vue源码解析之--数据双向绑定

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我是靠谱客的博主糟糕发带，这篇文章主要介绍vue源码解析之--数据双向绑定，现在分享给大家，希望可以做个参考。

在短时间内迅速使用vue构建了两个demo，一个eleme外卖平台webapp，还有一个是新闻网站。除了练习项目，也阅读了很多文章，收获颇多，成长很快。总结一下：

vue简单，轻量，易上手，API简单，模板也符合web编程习惯。
vue是MVVM的一个很好实践，核心思想是数据驱动和组件化。
数据驱动指的是，model改变，驱动view自动更新。支持自动计算属性和依赖追踪的模板表达式。
组件化，指的是用可复用、解耦的组件来自由组合、嵌套来构造完整的页面。组件设计原则：①页面上每个独立的可视/可交互区域视为一个组件②每个组件对应一个工程目录，组件所需要的各种资源在这个目录下就近维护、③页面不过是组件的容器，组件可以嵌套自由组合形成完整的页面。边界把握：业务逻辑划分（降低耦合）。

数据驱动是vue的核心，首先说下他的思想：通过对属性的数据劫持（Object.defineProperty）+观察者模式来实现。

核心总结：

1、Vue将传入的data转换为Observer，每个Observer都带有一个dep数组用来传递依赖，也就是告诉外界自身的变化，dep的注册过程将在data的getter里面完成，dep的callbak触发，在setter中完成。
2、 Vue将获取模版html，转换为render方法，render是virtualdom式(vnode)。
3、Vue创建了根Watcher，callback为2中的render。watcher构造方法中会自动run一次callback ，这会导致:render被调用 => data中的属性 getter被调用 => 属性的dep和watcher建立关系。
4、当data的属性值发生变化时 => setter 被触发 => dep的callback(watcher)被触发 => watcher的callbak触发 => render被触发。

借鉴一篇不错的文章：https://github.com/DMQ/mvvm
1、实现Observer
利用Obeject.defineProperty()来监听属性变动。
那么将需要observe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，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。。相关代码可以是这样：

复制代码

function Observer(data) {
    this.data = data;
    this.walk(data);
}

Observer.prototype = {
    walk: function(data) {
        var me = this;
        Object.keys(data).forEach(function(key) {
            me.convert(key, data[key]);
        });
    },
    convert: function(key, val) {
        this.defineReactive(this.data, key, val);
    },

defineReactive: function(data, key, val) {
        var dep = new Dep();
        var childObj = observe(val);

Object.defineProperty(data, key, {
            enumerable: true, // 可枚举
            configurable: false, // 不能再define
            get: function() {
                if (Dep.target) {
                    dep.depend();
                }
                return val;
            },
            set: function(newVal) {
                if (newVal === val) {
                    return;
                }
                val = newVal;
                // 新的值是object的话，进行监听
                childObj = observe(newVal);
                // 通知订阅者
                dep.notify();
            }
        });
    }
};

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

return new Observer(value);
};

var uid = 0;

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

Dep.prototype = {
    addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },

depend: function() {
        Dep.target.addDep(this);
    },

removeSub: function(sub) {
        var index = this.subs.indexOf(sub);
        if (index != -1) {
            this.subs.splice(index, 1);
        }
    },

notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();
        });
    }
};

Dep.target = null;

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function Observer(data) {
    this.data = data;
    this.walk(data);
}

Observer.prototype = {
    walk: function(data) {
        var me = this;
        Object.keys(data).forEach(function(key) {
            me.convert(key, data[key]);
        });
    },
    convert: function(key, val) {
        this.defineReactive(this.data, key, val);
    },

    defineReactive: function(data, key, val) {
        var dep = new Dep();
        var childObj = observe(val);

        Object.defineProperty(data, key, {
            enumerable: true, // 可枚举
            configurable: false, // 不能再define
            get: function() {
                if (Dep.target) {
                    dep.depend();
                }
                return val;
            },
            set: function(newVal) {
                if (newVal === val) {
                    return;
                }
                val = newVal;
                // 新的值是object的话，进行监听
                childObj = observe(newVal);
                // 通知订阅者
                dep.notify();
            }
        });
    }
};

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

    return new Observer(value);
};


var uid = 0;

