒錯，上面的思路整理中我們已經明確訂閱者應該是Watcher, 而且var dep = new Dep();是在 defineReactive方法內部定義的，所以想通過dep新增訂閱者，就必須要在閉包內操作，所以我們可以在 getter裡面動手腳：
// Observer.js
// ...省略
Object.defineProperty(data, key, {
get: function() {
// 由於需要在閉包內新增watcher，所以通過Dep定義一個全域性target屬性，暫存watcher, 新增完移除
Dep.target && dep.addDep(Dep.target);
return val;
}
// ... 省略
});
// Watcher.js
Watcher.prototype = {
get: function(key) {
Dep.target = this;
this.value = data[key]; // 這裡會觸發屬性的getter，從而新增訂閱者
Dep.target = null;
}
}複製程式碼這裡已經實現了一個Observer了，已經具備了監聽資料和資料變化通知訂閱者的功能，完整程式碼。那麼接下來就是實現Compile了
2、實現Compile
compile主要做的事情是解析模板指令，將模板中的變數替換成資料，然後初始化渲染頁面檢視，並將每個指令對應的節點繫結更新函式，新增監聽資料的訂閱者，一旦資料有變動，收到通知，更新檢視，如圖所示：
因為遍歷解析的過程有多次操作dom節點，為提高效能和效率，會先將跟節點el轉換成文件碎片fragment進行解析編譯操作，解析完成，再將fragment新增回原來的真實dom節點中
function Compile(el) {
this.$el = this.isElementNode(el) ? el : document.querySelector(el);
if (this.$el) {
this.$fragment = this.node2Fragment(this.$el);
this.init();
this.$el.appendChild(this.$fragment);
}
}
Compile.prototype = {
init: function() { this.compileElement(this.$fragment); },
node2Fragment: function(el) {
var fragment = document.createDocumentFragment(), child;
// 將原生節點拷貝到fragment
while (child = el.firstChild) {
fragment.appendChild(child);
}
return fragment;
}
};複製程式碼compileElement方法將遍歷所有節點及其子節點，進行掃描解析編譯，呼叫對應的指令渲染函式進行資料渲染，並呼叫對應的指令更新函式進行繫結，詳看程式碼及註釋說明：
Compile.prototype = {
// ... 省略
compileElement: function(el) {
var childNodes = el.childNodes, me = this;
[].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
var text = node.textContent;
var reg = /\{\{(.*)\}\}/; // 表示式文字
// 按元素節點方式編譯
if (me.isElementNode(node)) {
me.compile(node);
} else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {
me.compileText(node, RegExp.$1);
}
// 遍歷編譯子節點
if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
me.compileElement(node);
}
});
},
compile: function(node) {
var nodeAttrs = node.attributes, me = this;
[].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {
// 規定：指令以 v-xxx 命名
// 如 <span v-text="content"></span> 中指令為 v-text
var attrName = attr.name; // v-text
if (me.isDirective(attrName)) {
var exp = attr.value; // content
var dir = attrName.substring(2); // text
if (me.isEventDirective(dir)) {
// 事件指令, 如 v-on:click
compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);
} else {
// 普通指令
compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);
}
}
});
}
};
// 指令處理集合
var compileUtil = {
text: function(node, vm, exp) {
this.bind(node, vm, exp, 'text');
},
// ...省略
bind: function(node, vm, exp, dir) {
var updaterFn = updater[dir + 'Updater'];
// 第一次初始化檢視
updaterFn && updaterFn(node, vm[exp]);
// 例項化訂閱者，此操作會在對應的屬性訊息訂閱器中新增了該訂閱者watcher
new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {
// 一旦屬性值有變化，會收到通知執行此更新函式，更新檢視
updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
});
}
};
// 更新函式
var updater = {
textUpdater: function(node, value) {
node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
}
// ...省略
};複製程式碼這裡通過遞迴遍歷保證了每個節點及子節點都會解析編譯到，包括了{{}}表示式宣告的文字節點。指令的宣告規定是通過特定字首的節點屬性來標記，如<span v-text="content" other-attr中v-text便是指令，而other-attr不是指令，只是普通的屬性。
監聽資料、繫結更新函式的處理是在compileUtil.bind()這個方法中，通過new Watcher()新增回撥來接收資料變化的通知
