首先我们来了解一下​MVC​、​MVP​、​MVMM​这三大架构模式在前端角度上的理解。

​MVC​分别是 Model（模型）、View（视图）、Controller（控制器）三个模块。View（视图层）最主要完成前端的数据展示，Controller（控制层）是对数据的接收和触发事件的接收和传递，Model（模型层）则是对数据的储存和处理，再传递给视图层相应或者展示。如下图所示，整个过程是单链条的传递，在前端开发中多将业务逻辑写在View层，使得View层比较厚，而Controller层比较薄。

缺点：

1、 开发者在代码中大量调用相同的 DOM API，处理繁琐 ，操作冗余，使得代码难以维护。

2、大量的DOM 操作使页面渲染性能降低，加载速度变慢，影响用户体验。


3、 当 Model 频繁发生变化，开发者需要主动更新到View ；当用户的操作导致 Model 发生变化，开发者同样需要将变化的数据同步到Model 中，这样的工作不仅繁琐，而且很难维护复杂多变的数据状态。

视图模板引擎——Vue【双向绑定】原理剖析_数据

​MVP​是Model（模型）、View（视图）、Presenter（表示器）组成。MVP架构模式最主要是针对Android的MVC架构模式进行改进的，MVP与MVC最不同的一点是M与V是不直接关联的也是就Model与View不存在直接关系，这两者之间间隔着的是Presenter层，其负责调控View与Model之间的间接交互。

视图模板引擎——Vue【双向绑定】原理剖析_html_02

​MVVM​ 架构模式最主要是针对前端和iOS的MVC架构模式进行改进的，减轻Controller层或者View层的压力，实现更加清晰化代码。通过对ViewModel层的封装：封装业务逻辑处理，封装网络处理、封装数据缓存等，让逻辑处理分离出来，并且不需要处理Model数据，使得Controller层或者View层结构简单，条理清晰。MVVM模式的优点在于当view和viewmodel的双向绑定，当数据改变后不需要改修改DOM结构。MVVM的实现原理：利用​Object.defineProperty()​，该方法有​get​、​set​两个属性方法，从而获取对象属性的值，给对象属性重新赋值。

在MVVM架构下，View 和 Model 之间并没有直接的联系，而是通过ViewModel进行交互，Model 和 ViewModel 之间的交互是双向的， 因此View 数据的变化会同步到Model中，而Model 数据的变化也会立即反应到View 上。

​视图变化更新数据，数据变化更新视图​

视图模板引擎——Vue【双向绑定】原理剖析_html_03

Vue是框架吗？算是吧。

Vue的核心定位并不是一个框架，设计上也没有完全遵循​MVVM​模式，Vue的核心功能强调的是状态到界面的映射，对于代码的结构组织并不重视， 所以单纯只使用其核心功能时，它并不是一个框架，而更像一个​视图模板引擎​。

Vue的使用方式——渐进式，那么渐进式是什么意思？

在​声明式渲染​（视图模板引擎）的基础上，我们可以通过​添加组件系统​、​客户端路由​、​大规模状态管理​、​构建工具​来构建一个完整的框架。更重要的是，这些功能相互独立，你可以在核心功能的基础上任意选用其他的部件，不一定要全部整合在一起。

那么我们来分析一下Vue的双向绑定到底是什么？

下面的代码是使用​v-model​命令实现的双向绑定。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport"
          content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>v-model</title>
</head>
<body>
<div id="app">
    <input type="text" v-model="msg">
    <p>{{msg}}</p>
    <select v-model="leval">
        <option value="1">1</option>
        <option value="2">2</option>
        <option value="3">3</option>
    </select>
    <p>{{leval}}</p>
</div>
</body>
<script src="https://unpkg.com/vue@2.6.10/dist/vue.js"></script>
<script>
    let vm=new Vue({
        el:"#app",
        data:{
            msg:"",
            leval:1
        }

