本文讲的是[译] 如何使用 JavaScript 构建响应式引擎 —— Part 1:可观察的对象,
- 原文地址:How to build a reactive engine in JavaScript. Part 1: Observable objects
- 原文作者:本文已获原作者 Damian Dulisz 授权
- 译文出自:掘金翻译计划
- 译者:IridescentMia
- 校对者:reid3290,malcolmyu
响应式的方式
随着对强健、可交互的网站界面的需求不断增多,很多开发者开始拥抱响应式编程规范。
在开始实现我们自己的响应式引擎之前,快速地解释一下到底什么是响应式编程。维基百科给出一个经典的响应式界面实现的例子 —— 叫做 spreadsheet。定义一个准则,对于=A1+B1
,只要 A1
或 B1
发生变化,=A1+B1
也会随之变化。这样的准则也可以被理解为是一种 computed value。
我们将会在这系列教程的 Part 2 部分学习如何实现 computed value。在那之前,我们首先需要对响应式引擎有个基础的了解。
引擎
目前有很多不同解决方案可以观察到应用状态的改变,并对其做出反应。
- Angular 1.x 有脏检查。
- React 由于它工作方式,并不追踪数据模型中的改变。它用虚拟 DOM 比较并修补 DOM。
- Cycle.js 和 Angular 2 更倾向于响应流方式实现,像 XStream 和 Rx.js。
- 像 Vue.js, MobX 或 Ractive.js 这些库都使用 getters/setters 变量创建可观察的数据模型。
在这篇教程中,我们将使用 getters/setters 的方式观察并响应变化。
注意:为了让这篇教程尽量保持简单,代码缺少对非初级数据类型或嵌套属性的支持,并且很多内容需要完整性检查,因此决不能认为这些代码已经可以用于生产环境。下面的代码是受 Vue.js 启发的响应式引擎的实现,使用 ES2015 标准编写。
可观察的对象
让我们从一个 data
对象开始,我们想要观察它的属性。
let data = {
firstName: 'Jon',
lastName: 'Snow',
age: 25
}
首先从创建两个函数开始,使用 getter/setter 的功能,将对象的普通属性转换成可观察的属性。
function makeReactive (obj, key) {
let val = obj[key]
Object.defineProperty(obj, key, {
get () {
return val // 简单地返回缓存的 value
},
set (newVal) {
val = newVal // 保存 newVal
notify(key) // 暂时忽略这里
}
})
}
// 循环迭代对象的 keys
function observeData (obj) {
for (let key in obj) {
if (obj.hasOwnProperty(key)) {
makeReactive(obj, key)
}
}
}
observeData(data)
通过运行 observeData(data)
,将原始的对象转换成可被观察的对象;现在当对象的 value 发生变化时,我们有创建通知的办法。
响应变化
在我们开始接收 notifying 前,我们需要一些通知的内容。这里是使用观察者模式的一个极好例子。在这个案例中我们将使用 signals 实现。
我们从 observe
函数开始。
let signals = {} // Signals 从一个空对象开始
function observe (property, signalHandler) {
if(!signals[property]) signals[property] = [] // 如果给定属性没在 signal 中,则创建这个属性的 signal,并将其设置为空数组来存储 signalHandlers
signals[property].push(signalHandler) // 将 signalHandler 存入 signal 数组,高效地获得一组保存在数组中的回调函数
}
我们现在可以这样用 observe
函数:observe('propertyName', callback)
,每次属性值发生改变的时候 callback
函数应该被调用。当多次在一个属性上调用 observe 时,每个回调函数将被存在对应属性的 signal 数组中。这样就可以存储所有的回调函数并且可以很容易地获得到它们。
现在来看一下上文中提到的 notify
函数。
function notify (signal, newVal) {
if(!signals[signal] || signals[signal].length < 1) return // 如果没有 signal 的处理器则提前 return
signals[signal].forEach((signalHandler) => signalHandler()) // 调用给定属性的每个 signalHandler
}
如你所见,现在每次一个属性发生变化,就会调用对其分配的 signalHandlers。
所以我们把它全部封装起来做成一个工厂函数,传入想要响应的数据对象。我把它命名为Seer
。我们最终得到如下:
function Seer (dataObj) {
let signals = {}
observeData(dataObj)
// 除了响应式的数据对象,我们也需要返回并且暴露出 observe 和 notify 函数。
return {
data: dataObj,
observe,
notify
}
function observe (property, signalHandler) {
if(!signals[property]) signals[property] = []
signals[property].push(signalHandler)
}
function notify (signal) {
if(!signals[signal] || signals[signal].length < 1) return
signals[signal].forEach((signalHandler) => signalHandler())
}
function makeReactive (obj, key) {
let val = obj[key]
Object.defineProperty(obj, key, {
get () {
return val
},
set (newVal) {
val = newVal
notify(key)
}
})
}
function observeData (obj) {
for (let key in obj) {
if (obj.hasOwnProperty(key)) {
makeReactive(obj, key)
}
}
}
}
现在我们需要做的就是创建一个新的可响应对象。多亏了暴露出来的 notify
和 observe
函数,我们可以观察到并响应对象的改变。
const App = new Seer({
title: 'Game of Thrones',
firstName: 'Jon',
lastName: 'Snow',
age: 25
})
// 为了订阅并响应可响应 APP 对象的改变:
App.observe('firstName', () => console.log(App.data.firstName))
App.observe('lastName', () => console.log(App.data.lastName))
// 为了触发上面的回调函数,像下面这样简单地改变 values:
App.data.firstName = 'Sansa'
App.data.lastName = 'Stark'
很简单,是不是?现在我们讲完了基本的响应式引擎,让我们来用用它。
我提到过随着前端编程可响应式方法的增多,我们不能总想着在发生改变后手动地更新 DOM。
有很多方法来完成这项任务。我猜现在最流行的趋势是用虚拟 DOM 的办法。如果你对学习如何创建你自己的虚拟 DOM 实现感兴趣,已经有很多这方面的教程。然而,这里我们将用到更简单的方法。
HTML 看起来像这样: html<h1>Title comes here</h1>
响应式更新 DOM 的函数看起来像这样:
// 首先需要获得想要保持更新的节点。
const h1Node = document.querySelector('h1')
function syncNode (node, obj, property) {
// 用可见对象的属性值初始化 h1 的 textContent 值
node.textContent = obj[property]
// 开始用我们的 Seer 的实例 App.observe 观察属性。
