作者 | 爱编程的小和尚

责编 | 王晓曼

出品 | CSDN博客

学过 VUE 如果不了解响应式的原理，怎么能说自己熟练使用 VUE，要是没有写过一个简易版的 VUE 怎么能说自己精通 VUE，这篇文章通过300多行代码，带你写一个简易版的 VUE，主要实现 VUE 数据响应式 (数据劫持结合发布者-订阅者)、数组的变异方法、编译指令，数据的双向绑定的功能。

本文需要有一定 VUE 基础，并不适合新手学习。

文章较长，且有些难度，建议大家，找一个安静的环境，并在看之前沐浴更衣，保持编程的神圣感。下面是实现的简易版VUE 的源码地址，一定要先下载下来！因为文章中的并非全部的代码。

Github源码地址：https://github.com/young-monk/myVUE.git

前言

在开始学习之前，我们先来了解一下什么是 MVVM ，什么是数据响应式。

我们都知道 VUE 是一个典型的 MVVM 思想，由数据驱动视图。

那么什么是 MVVM 思想呢？

MVVM是Model-View-ViewModel，是把一个系统分为了模型( model )、视图( view )和 view-model 三个部分。

VUE在 MVVM 思想下，view 和model 之间没有直接的联系，但是 view 和 view-model 、model和 view-model之间时交互的，当 view 视图进行 dom 操作等使数据发生变化时，可以通过 view-model 同步到 model 中，同样的 model 数据变化也会同步到 view 中。

那么实现数据响应式都有什么方法呢？1、发布者-订阅者模式：当一个对象(发布者)状态发生改变时，所有依赖它的对象(订阅者)都会得到通知。通俗点来讲，发布者就相当于报纸，而订阅者相当于读报纸的人。2、脏值检查：通过存储旧的数据，和当前新的数据进行对比，观察是否有变更，来决定是否更新视图。angular.js 就是通过脏值检查的方式。最简单的实现方式就是通过 setInterval 定时轮询检测数据变动，但这样无疑会增加性能，所以， angular 只有在指定的事件触发时进入脏值检测。3、数据劫持：通过 Object.defineProperty 来劫持各个属性的 setter，getter，在数据变动时触发相应的方法。VUE是如何实现数据响应式的呢？

VUE.js 则是通过数据劫持结合发布者-订阅者模式的方式。

当执行 new VUE 时，VUE 就进入了初始化阶段，VUE会对指令进行解析(初始化视图，增加订阅者，绑定更新函数)，同时通过 Obserber会遍历数据并通过 Object.defineProperty 的 getter 和 setter 实现对的监听， 当数据发生变化的时候，Observer 中的 setter 方法被触发，setter 会立即调用Dep.notify， Dep 开始遍历所有的订阅者，并调用订阅者的 update 方法，订阅者收到通知后对视图进行相应的更新。

我来依次介绍一下图中的重要的名词：1、Observer：数据监听器，能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知订阅者，内部采用 Object.defineProperty 的 getter 和 setter 来实现2、Compile：指令解析器，它的作用对每个元素节点的指令进行扫描和解析，根据指令模板替换数据，以及绑定相应的更新函数3、Dep：订阅者收集器或者叫消息订阅器都可以，它在内部维护了一个数组，用来收集订阅者，当数据改变触发 notify 函数，再调用订阅者的 update 方法4、Watcher：订阅者，它是连接 Observer 和 Compile 的桥梁，收到消息订阅器的通知，更新视图5、Updater：视图更新所以我们想要实现一个 VUE 响应式，需要完成数据劫持、依赖收集、 发布者订阅者模式。下面我来介绍我模仿源码实现的功能：

1、数据的响应式、双向绑定，能够对数据对象的所有属性进行监听，如有变动可拿到最新值并通知订阅者

2、解析 VUE 常用的指令 v-html，v-text，v-bind，v-on，v-model，包括( @ 和 : )

3、数组变异方法的处理

4、在 VUE 中使用 this 访问或改变 data 中的数据

我们想要完成以上的功能，需要实现如下类和方法：

1、实现 Observe r类：对所有的数据进行监听

2、实现 array 工具方法：对变异方法的处理

3、实现 Dep 类：维护订阅者

4、实现 Watcher 类：接收 Dep 的更新通知，用于更新视图

5、实现 Compile 类：用于对指令进行解析

6、实现一个 CompileUtils 工具方法，实现通过指令更新视图、绑定更新函数Watcher

7、实现 this.data 代理：实现对 this. data 代理：实现对 this.data 代理：实现对 this.data 代理，可以直接在 VUE 中使用 this 获取当前数据