    })
</script>
</html>

那么这样实现的原理是什么？

Vue的双向绑定是由​数据劫持​结合​发布者－订阅者模式​实现的，那么什么是数据劫持？vue是如何进行数据劫持的？说白了就是通过​Object.defineProperty()来劫持对象属性的setter​和​getter​操作，在数据变动时做你想要做的事情。

我们可以看一下通过控制台梳理一个定义在vue初始化数据上的对象是什么．

let vm=new Vue({
        el:"#app",
        data:{
            msg:"",
            leval:1,
            name:{
                le:'maomin'
            }
        },
        created(){
            console.log(this.name)
        }

    })

视图模板引擎——Vue【双向绑定】原理剖析_html_04

如上图所示：name对象有两个方法。分别是get、set。那么这两个方法就是Vue通过Object.definePreperty()进行数据劫持得到的。

​这个方法会直接在一个对象上定义一个新属性，或者修改一个对象的现有属性， 并返回这个对象。​

Object.definePreperty(data,key,desriptor)

//data 要在其上定义属性的对象；
//key  要定义或修改的属性的名称；（这里的类型是String）
//descriptor 将被定义或修改的属性描述符；（一般为set、get方法的对象组合）

那么我们给个关于Object.definePreperty（）方法的例子看一下。

先来一个这个。

var person = {
    name:'maomin'
  };
  console.log('这个帅哥叫'+person.name)//这个帅哥叫maomin

但是你想在执行console.log的同时，加上他的女朋友是M。那么可以使用Object.defineProperty()方法来执行。

var person = {
    name:'maomin'
  }
  var name1 = ''
  Object.defineProperty(person,'name',{
    set:function (val) {
      name1=val
      console.log('这是set方法')
      console.log('他的名字叫'+val)
    },
    get:function () {
      console.log('这是get方法')
       return name1 +'他的女朋友叫M'
    }
  })
  console.log('这个帅哥叫'+person.name)
  /*
  输出结果：
  这是get方法
  这个帅哥叫他的女朋友叫M
  */

但你会发现没有执行set()方法，那么我们这样试试。

var person = {}
    var name1 = ''
    Object.defineProperty(person,'name',{
        set:function (val) {
            name1=val
            console.log('这是set方法')
            console.log('他的名字叫'+val)
        },
        get:function () {
            console.log('这是get方法')
           return name1 +'他的女朋友叫M'
        }
    })
    person.name ='maomin' //在Object.defineProperty（）后赋初始值
    console.log('这个帅哥叫'+','+person.name)
    /*
    输出结果：
    这是set方法
    他的名字叫maomin
    这是get方法
    这个帅哥叫maomin,他的女朋友叫M
    */

这样set方法才会执行。

所以你在针对一个对象修改属性值的时候一定要在Object.defineProperty（）方法后给属性赋初始值。

那么讲完初步了解数据劫持了，那么什么是发布者—订阅者设计模式呢？

比如说根据微信订阅号的例子来讲，如果你是订阅号文章的发表者，那么怎样才能让别人实时看到你的发表的文章呢？那就是这个人已经关注了你的订阅号。这样你发表了文章，关注的人才会看到。所以，我们的思路大体是:

1、初始化发布者、订阅者。
2、订阅者需要注册到发布者，发布者发布消息时，依次向订阅者发布消息。

我们在前面看到了Object.defineProperty()中的set()方法当属性变化时会触发。那么可以利用这个特性可以把需要更新的方法放在set里面，这样就实现数据层更新，进而页面层就更新了。页面层更新，数据层更新使用事件监听就可以了。

