什麼是MVVM模式？
MVVM 由 Model,View,ViewModel 三部分構成，Model 層代表資料模型，也可以在Model中定義資料修改和操作的業務邏輯；View 代表UI 元件，它負責將資料模型轉化成UI 展現出來，ViewModel 是一個同步View 和 Model的物件。
在MVVM架構下，View 和 Model 之間並沒有直接的聯絡，而是通過ViewModel進行互動，Model 和 ViewModel 之間的互動是雙向的， 因此View 資料的變化會同步到Model中，而Model 資料的變化也會立即反應到View 上。
ViewModel 通過雙向資料繫結把 View 層和 Model 層連線了起來，而View 和 Model 之間的同步工作完全是自動的，無需人為干涉，因此開發者只需關注業務邏輯，不需要手動操作DOM, 不需要關注資料狀態的同步問題，複雜的資料狀態維護完全由 MVVM 來統一管理。
MVVM的流程實現
在 Vue 的 MVVM 設計中，假設我們自己模擬寫一個類似new Vue()的建構函式，名字叫MVVM，其流程分析參考下圖：
Observer 資料監聽器，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，內部採用Object.defineProperty的getter和setter來實現。
Compile 指令解析器，它的作用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。
Watcher 訂閱者， 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。
Dep 訊息訂閱器，內部維護了一個陣列，用來收集訂閱者（Watcher），資料變動觸發notify 函式，再呼叫訂閱者的 update 方法。
根據流程圖我們分別構建mvvm.js、compile.js、observer.js、watcher.js
mvvm.js：類似於new Vue()中的建構函式，傳入options物件引數，在引數 options 中傳入了一個 Dom 的根元素節點和資料 data 並掛在了當前的 MVVM 例項上。
當存在根節點的時候，通過 Observer 類的getter和setter對 data 資料進行了劫持，並通過 MVVM 例項的方法 proxyData 把 data 中的資料掛在當前 MVVM 例項上，同樣對資料進行了劫持，這樣我們在獲取和修改資料的時候可以直接操作vm.message，其中vm是new MVVM()出來的例項，message是掛載到例項上的資料，在 Vue 中資料劫持的核心方法是 Object.defineProperty，我們也使用這個方式通過新增 getter 和 setter 來實現資料劫持。
程式碼如下：
class MVVM{
constructor(options){
// 一上來 先把可用的東西掛載在例項上
this.$el = options.el;
this.$data = options.data;
// 如果有要編譯的模板我就開始編譯
if(this.$el){
// 資料劫持 就是把對想的所有屬性 改成get和set方法
new Observer(this.$data);
this.proxyData(this.$data);
// 用資料和元素進行編譯
new Compile(this.$el, this);
}
}
proxyData(data){//將this.$data上的資料代理到vm例項上
Object.keys(data).forEach(key=>{
Object.defineProperty(this,key,{
get(){
return data[key]
},
set(newValue){
data[key] = newValue
}
})
})
}
}
複製程式碼複製程式碼compile.js：對每個元素節點的指令進行掃描和解析，根據指令模板替換資料，以及繫結相應的更新函式。當資料變化了，會給元素新增new Watcher()監控資料的變化，並呼叫Watcher中的callback。
程式碼如下：
class Compile {
constructor(el, vm) {
this.el = this.isElementNode(el) ? el : document.querySelector(el);
this.vm = vm;
if (this.el) {
// 如果這個元素能獲取到 我們才開始編譯
// 1.先把這些真實的DOM移入到記憶體中 fragment
let fragment = this.node2fragment(this.el);
// 2.編譯 => 提取想要的元素節點 v-model 和文字節點 {{}}
this.compile(fragment);
// 3.把編譯號的fragment在塞回到頁面裡去
this.el.appendChild(fragment);
}
}
/* 專門寫一些輔助的方法 */
isElementNode(node) {
return node.nodeType === 1;
}
// 是不是指令
isDirective(name) {
return name.includes('v-');
}
/* 核心的方法 */
compileElement(node) {
// 帶v-model v-text
let attrs = node.attributes; // 取出當前節點的屬性
Array.from(attrs).forEach(attr => {
// 判斷屬性名字是不是包含v-model
let attrName = attr.name;
if (this.isDirective(attrName)) {
// 取到對應的值放到節點中
let expr = attr.value;
let [, type] = attrName.split('-');
// node this.vm.$data expr
CompileUtil[type](node, this.vm, expr);
}
})
}
compileText(node) {
// 帶{{asd}}
let expr = node.textContent; // 取文字中的內容
let reg = /\{\{([^}]+)\}\}/g; // {{a}} {{b}} {{c}}
if (reg.test(expr)) {
// node this.vm.$data text
CompileUtil['text'](node, this.vm, expr);
}
}
compile(fragment) {
// 需要遞迴
let childNodes = fragment.childNodes;
Array.from(childNodes).forEach(node => {
if (this.isElementNode(node)) {
// 是元素節點，還需要繼續深入的檢查
// 這裡需要編譯元素
this.compileElement(node);
this.compile(node)
} else {
// 文字節點
// 這裡需要編譯文字
this.compileText(node);
}
});
}
node2fragment(el) { // 需要講el中的內容全部放到記憶體中
// 文件碎片 記憶體中的dom節點
let fragment = document.createDocumentFragment();
let firstChild;
while (firstChild = el.firstChild) {
fragment.appendChild(firstChild);
}
return fragment; // 記憶體中的節點
}
}
CompileUtil = {
getVal(vm, expr) { // 獲取例項上對應的資料
expr = expr.split('.'); // [message,a]
return expr.reduce((prev, next) => { // vm.$data.a
return prev[next];
}, vm.$data);
},
getTextVal(vm, expr) { // 獲取編譯文字後的結果
return expr.replace(/\{\{([^}]+)\}\}/g, (...arguments) => {
return this.getVal(vm, arguments[1]);
})
},
text(node, vm, expr) { // 文字處理