我是使用了webpack作为构建工具来协同开发的，所以在我实现的VUE响应式中会用到ES6模块化，webpack的相关知识。

实现 Observer 类

我们都知道要用 Obeject.defineProperty 来监听属性的数据变化，我们需要对 Observer 的数据对象进行递归遍历，包括子属性对象的属性，都加上 setter 和 getter ，这样的话，当给这个对象的某个值赋值，就会触发 setter，那么就能监听到了数据变化。当然我们在新增加数据的时候，也要对新的数据对象进行递归遍历，加上 setter 和 getter 。

但我们要注意数组，在处理数组时并不是把数组中的每一个元素都加上 setter 和 getter ，我们试想一下，一个从后端返回的数组数据是非常庞大的，如果为每个属性都加上 setter 和 getter ，性能消耗是十分巨大的。我们想要得到的效果和所消耗的性能不成正比，所以在数组方面，我们通过对数组的7 个变异方法来实现数据的响应式。只有通过数组变异方法来修改和删除数组时才会重新渲染页面。

那么监听到变化之后是如何通知订阅者来更新视图的呢？我们需要实现一个Dep(消息订阅器)，其中有一个 notify 方法，是通知订阅者数据发生了变化，再让订阅者来更新视图。

我们怎么添加订阅者呢？我们可以通过 new Dep，通过 Dep 中的addSaubs 方法来添加订阅者。我们来看一下具体代码。

我们首先需要声明一个 Observer 类，在创建类的时候，我们需要创建一个消息订阅器，判断一下是否是数组，如果是数组，我们便改造数组，如果是对象，我们便需要为对象的每一个属性都加入 setter 和 getter 。

import { arrayMethods } from './array' //数组变异方法处理 class Observer {constructor(data) {//用于对数组进行处理,存放数组的观察者watcherthis.dep = new Depif (Array.isArray(data)) {//如果是数组,使用数组的变异方法data.__proto__ = arrayMethods//把数组数据添加 __ob__ 一个Observer,当使用数组变异方法时,可以更新视图data.__ob__ = this//给数组的每一项添加数据劫持(setter/getter处理)this.observerArray(data)} else {//非数组数据添加数据劫持(setter/getter处理)this.walk(data)}}}

在上面，我们给 data 的__proto__原型链重新赋值，我们来看一下 arrayMethods 是什么，arrayMethods 是 array.js 文件中，抛出的一个新的 Array 原型：

// 获取Array的原型链const arrayProto = Array.prototype;// 重新创建一个含有对应原型的对象,在下面称为新Arrayconst arrayMethods = Object.create(arrayProto);// 处理7个数组变异方法['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'reverse', 'sort', 'splice'].forEach(ele => {//修改新Array的对应的方法arrayMethods[ele] = function {// 执行数组的原生方法,完成其需要完成的内容arrayProto[ele].call(this, ...arguments)// 获取Observer对象const ob = this.__ob__// 更新视图ob.dep.notify}})export {arrayMethods}

此时呢，我们就拥有了数组的变异方法，我们还需要通过 observerArray 方法为数组的每一项添加 getter 和setter ，注意，此时的每一项只是最外面的一层，并非递归遍历。

//循环遍历数组,为数组每一项设置setter/getterobserverArray(items) {for (let i = 0; i < items.length; i++) {this.observer(items[i])}}

如果是一个对象的话，我们就要对对象 的每一个属性递归遍历，通过 walk 方法：

walk(data) {//数据劫持if (data && typeof data === "object") {for (const key in data) {//绑定setter和getterthis.defineReactive(data, key, data[key])}}}

在上面的调用了 defineReactive ，我们来看看这个方法是干什么的？这个方法就是设置数据劫持的，每一行都有注释。

//数据劫持,设置 setter/getteerdefineReactive(data, key, value) {//如果是数组的话,需要接受返回的Observer对象let arrayOb = this.observer(value)//创建订阅者/收集依赖const dep = new Dep//setter和getter处理Object.defineProperty(data, key, {//可枚举的enumerable: true,//可修改的configurable: false,get {//当 Dep 有 watcher 时, 添加 watcherDep.target && dep.addSubs(Dep.target)//如果是数组,则添加上数组的观察者Dep.target && arrayOb && arrayOb.dep.addSubs(Dep.target)return value},set: (newVal) => {//新旧数据不相等时更改if (value !== newVal) {//为新设置的数据添加setter/getterarrayOb = this.observer(newVal);value = newVal//通知 dep 数据发送了变化dep.notify}}})}}