实现了双向绑定，那么我们怎么样实现数据劫持监听呢？

这里需要三步：

1.实现一个监听器Observer，用来劫持并监听所有属性，如果有变动的，就通知订阅者。

2.实现一个订阅者Watcher，可以收到属性的变化通知并执行相应的函数，从而更新视图。

3.实现一个解析器Compile，可以扫描和解析每个节点的相关指令，并根据初始化模板数据以及初始化相应的订阅器。

视图模板引擎——Vue【双向绑定】原理剖析_初始化_05

1、observer监听器

下面我们将通过observer()方法进行遍历向下找到所有的属性，并通过defineReactive()方法进行数据劫持监听。

//对所有属性都要蒋婷,递归遍历所有属性
function defineReactive(data,key,val) {
    observer(val);  //递归遍历所有的属性,如果不加的话，遍历不了book1内部的元素
    Object.defineProperty(data,key,{
        // writable: false,      //当且仅当该属性的writable为true时，value才能被赋值运算符改变。默认为 false。当定义了一个属性的set、get描述符，则JavaScript会忽略该属性的value、writable属性。也就是说这俩对儿属于互斥的关系.
        enumerable:true,         //当且仅当该属性的 enumerable 为 true 时，该属性描述符才能够被改变，同时该属性也能从对应的对象上被删除。
        configurable:true,       //当且仅当该属性的configurable为true时，该属性才能够出现在对象的枚举属性中
        set:function(value) {
            val = value;
            console.log('属性'+key+'已经被监听,现在值为:"'+value.toString()+'"');
        },
        get:function() {
            return val;
        },
    })
}

function observer(data) {
    if(!data || typeof data !== 'object') {
        return;
    }
    Object.keys(data).forEach(function(key){
        defineReactive(data,key,data[key]);
    });
}

var language = {
    book1: {
        name: ''
    },
    book2: '',
    name2:'',
    name3:''
};
observer(language);
language.book1.name = 'Vue';
language.name2 = 'HTML';
language.name2 = 'js';
language.book2 = 'css'; 
/*
输出结果：
属性name已经被监听了，现在值为：“Vue”
属性name2已经被监听了，现在值为：“HTML”
属性name2已经被监听了，现在值为：“js”
属性book2已经被监听了，现在值为：“css”
*/

我们需要一个可以容纳消息订阅者的消息订阅器Dep，订阅器主要收集消息订阅者，然后在属性变化时执行相应订阅者的更新函数，那么消息订阅器Dep需要有一个容器，用来存放消息订阅者．

//对所有属性都要蒋婷,递归遍历所有属性
function defineReactive(data,key,val) {
    observer(val);  //递归遍历所有的属性,如果不加的话，遍历不了book1内部的元素
    var dep = new Dep();
    Object.defineProperty(data,key,{
        // writable: false,      //当且仅当该属性的writable为true时，value才能被赋值运算符改变。默认为 false。当定义了一个属性的set、get描述符，则JavaScript会忽略该属性的value、writable属性。也就是说这俩对儿属于互斥的关系.
        enumerable:true,         //当且仅当该属性的 enumerable 为 true 时，该属性描述符才能够被改变，同时该属性也能从对应的对象上被删除。
        configurable:true,       //当且仅当该属性的configurable为true时，该属性才能够出现在对象的枚举属性中
        set:function(value) {
              if (val === value) {
                return;
            }
            val = value;
            console.log('属性' + key + '已经被监听了，现在值为：“' + value.toString() + '”');
            dep.notify(); // 如果数据变化，通知所有订阅者
            // val = value;
            // console.log('属性'+key+'已经被监听,现在值为:"'+value.toString()+'"');
        },
        get:function() {
              if (Dep.target) {    //Watcher初始化触发
                dep.addSub(Dep.target); // 在这里添加一个订阅者
            }
            return val;
        },
    })
}

function observer(data) {
    if(!data || typeof data !== 'object') {
        return;
    }
    Object.keys(data).forEach(function(key){
        defineReactive(data,key,data[key]);
    });
}

function Dep() {
    this.subs = [];
}


Dep.prototype = {                        
    addSub:function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },
    notify:function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();        //通知每个订阅者检查更新
        })
    }
}
Dep.target = null;


var language = {
    book1: {
        name: ''
    },
    book2: '',
    name2:'',
    name3:''
};
observer(language);
language.book1.name = 'Vue';
language.name2 = 'HTML';
language.name2 = 'js';
language.book2 = 'css';