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

Dep.prototype = {
    addSub: function(sub) {
        this.subs.push(sub);
    },

    depend: function() {
        Dep.target.addDep(this);
    },

    removeSub: function(sub) {
        var index = this.subs.indexOf(sub);
        if (index != -1) {
            this.subs.splice(index, 1);
        }
    },

    notify: function() {
        this.subs.forEach(function(sub) {
            sub.update();
        });
    }
};

Dep.target = null;

2、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，然后初始化渲染页面视图，并将每个指令对应的节点绑定更新函数，添加监听数据的订阅者，一旦数据有变动，收到通知，更新视图。

复制代码

function Compile(el, vm) {
    this.$vm = vm;
    this.$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 = {
    node2Fragment: function(el) {
        var fragment = document.createDocumentFragment(),
            child;

// 将原生节点拷贝到fragment
        while (child = el.firstChild) {
            fragment.appendChild(child);
        }

return fragment;
    },

init: function() {
        this.compileElement(this.$fragment);
    },

compileElement: function(el) {
        var childNodes = el.childNodes,
            me = this;

[].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
            var text = node.textContent;
            var reg = /{{(.*)}}/;

if (me.isElementNode(node)) {
                me.compile(node);

} else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {
                me.compileText(node, RegExp.$1);
            }

if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                me.compileElement(node);
            }
        });
    },

compile: function(node) {
        var nodeAttrs = node.attributes,
            me = this;

[].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {
            var attrName = attr.name;
            if (me.isDirective(attrName)) {
                var exp = attr.value;
                var dir = attrName.substring(2);
                // 事件指令
                if (me.isEventDirective(dir)) {
                    compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);
                    // 普通指令
                } else {
                    compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);
                }

node.removeAttribute(attrName);
            }
        });
    },

compileText: function(node, exp) {
        compileUtil.text(node, this.$vm, exp);
    },

isDirective: function(attr) {
        return attr.indexOf('v-') == 0;
    },

isEventDirective: function(dir) {
        return dir.indexOf('on') === 0;
    },

isElementNode: function(node) {
        return node.nodeType == 1;
    },

isTextNode: function(node) {
        return node.nodeType == 3;
    }
};

// 指令处理集合
var compileUtil = {
    text: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'text');
    },

html: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'html');
    },

model: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'model');

var me = this,
            val = this._getVMVal(vm, exp);
        node.addEventListener('input', function(e) {
            var newValue = e.target.value;
            if (val === newValue) {
                return;
            }

me._setVMVal(vm, exp, newValue);
            val = newValue;
        });
    },

class: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'class');
    },

bind: function(node, vm, exp, dir) {
        var updaterFn = updater[dir + 'Updater'];

updaterFn && updaterFn(node, this._getVMVal(vm, exp));

new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {
            updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
        });
    },

// 事件处理
    eventHandler: function(node, vm, exp, dir) {
        var eventType = dir.split(':')[1],
            fn = vm.$options.methods && vm.$options.methods[exp];

if (eventType && fn) {
            node.addEventListener(eventType, fn.bind(vm), false);
        }
    },

_getVMVal: function(vm, exp) {
        var val = vm;
        exp = exp.split('.');
        exp.forEach(function(k) {
            val = val[k];
        });
        return val;
    },

_setVMVal: function(vm, exp, value) {
        var val = vm;
        exp = exp.split('.');
        exp.forEach(function(k, i) {
            // 非最后一个key，更新val的值
            if (i < exp.length - 1) {
                val = val[k];
            } else {
                val[k] = value;
            }
        });
    }
};

var updater = {
    textUpdater: function(node, value) {
        node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    },

htmlUpdater: function(node, value) {
        node.innerHTML = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    },

classUpdater: function(node, value, oldValue) {
        var className = node.className;
        className = className.replace(oldValue, '').replace(/s$/, '');

var space = className && String(value) ? ' ' : '';

node.className = className + space + value;
    },

modelUpdater: function(node, value, oldValue) {
        node.value = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    }
};

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function Compile(el, vm) {
    this.$vm = vm;
    this.$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 = {
    node2Fragment: function(el) {
        var fragment = document.createDocumentFragment(),
            child;

        // 将原生节点拷贝到fragment
        while (child = el.firstChild) {
            fragment.appendChild(child);
        }

        return fragment;
    },

    init: function() {
        this.compileElement(this.$fragment);
    },

    compileElement: function(el) {
        var childNodes = el.childNodes,
            me = this;

        [].slice.call(childNodes).forEach(function(node) {
            var text = node.textContent;
            var reg = /{{(.*)}}/;

            if (me.isElementNode(node)) {
                me.compile(node);