let updateFn = this.updater['textUpdater'];
// {{message.a}} => hello,zfpx;
let value = this.getTextVal(vm, expr);
// {{a}} {{b}}
expr.replace(/\{\{([^}]+)\}\}/g, (...arguments) => {
new Watcher(vm, arguments[1],(newValue)=>{
// 如果資料變化了，文字節點需要重新獲取依賴的屬性更新文字中的內容
updateFn && updateFn(node,this.getTextVal(vm,expr));
});
})
updateFn && updateFn(node, value)
},
setVal(vm,expr,value){ // [message,a]
expr = expr.split('.');
// 收斂
return expr.reduce((prev,next,currentIndex)=>{
if(currentIndex === expr.length-1){
return prev[next] = value;
}
return prev[next];
},vm.$data);
},
model(node, vm, expr) { // 輸入框處理
let updateFn = this.updater['modelUpdater'];
// 這裡應該加一個監控 資料變化了 應該呼叫這個watch的callback
new Watcher(vm,expr,(newValue)=>{
// 當值變化後會呼叫cb 將新的值傳遞過來 （）
updateFn && updateFn(node, this.getVal(vm, expr));
});
node.addEventListener('input',(e)=>{
let newValue = e.target.value;
this.setVal(vm,expr,newValue)
})
updateFn && updateFn(node, this.getVal(vm, expr));
},
updater: {
// 文字更新
textUpdater(node, value) {
node.textContent = value
},
// 輸入框更新
modelUpdater(node, value) {
node.value = value;
}
}
}複製程式碼複製程式碼observer.js:資料監聽器，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，內部採用Object.defineProperty的getter和setter來實現。
程式碼如下：
class Observer{
constructor(data){
this.observe(data);
}
observe(data){
// 要對這個data資料將原有的屬性改成set和get的形式
if(!data || typeof data !== 'object'){
return;
}
// 要將資料 一一劫持 先獲取取到data的key和value
Object.keys(data).forEach(key=>{
// 劫持
this.defineReactive(data,key,data[key]);
this.observe(data[key]);// 深度遞迴劫持
});
}
// 定義響應式
defineReactive(obj,key,value){
// 在獲取某個值的適合 想彈個框
let that = this;
let dep = new Dep(); // 每個變化的資料 都會對應一個陣列，這個陣列是存放所有更新的操作
Object.defineProperty(obj,key,{
enumerable:true,
configurable:true,
get(){ // 當取值時呼叫的方法
Dep.target && dep.addSub(Dep.target);//新增watcher
return value;
},
set(newValue){ // 當給data屬性中設定值的適合 更改獲取的屬性的值
if(newValue!=value){
// 這裡的this不是例項
that.observe(newValue);// 如果是物件繼續劫持
value = newValue;
dep.notify(); // 通知所有人 資料更新了 執行watcher中的update方法
}
}
});
}
}
class Dep{
constructor(){
// 訂閱的陣列
this.subs = []
}
addSub(watcher){
this.subs.push(watcher);
}
notify(){
this.subs.forEach(watcher=>watcher.update());
}
}複製程式碼複製程式碼watcher.js: 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。
程式碼如下：
// 觀察者的目的就是給需要變化的那個元素增加一個觀察者，當資料變化後執行對應的方法
class Watcher{
constructor(vm,expr,cb){
this.vm = vm;
this.expr = expr;
this.cb = cb;
// 先獲取一下老的值
this.value = this.get();
}
getVal(vm, expr) { // 獲取例項上對應的資料
expr = expr.split('.'); // [message,a]
return expr.reduce((prev, next) => { // vm.$data.a
return prev[next];
}, vm.$data);
}
get(){
Dep.target = this;
let value = this.getVal(this.vm,this.expr);
Dep.target = null;
return value;
}
// 對外暴露的方法
update(){
let newValue = this.getVal(this.vm, this.expr);
let oldValue = this.value;
if(newValue != oldValue){
this.cb(newValue); // 對應watch的callback
}
}
}
// 用新值和老值進行比對 如果放生變化 就呼叫更新方法
複製程式碼複製程式碼驗證MVVM
按照Vue的引入方式來驗證我們自己模擬實現的MVVM模式吧！
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>MVVM</title>
</head>
<body>
<div id="app">
<!-- 雙向資料繫結 輸入框v-model繫結的資料 -->
<input type="text" v-model="message"> <div>{{message}}</div>
<ul>
<li>{{message}}</li>
</ul>
{{message}}
</div>
<!-- 引入依賴的 js 檔案 -->
<script src="./js/watcher.js"></script>
<script src="./js/observer.js"></script>
<script src="./js/compile.js"></script>
<script src="./js/mvvm.js"></script> <script>
let vm = new MVVM({
el: '#app',
data: {
message: 'hello world!'
}
});
</script>
</body>
</html>
複製程式碼複製程式碼開啟 Chrom 瀏覽器的控制檯進行驗證：
- 輸入
vm.message = "hello"看頁面是否更新； - 輸入
vm.$data.message = "hello"看頁面是否更新； - 改變文字輸入框內的值，看頁面的其他元素是否更新。
總結
MVVM 模式對於前端開發有著非常重要的意義，它實現了雙向資料繫結，實時保證 View 層與 Model 層的資料同步，以資料為驅動，讓我們在開發時基於資料程式設計，而最少的操作 Dom，這樣大大提高了頁面渲染的效能，提高開發的效率和維護成本，可以讓我們把更多的精力用於業務邏輯的開發上。