为了后面的watcher,我们先将上面所有代码整体修改一下。得到下面最终的​Observer​:

function Observer(data) {
    this.data = data;
    this.walk(data);
}
Observer.prototype = {
    walk: function(data) {
        var that = this;
        //遍历所有的属性
        Object.keys(data).forEach(function(key) {
            that.defineReactive(data, key, data[key]);
        });
    },
    defineReactive: function(data, key, val) {
        var dep = new Dep();
        Object.defineProperty(data, key, {
            enumerable: true,
            configurable: true,
            set: function(newVal) {
                if (newVal === val) {
                    return;
                }
                val = newVal;
                dep.notify(); // 如果数据变化，通知所有订阅者
            },
             get: function () {
                 if (Dep.target) { //是否添加订阅者,Watcher初始化触发
                     dep.addSub(Dep.target); //添加订阅者
                 }
                 return val;
             }
        });
    }
};

function observe(value, vm) {
    if (!value || typeof value !== 'object') {
        return;
    }
    return new Observer(value);
};

function Dep () {
    this.subs = [];
}

//prototype 属性使您有能力向对象添加属性和方法
//prototype这个属性只有函数对象才有，具体的说就是构造函数具有.只要你声明定义了一个函数对象，这个prototype就会存在
//对象实例是没有这个属性
Dep.prototype = {
    addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },
    notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();  //通知每个订阅者检查更新
        });
    }
};
Dep.target = null;

2、watcher订阅者

订阅者Wahcher在初始化时要将自己添加到订阅器Dep中。

我们已经知道监听器Observer是在get函数中执行了添加订阅者的操作的，所以我们只需要在订阅者Watcher在初始化时触发相对应的get函数来执行添加订阅者的操作即可。那么怎么触发对应的get函数呢？我们只需要获取对应的属性值，就可以通过Object.defineProperty( )触发对应的get了。

在这里需要注意一个细节，我们只需要在订阅者初始化时才执行添加订阅者，所以我们需要一个判断，在Dep.target上缓存一下订阅者，添加成功后去除就行了。

function Watcher(vm, exp, cb) {
    this.cb = cb; //闭包
    this.vm = vm; //指向SelfVue的作用域
    this.exp = exp; //绑定属性的key值
    this.value = this.get();  // 将自己添加到订阅器的操作
}

Watcher.prototype = {
    update: function() {
        this.run();
    },
    run: function() {
        var value = this.vm.data1[this.exp];
        var oldVal = this.value;
        if (value !== oldVal) {
            this.value = value;
            this.cb.call(this.vm, value, oldVal);
        }
    },
    get: function() {
        Dep.target = this;  // 缓存自己
        var value = this.vm.data1[this.exp]  // 强制执行监听器里的get函数
        Dep.target = null;  // 释放自己
        return value;
    }
};

在这里我们已经将上面的Observer已经修改，这里不再讲述。

3、整合（将订阅者跟监听器连接起来）

<body>
    <div id="name">{{name}}</div>
</body>
var ele = document.querySelector('#name');
    var selfVue = new SelfVue({
        name: '你好，maomin'
    }, ele, 'name');

    window.setTimeout(function () {
        selfVue.name = '你也好';
    }, 5000);

以上代码是​展示页面​。

接下来我们将写​创建初始对象​的逻辑代码：

function SelfVue (data, el, exp) {
    var that = this;
    console.log(this)
    this.data1 = data;
    //遍历所有data里的属性
    Object.keys(data).forEach(function(key) {
        that.proxyKeys(key);
    });
   //将Observer和Watcher关联起来
    observe(data);
    console.log(this.data1[exp])
    el.innerHTML = this.data1[exp];  // 初始化模板数据的值
    new Watcher(this, exp, function (value) {
        el.innerHTML = value;
    });
    return this;
}

 SelfVue.prototype = {
    proxyKeys: function (key) {
        var that = this;
        console.log(this)
        Object.defineProperty(this, key, {
            enumerable: false,
            configurable: true,
            set: function proxySetter(newVal) {
                that.data1[key] = newVal;
            },
             get: function proxyGetter() {
                 return that.data1[key];
             }
        });
    }
}