            } else if (me.isTextNode(node) && reg.test(text)) {
                me.compileText(node, RegExp.$1);
            }

            if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
                me.compileElement(node);
            }
        });
    },

    compile: function(node) {
        var nodeAttrs = node.attributes,
            me = this;

        [].slice.call(nodeAttrs).forEach(function(attr) {
            var attrName = attr.name;
            if (me.isDirective(attrName)) {
                var exp = attr.value;
                var dir = attrName.substring(2);
                // 事件指令
                if (me.isEventDirective(dir)) {
                    compileUtil.eventHandler(node, me.$vm, exp, dir);
                    // 普通指令
                } else {
                    compileUtil[dir] && compileUtil[dir](node, me.$vm, exp);
                }

                node.removeAttribute(attrName);
            }
        });
    },

    compileText: function(node, exp) {
        compileUtil.text(node, this.$vm, exp);
    },

    isDirective: function(attr) {
        return attr.indexOf('v-') == 0;
    },

    isEventDirective: function(dir) {
        return dir.indexOf('on') === 0;
    },

    isElementNode: function(node) {
        return node.nodeType == 1;
    },

    isTextNode: function(node) {
        return node.nodeType == 3;
    }
};

// 指令处理集合
var compileUtil = {
    text: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'text');
    },

    html: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'html');
    },

    model: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'model');

        var me = this,
            val = this._getVMVal(vm, exp);
        node.addEventListener('input', function(e) {
            var newValue = e.target.value;
            if (val === newValue) {
                return;
            }

            me._setVMVal(vm, exp, newValue);
            val = newValue;
        });
    },

    class: function(node, vm, exp) {
        this.bind(node, vm, exp, 'class');
    },

    bind: function(node, vm, exp, dir) {
        var updaterFn = updater[dir + 'Updater'];

        updaterFn && updaterFn(node, this._getVMVal(vm, exp));

        new Watcher(vm, exp, function(value, oldValue) {
            updaterFn && updaterFn(node, value, oldValue);
        });
    },

    // 事件处理
    eventHandler: function(node, vm, exp, dir) {
        var eventType = dir.split(':')[1],
            fn = vm.$options.methods && vm.$options.methods[exp];

        if (eventType && fn) {
            node.addEventListener(eventType, fn.bind(vm), false);
        }
    },

    _getVMVal: function(vm, exp) {
        var val = vm;
        exp = exp.split('.');
        exp.forEach(function(k) {
            val = val[k];
        });
        return val;
    },

    _setVMVal: function(vm, exp, value) {
        var val = vm;
        exp = exp.split('.');
        exp.forEach(function(k, i) {
            // 非最后一个key，更新val的值
            if (i < exp.length - 1) {
                val = val[k];
            } else {
                val[k] = value;
            }
        });
    }
};


var updater = {
    textUpdater: function(node, value) {
        node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    },

    htmlUpdater: function(node, value) {
        node.innerHTML = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    },

    classUpdater: function(node, value, oldValue) {
        var className = node.className;
        className = className.replace(oldValue, '').replace(/s$/, '');

        var space = className && String(value) ? ' ' : '';

        node.className = className + space + value;
    },

    modelUpdater: function(node, value, oldValue) {
        node.value = typeof value == 'undefined' ? '' : value;
    }
};

3、实现Watcher

Watcher订阅者作为Observer和Compile之间通信的桥梁，主要做的事情是: 1、在自身实例化时往属性订阅器(dep)里面添加自己 2、自身必须有一个update()方法 3、待属性变动dep.notice()通知时，能调用自身的update()方法，并触发Compile中绑定的回调，则功成身退。

复制代码

function Watcher(vm, expOrFn, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.expOrFn = expOrFn;
    this.depIds = {};

if (typeof expOrFn === 'function') {
        this.getter = expOrFn;
    } else {
        this.getter = this.parseGetter(expOrFn);
    }