App.observe(property, value => node.textContent = obj[property] || '')
}
syncNode(h1Node, App.data, 'title')
这样做是可行的,但是使用它把所有数据模型绑定到 DOM 元素需要大量的工作。
这就是我们为什么要再向前迈一步,然后将所有这些自动化完成。
如果你熟悉 AngularJS 或者 Vue.js,你肯定记得使用自定义属性 ng-bind
或 v-text
。我们在这里创建类似的东西。
我们的自定义属性叫做 s-text
。我们将寻找在 DOM 和数据模型之间建立绑定的方式。
让我们更新一下 HTML:
<!-- 'title' 是我们想要在 <h1> 内显示的属性 -->
<h1 s-text="title">Title comes here</h1>
function parseDOM (node, observable) {
// 获得所有具有自定义属性 s-text 的节点
const nodes = document.querySelectorAll('[s-text]')
// 对于每个存在的节点,我们调用 syncNode 函数
nodes.forEach((node) => {
syncNode(node, observable, node.attributes['s-text'].value)
})
}
// 现在我们需要做的就是在根节点 document.body 上调用它。所有的 `s-text` 节点将会自动的创建与之对应的响应式属性的绑定。
parseDOM(document.body, App.data)
总结
现在我们可以解析 DOM 并且将数据模型绑定到节点上,把这两个函数添加到 Seer 工厂函数中,这样就可以在初始化的时候解析 DOM。
结果应该像下面这样:
function Seer (dataObj) {
let signals = {}
observeData(dataObj)
return {
data: dataObj,
observe,
notify
}
function observe (property, signalHandler) {
if(!signals[property]) signals[property] = []
signals[property].push(signalHandler)
}
function notify (signal) {
if(!signals[signal] || signals[signal].length < 1) return
signals[signal].forEach((signalHandler) => signalHandler())
}
function makeReactive (obj, key) {
let val = obj[key]
Object.defineProperty(obj, key, {
get () {
return val
},
set (newVal) {
val = newVal
notify(key)
}
})
}
function observeData (obj) {
for (let key in obj) {
if (obj.hasOwnProperty(key)) {
makeReactive(obj, key)
}
}
//转换数据对象后,可以安全地解析 DOM 绑定。
parseDOM(document.body, obj)
}
function syncNode (node, observable, property) {
node.textContent = observable[property]
// 移除了 `Seer.` 是因为 observe 函数在可获得的作用域范围之内。
observe(property, () => node.textContent = observable[property])
}
function parseDOM (node, observable) {
const nodes = document.querySelectorAll('[s-text]')
nodes.forEach((node) => {
syncNode(node, observable, node.attributes['s-text'].value)
})
}
}
JsFiddle 上的例子:
HTML
<h1 s-text="title"></h1>
<div class="form-inline">
<div class="form-group">
<label for="title">Title: </label>
<input
type="text"
class="form-control"
id="title" placeholder="Enter title"
oninput="updateText('title', event)">
</div>
<button class="btn btn-default" type="button" onclick="resetTitle()">Reset title</button>
</div>
JS
// 代码用了 ES2015,使用兼容的浏览器才可以哦,比如 Chrome,Opera,Firefox
function Seer (dataObj) {
let signals = {}
observeData(dataObj)
return {
data: dataObj,
observe,
notify
}
function observe (property, signalHandler) {
if(!signals[property]) signals[property] = []
signals[property].push(signalHandler)
}
function notify (signal) {
if(!signals[signal] || signals[signal].length < 1) return
signals[signal].forEach((signalHandler) => signalHandler())
}
function makeReactive (obj, key) {
let val = obj[key]
Object.defineProperty(obj, key, {
get () {
return val
},
set (newVal) {
val = newVal
notify(key)
}
})
}
function observeData (obj) {
for (let key in obj) {
if (obj.hasOwnProperty(key)) {
makeReactive(obj, key)
}
}
//转换数据对象后,可以安全地解析 DOM 绑定。
parseDOM(document.body, obj)
}
function syncNode (node, observable, property) {
node.textContent = observable[property]
// 移除了 `Seer.` 是因为 observe 函数在可获得的作用域范围之内。
observe(property, () => node.textContent = observable[property])
}
function parseDOM (node, observable) {
const nodes = document.querySelectorAll('[s-text]')
for (const node of nodes) {
syncNode(node, observable, node.attributes['s-text'].value)
}
}
}
const App = Seer({
title: 'Game of Thrones',
firstName: 'Jon',
lastName: 'Snow',
age: 25
})
function updateText (property, e) {
App.data[property] = e.target.value
}
function resetTitle () {
App.data.title = "Game of Thrones"
}
Resources
EXTERNAL RESOURCES LOADED INTO THIS FIDDLE:
bootstrap.min.css
Result
Markdown
上文的代码可以在这里找到: github.com/shentao/see…
未完待续……
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原文发布时间为:2017年3月30日
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