我们需要注意的是，在上面的图解中，在 Observer 中，如果数据发生变化，会通知消息订阅器，那么在何时绑定消息订阅器呢？就是在设置 setter 和 getter 的时候，创建一个 Dep，并为 Dep添加订阅者，Dep.target&& dep.addSubs(Dep.target)，通过调用 dep 的 addSubs 方法添加订阅者。

实现 Dep

Dep 是消息订阅器，它的作用就是维护一个订阅者数组，当数据发送变化是，通知对应的订阅者，Dep中有一个 notify 方法，作用就是通知订阅者，数据发送了变化：

// 订阅者收集器export default class Dep {constructor {//管理的watcher的数组this.subs =}addSubs(watcher) {//添加watcherthis.subs.push(watcher)}notify {//通知watcher更新domthis.subs.forEach(w => w.update)}}

实现 watcher

Watcher 就是订阅者， watcher 是 Observer 和 Compile 之间通信的桥梁，当数据改变时，接收到 Dep 的通知(Dep 的notify()方法)，来调用自己的update方法，触发 Compile 中绑定的回调，达到更新视图的目的。

import Dep from './dep'import { complieUtils } from './utils'export default class Watcher {constructor(vm, expr, cb) {//当前的vue实例this.vm = vm;//表达式this.expr = expr;//回调函数,更新domthis.cb = cb//获取旧的数据,此时获取旧值的时候,Dep.target会绑定上当前的thisthis.oldVal = this.getOldVal}getOldVal {//将当前的watcher绑定起来Dep.target = this//获取旧数据const oldVal = complieUtils.getValue(this.expr, this.vm)//绑定完成后,将绑定的置空,防止多次绑定Dep.target =return oldVal}update {//更新函数const newVal = complieUtils.getValue(this.expr, this.vm)if (newVal !== this.oldVal || Array.isArray(newVal)) {//条用更新在compile中创建watcher时传入的回调函数this.cb(newVal)}}}

上面中用到了 ComplieUtils 中的 getValue 方法，会在下面讲，主要作用是获取到指定表达式的值。

我们把整个流程分成两条路线的话：

newVUE ==> Observer数据劫持 ==> 绑定Dep ==> 通知watcher ==> 更新视图newVUE ==> Compile解析模板指令 ==> 初始化视图 和 绑定watcher

此时，我们第一条线的内容已经实现了，我们再来实现一下第二条线。

实现 Compile

Compile 主要做的事情是解析模板指令，将模板中的变量替换成数据，初始化渲染页面视图。同时也要绑定更新函数，添加订阅者。

因为在解析的过程中，会多次的操作 dom，为提高性能和效率，会先将 VUE 实例根节点的 el 转换成文档碎片 fragment 进行解析编译操作，解析完成，再将 fragment 添加回原来的真实 dom 节点中。

class Complie {constructor(el, vm) {this.el = this.isNodeElement(el) ? el : document.querySelector(el);this.vm = vm;// 1、将所有的dom对象放到fragement文档碎片中,防止重复操作dom,消耗性能const fragments = this.nodeTofragments(this.el)// 2、编译模板this.complie(fragments)// 3、追加子元素到根元素this.el.appendChild(fragments)}}

我们可以看到，Complie 中主要进行了三步，第一步 nodeTofragments 是讲所有的 dom 节点放到文档碎片中操作，最后一步，是把解析好的 dom 元素，从文档碎片重新加入到页面中，这两步的具体方法，大家去下载我的源码，看一下就明白了，有注释。我就不再解释了。

我们来看一下第二步，编译模板：

 complie(fragments) {//获取所有节点const nodes = fragments.childNodes;[...nodes].forEach(ele => {if (this.isNodeElement(ele)) {//1. 编译元素节点this.complieElement(ele)} else {//编译文本节点this.complieText(ele)}//如果有子节点,循环遍历,编译指令if (ele.childNodes && ele.childNodes.length) {this.complie(ele)}})}