this.value = this.get();
}

Watcher.prototype = {
    update: function() {
        this.run();
    },
    run: function() {
        var value = this.get();
        var oldVal = this.value;
        if (value !== oldVal) {
            this.value = value;
            this.cb.call(this.vm, value, oldVal);
        }
    },
    addDep: function(dep) {
        // 1. 每次调用run()的时候会触发相应属性的getter
        // getter里面会触发dep.depend()，继而触发这里的addDep
        // 2. 假如相应属性的dep.id已经在当前watcher的depIds里，说明不是一个新的属性，仅仅是改变了其值而已
        // 则不需要将当前watcher添加到该属性的dep里
        // 3. 假如相应属性是新的属性，则将当前watcher添加到新属性的dep里
        // 如通过 vm.child = {name: 'a'} 改变了 child.name 的值，child.name 就是个新属性
        // 则需要将当前watcher(child.name)加入到新的 child.name 的dep里
        // 因为此时 child.name 是个新值，之前的 setter、dep 都已经失效，如果不把 watcher 加入到新的 child.name 的dep中
        // 通过 child.name = xxx 赋值的时候，对应的 watcher 就收不到通知，等于失效了
        // 4. 每个子属性的watcher在添加到子属性的dep的同时，也会添加到父属性的dep
        // 监听子属性的同时监听父属性的变更，这样，父属性改变时，子属性的watcher也能收到通知进行update
        // 这一步是在 this.get() --> this.getVMVal() 里面完成，forEach时会从父级开始取值，间接调用了它的getter
        // 触发了addDep(), 在整个forEach过程，当前wacher都会加入到每个父级过程属性的dep
        // 例如：当前watcher的是'child.child.name', 那么child, child.child, child.child.name这三个属性的dep都会加入当前watcher
        if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) {
            dep.addSub(this);
            this.depIds[dep.id] = dep;
        }
    },
    get: function() {
        Dep.target = this;
        var value = this.getter.call(this.vm, this.vm);
        Dep.target = null;
        return value;
    },

parseGetter: function(exp) {
        if (/[^w.$]/.test(exp)) return;

var exps = exp.split('.');

return function(obj) {
            for (var i = 0, len = exps.length; i < len; i++) {
                if (!obj) return;
                obj = obj[exps[i]];
            }
            return obj;
        }
    }
};

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function Watcher(vm, expOrFn, cb) {
    this.cb = cb;
    this.vm = vm;
    this.expOrFn = expOrFn;
    this.depIds = {};

    if (typeof expOrFn === 'function') {
        this.getter = expOrFn;
    } else {
        this.getter = this.parseGetter(expOrFn);
    }

    this.value = this.get();
}

Watcher.prototype = {
    update: function() {
        this.run();
    },
    run: function() {
        var value = this.get();
        var oldVal = this.value;
        if (value !== oldVal) {
            this.value = value;
            this.cb.call(this.vm, value, oldVal);
        }
    },
    addDep: function(dep) {
        // 1. 每次调用run()的时候会触发相应属性的getter
        // getter里面会触发dep.depend()，继而触发这里的addDep
        // 2. 假如相应属性的dep.id已经在当前watcher的depIds里，说明不是一个新的属性，仅仅是改变了其值而已
        // 则不需要将当前watcher添加到该属性的dep里
        // 3. 假如相应属性是新的属性，则将当前watcher添加到新属性的dep里
        // 如通过 vm.child = {name: 'a'} 改变了 child.name 的值，child.name 就是个新属性
        // 则需要将当前watcher(child.name)加入到新的 child.name 的dep里
        // 因为此时 child.name 是个新值，之前的 setter、dep 都已经失效，如果不把 watcher 加入到新的 child.name 的dep中
        // 通过 child.name = xxx 赋值的时候，对应的 watcher 就收不到通知，等于失效了
        // 4. 每个子属性的watcher在添加到子属性的dep的同时，也会添加到父属性的dep
        // 监听子属性的同时监听父属性的变更，这样，父属性改变时，子属性的watcher也能收到通知进行update
        // 这一步是在 this.get() --> this.getVMVal() 里面完成，forEach时会从父级开始取值，间接调用了它的getter
        // 触发了addDep(), 在整个forEach过程，当前wacher都会加入到每个父级过程属性的dep
        // 例如：当前watcher的是'child.child.name', 那么child, child.child, child.child.name这三个属性的dep都会加入当前watcher
        if (!this.depIds.hasOwnProperty(dep.id)) {
            dep.addSub(this);
            this.depIds[dep.id] = dep;
        }
    },
    get: function() {
        Dep.target = this;
        var value = this.getter.call(this.vm, this.vm);
        Dep.target = null;
        return value;
    },

    parseGetter: function(exp) {
        if (/[^w.$]/.test(exp)) return; 

        var exps = exp.split('.');

        return function(obj) {
            for (var i = 0, len = exps.length; i < len; i++) {
                if (!obj) return;
                obj = obj[exps[i]];
            }
            return obj;
        }
    }
};