这样一个超简易的Vue 双向绑定这样就实现了，这里都是死的数据，没有写compile指令解析器。

上面的双向绑定demo中，我们发现整个过程都没有解析dom节点，而是固定某个节点进行替换数据

4、Compile指令解析器

​指令解析器作用：​

1.解析模板指令，并替换模板数据，初始化视图

2.将模板指令对应的节点绑定对应的更新函数，初始化相应的订阅器

function Compile(el, vm) {
    this.vm = vm;
    this.el = document.querySelector(el);
    this.fragment = null;
    this.init();
}

Compile.prototype = {
    init: function () {
        if (this.el) {
            this.fragment = this.nodeToFragment(this.el);
            this.compileElement(this.fragment);
            this.el.appendChild(this.fragment);
        } else {
            console.log('Dom元素不存在');
        }
    },
    //首先要获得dom元素， 然后对含有dom元素上含有指令的节点进行处理
    nodeToFragment: function (el) {
        var fragment = document.createDocumentFragment(); //createdocumentfragment()方法创建了一虚拟的节点对象，节点对象包含所有属性和方法。
        var child = el.firstChild;
        while (child) {
            // 将Dom元素移入fragment中
            fragment.appendChild(child);
            child = el.firstChild
        }
        return fragment;
    },
    //接下来需要遍历所有节点， 对含有指令的节点进行特殊的处理， 这里我们先处理最简单的情况， 只对带有 '{{变量}}'这种形式的指令进行处理
    compileElement: function (el) {
        var childNodes = el.childNodes; //childNodes属性返回节点的子节点集合，以 NodeList 对象。
        var that = this;
         //slice() 方法可从已有的数组中返回选定的元素。
        [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
            var reg = /\{\{(.*)\}\}/;
            var text = node.textContent;

            if (that.isTextNode(node) && reg.test(text)) {  // 判断是否是符合这种形式{{}}的指令
             //exec() 方法用于检索字符串中的正则表达式的匹配。
             //返回一个数组，其中存放匹配的结果。如果未找到匹配，则返回值为 null。
                that.compileText(node, reg.exec(text)[1]);
            }

            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                that.compileElement(node);  // 继续递归遍历子节点
            }
        });
    },
    compileText: function(node, exp) {
        var that = this;
        var initText = this.vm[exp];
        this.updateText(node, initText);  // 将初始化的数据初始化到视图中
        new Watcher(this.vm, exp, function (value) { // 生成订阅器并绑定更新函数
            that.updateText(node, value);
        });
    },
    updateText: function (node, value) {
        node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    },
    isTextNode: function(node) {
        return node.nodeType == 3;
    }
}

这时在​创建初始对象​修改

function SelfVue (options) {
    var that = this;
    this.vm = this;
    this.data1 = options.data;
    //遍历所有data里的属性
    Object.keys(this.data).forEach(function(key) {
        that.proxyKeys(key);
    });

    observe(this.data);
    new Compile(options.el, this.vm); //加入这段代码
    return this;
}

SelfVue.prototype = {
    proxyKeys: function (key) {
        var that = this;
        Object.defineProperty(this, key, {
            enumerable: false,
            configurable: true,
            get: function proxyGetter() {
                return that.data1[key];
            },
            set: function proxySetter(newVal) {
                that.data1[key] = newVal;
            }
        });
    }
}

​展示页面​中修改：

<body>
    <div id="app">
        <h1>{{title}}</h1>
        <h2>{{name}}</h2>
        <h3>{{content}}</h3>
    </div>
</body>
<script src="js/observer2.js"></script>
<script src="js/Watcher1.js"></script>
<script src="js/compile1.js"></script>
<script src="js/index3.js"></script>


<script>
    var selfVue = new SelfVue({
        el:'#app',
        data:{
            title:'title1',
            name:'name1',
            content:'content1'
        }
    });
    window.setTimeout(function() {
        selfVue.title = 'title2';
        selfVue.name = 'name2';
        selfVue.content = 'content2'
    },5000);
</script>

最后，一个基本的Vue数据双向绑定就这样实现了。