至此，一個簡單的Compile就完成了，完整程式碼。接下來要看看Watcher這個訂閱者的具體實現了
3、實現Watcher
Watcher訂閱者作為Observer和Compile之間通訊的橋樑，主要做的事情是:
1、在自身例項化時往屬性訂閱器(dep)裡面新增自己
2、自身必須有一個update()方法
3、待屬性變動dep.notice()通知時，能呼叫自身的update()方法，並觸發Compile中繫結的回撥，則功成身退。
如果有點亂，可以回顧下前面的思路整理
function Watcher(vm, exp, cb) {
this.cb = cb;
this.vm = vm;
this.exp = exp;
// 此處為了觸發屬性的getter，從而在dep新增自己，結合Observer更易理解
this.value = this.get();
}
Watcher.prototype = {
update: function() {
this.run(); // 屬性值變化收到通知
},
run: function() {
var value = this.get(); // 取到最新值
var oldVal = this.value;
if (value !== oldVal) {
this.value = value;
this.cb.call(this.vm, value, oldVal); // 執行Compile中繫結的回撥，更新檢視
}
},
get: function() {
Dep.target = this; // 將當前訂閱者指向自己
var value = this.vm[exp]; // 觸發getter，新增自己到屬性訂閱器中
Dep.target = null; // 新增完畢，重置
return value;
}
};
// 這裡再次列出Observer和Dep，方便理解
Object.defineProperty(data, key, {
get: function() {
// 由於需要在閉包內新增watcher，所以可以在Dep定義一個全域性target屬性，暫存watcher, 新增完移除
Dep.target && dep.addDep(Dep.target);
return val;
}
// ... 省略
});
Dep.prototype = {
notify: function() {
this.subs.forEach(function(sub) {
sub.update(); // 呼叫訂閱者的update方法，通知變化
});
}
};複製程式碼例項化Watcher的時候，呼叫get()方法，通過Dep.target = watcherInstance標記訂閱者是當前watcher例項，強行觸發屬性定義的getter方法，getter方法執行的時候，就會在屬性的訂閱器dep新增當前watcher例項，從而在屬性值有變化的時候，watcherInstance就能收到更新通知。
ok, Watcher也已經實現了，完整程式碼。
基本上vue中資料繫結相關比較核心的幾個模組也是這幾個，猛戳這裡 , 在src 目錄可找到vue原始碼。
最後來講講MVVM入口檔案的相關邏輯和實現吧，相對就比較簡單了~
4、實現MVVM
MVVM作為資料繫結的入口，整合Observer、Compile和Watcher三者，通過Observer來監聽自己的model資料變化，通過Compile來解析編譯模板指令，最終利用Watcher搭起Observer和Compile之間的通訊橋樑，達到資料變化 -> 檢視更新；檢視互動變化(input) -> 資料model變更的雙向繫結效果。
一個簡單的MVVM構造器是這樣子：
function MVVM(options) {
this.$options = options;
var data = this._data = this.$options.data;
observe(data, this);
this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
}複製程式碼但是這裡有個問題，從程式碼中可看出監聽的資料物件是options.data，每次需要更新檢視，則必須通過var vm = new MVVM({data:{name: 'kindeng'}}); vm._data.name = 'dmq'; 這樣的方式來改變資料。
顯然不符合我們一開始的期望，我們所期望的呼叫方式應該是這樣的：var vm = new MVVM({data: {name: 'kindeng'}}); vm.name = 'dmq';
所以這裡需要給MVVM例項新增一個屬性代理的方法，使訪問vm的屬性代理為訪問vm._data的屬性，改造後的程式碼如下：
function MVVM(options) {
this.$options = options;
var data = this._data = this.$options.data, me = this;
// 屬性代理，實現 vm.xxx -> vm._data.xxx
Object.keys(data).forEach(function(key) {
me._proxy(key);
});
observe(data, this);
this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
}
MVVM.prototype = {
_proxy: function(key) {
var me = this;
Object.defineProperty(me, key, {
configurable: false,
enumerable: true,
get: function proxyGetter() {
return me._data[key];
},
set: function proxySetter(newVal) {
me._data[key] = newVal;
}
});
}
};
複製程式碼這裡主要還是利用了Object.defineProperty()這個方法來劫持了vm例項物件的屬性的讀寫權，使讀寫vm例項的屬性轉成讀寫了vm._data的屬性值，達到魚目混珠的效果，哈哈
至此，全部模組和功能已經完成了，如本文開頭所承諾的兩點。一個簡單的MVVM模組已經實現，其思想和原理大部分來自經過簡化改造的vue原始碼，猛戳這裡可以看到本文的所有相關程式碼。
由於本文內容偏實踐，所以程式碼量較多，且不宜列出大篇幅程式碼，所以建議想深入瞭解的童鞋可以再次結合本文原始碼來進行閱讀，這樣會更加容易理解和掌握。
總結
本文主要圍繞“幾種實現雙向繫結的做法”、“實現Observer”、“實現Compile”、“實現Watcher”、“實現MVVM”這幾個模組來闡述了雙向繫結的原理和實現。並根據思路流程漸進梳理講解了一些細節思路和比較關鍵的內容點，以及通過展示部分關鍵程式碼講述了怎樣一步步實現一個雙向繫結MVVM。文中肯定會有一些不夠嚴謹的思考和錯誤，歡迎大家指正，有興趣歡迎一起探討和改進~
最後，感謝您的閱讀！