我们要知道，模板可能有两种情况，一种是文本节点(含有双大括号的插值表达式)和元素节点(含有指令)。我们获取所有节点后对每个节点进行判断，如果是元素节点，则用解析元素节点的方法，如果是文本节点，则调用解析文本的方法。

complieElement(node) {//1.获取所有的属性const attrs = node.attributes;//2.筛选出是属性的[...attrs].forEach(attr => {//attr是一个对象,name是属性名,value是属性值const {name,value} = attr//判断是否含有v-开头 如:v-htmlif (name.startsWith("v-")) {//将指令分离 text, html, on:clickconst [, directive] = name.split("-")//处理on:click或bind:name的情况 on,clickconst [dirName, paramName] = directive.split(":")//编译模板complieUtils[dirName](node, value, this.vm, paramName)//删除属性,在页面中的dom中不会再显示v-html这种指令的属性node.removeAttribute(name)} else if (name.startsWith("@")) {// 如果是事件处理 @click='handleClick'let [, paramName] = name.split('@');complieUtils['on'](node, value, this.vm, paramName);node.removeAttribute(name);} else if (name.startsWith(":")) {// 如果是事件处理 :href='...'let [, paramName] = name.split(':');complieUtils['bind'](node, value, this.vm, paramName);node.removeAttribute(name);}})}

我们在编译模板中调用了 complieUtils[dirName](node, value, this.vm, paramName)方法，这是工具类中的一个方法，用于处理指令。

我们再来看看文本节点，文本节点就相对比较简单，只需要匹配{{}}形式的插值表达式就可以了，同样的调用工具方法，来解析。

complieText(node) {//1.获取所有的文本内容const text = node.textContent//匹配{{}}if (/{{(.+?)}}/.test(text)) {//编译模板complieUtils['text'](node, text, this.vm)}}

上面用来这么多工具方法，我们来看看到底是什么。

实现 ComplieUtils 工具方法

这个方法主要是对指令进行处理，获取指令中的值，并在页面中更新相应的值，同时我们在这里要绑定 watcher 的回调函数。

我来以 v-text 指令来解释，其他指令都有注释，大家自己看。

import Watcher from './watcher'export const complieUtils = {//处理text指令text(node, expr, vm) {let value;if (/{{.+?}}/.test(expr)) {//处理 {{}}value = expr.replace(/{{(.+?)}}/g, (...args) => {//绑定观察者/更新函数new Watcher(vm, args[1], => {//第二个参数,传入回调函数this.updater.updaterText(node, this.getContentVal(expr, vm))})return this.getValue(args[1], vm)})} else {//v-textnew Watcher(vm, expr, (newVal) => {this.updater.updaterText(node, newVal)})//获取到value值value = this.getValue(expr, vm)}//调用更新函数this.updater.updaterText(node, value)},}

Text 处理函数是对 dom 元素的 TextContent 进行操作的，所以有两种情况，一种是使用 v-text 指令，会更新元素的 textContent，另一种情况是{{}} 的插值表达式，也是更新元素的 textContent。

在此方法中我们先判断是哪一种情况，如果是 v-text 指令，那么就绑定一个 watcher 的回调，获取到 textContent 的值，调用 updater.updaterText 在下面讲，是更新元素的方法。如果是双大括号的话，我们就要对其进行特殊处理，首先是将双大括号替换成指定的变量的值，同时为其绑定 watcher 的回调。

//通过表达式, vm获取data中的值, person.namegetValue(expr, vm) {return expr.split(".").reduce((data, currentVal) => {return data[currentVal]}, vm.$data)},

获取 textContent 的值是用一个 reduce 函数，用法在最后面的链接中，因为数据可能是 person.name 我们需要获取到最深的对象的值。

 //更新dom元素的方法updater: {//更新文本updaterText(node, value) {node.textContent = value}}

updater.updaterText更新dom的方法，其实就是对 textContent 重新赋值。

我们再来将一下v-model指令，实现双向的数据绑定，我们都知道，v-model其实实现的是 input 事件和 value 之间的语法糖。所以我们这里同样的监听一下当前 dom 元素的 input 事件，当数据改变时，调用设置新值的方法：

//处理model指令model(node, expr, vm) {const value = this.getValue(expr, vm)//绑定watchernew Watcher(vm, expr, (newVal) => {this.updater.updaterModel(node, newVal)})//双向数据绑定node.addEventListener("input