4、实现MVVM

MVVM作为数据绑定的入口，整合Observer、Compile和Watcher三者，通过Observer来监听自己的model数据变化，通过Compile来解析编译模板指令，最终利用Watcher搭起Observer和Compile之间的通信桥梁，达到数据变化 -> 视图更新；视图交互变化(input) -> 数据model变更的双向绑定效果。

一个简单的MVVM构造器是这样子：

复制代码

function MVVM(options) {
    this.$options = options || {};
    var data = this._data = this.$options.data;
    var me = this;

// 数据代理
    // 实现 vm.xxx -> vm._data.xxx
    Object.keys(data).forEach(function(key) {
        me._proxyData(key);
    });

this._initComputed();

observe(data, this);

this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
}

MVVM.prototype = {
    $watch: function(key, cb, options) {
        new Watcher(this, key, cb);
    },

_proxyData: function(key, setter, getter) {
        var me = this;
        setter = setter || 
        Object.defineProperty(me, key, {
            configurable: false,
            enumerable: true,
            get: function proxyGetter() {
                return me._data[key];
            },
            set: function proxySetter(newVal) {
                me._data[key] = newVal;
            }
        });
    },

_initComputed: function() {
        var me = this;
        var computed = this.$options.computed;
        if (typeof computed === 'object') {
            Object.keys(computed).forEach(function(key) {
                Object.defineProperty(me, key, {
                    get: typeof computed[key] === 'function' 
                            ? computed[key] 
                            : computed[key].get,
                    set: function() {}
                });
            });
        }
    }
};

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function MVVM(options) {
    this.$options = options || {};
    var data = this._data = this.$options.data;
    var me = this;

    // 数据代理
    // 实现 vm.xxx -> vm._data.xxx
    Object.keys(data).forEach(function(key) {
        me._proxyData(key);
    });

    this._initComputed();

    observe(data, this);

    this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this)
}

MVVM.prototype = {
    $watch: function(key, cb, options) {
        new Watcher(this, key, cb);
    },

    _proxyData: function(key, setter, getter) {
        var me = this;
        setter = setter || 
        Object.defineProperty(me, key, {
            configurable: false,
            enumerable: true,
            get: function proxyGetter() {
                return me._data[key];
            },
            set: function proxySetter(newVal) {
                me._data[key] = newVal;
            }
        });
    },

    _initComputed: function() {
        var me = this;
        var computed = this.$options.computed;
        if (typeof computed === 'object') {
            Object.keys(computed).forEach(function(key) {
                Object.defineProperty(me, key, {
                    get: typeof computed[key] === 'function' 
                            ? computed[key] 
                            : computed[key].get,
                    set: function() {}
                });
            });
        }
    }
};

5、html

复制代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>MVVM</title>
</head>
<body>

<div id="mvvm-app">
    <input type="text" v-model="someStr">
    <input type="text" v-model="child.someStr">
    
    <p>{{getHelloWord}}</p>
    <p v-html="child.htmlStr"></p>
    <button v-on:click="clickBtn">change model</button>
</div>

computed: {
            getHelloWord: function() {
                return this.someStr + this.child.someStr;
            }
        },

methods: {
            clickBtn: function(e) {
                var randomStrArr = ['childOne', 'childTwo', 'childThree'];
                this.child.someStr = randomStrArr[parseInt(Math.random() * 3)];
            }
        }
    });

vm.$watch('child.someStr', function() {
        console.log(arguments);
    });
</script>

</body>
</html>

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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>MVVM</title>
</head>
<body>

<div id="mvvm-app">
    <input type="text" v-model="someStr">
    <input type="text" v-model="child.someStr">
    <!-- <p v-class="className" class="abc">
        {{someStr}}
        <span v-text="child.someStr"></span>
    </p> -->
    <p>{{getHelloWord}}</p>
    <p v-html="child.htmlStr"></p>
    <button v-on:click="clickBtn">change model</button>
</div>

<script src="http://cdn.bootcss.com/vue/1.0.25/vue.js"></script>
<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: {
            someStr: 'hello ',
            className: 'btn',
            htmlStr: '<span style="color: #f00;">red</span>',
            child: {
                someStr: 'World !'
            }
        },

        computed: {
            getHelloWord: function() {
                return this.someStr + this.child.someStr;
            }
        },

        methods: {
            clickBtn: function(e) {
                var randomStrArr = ['childOne', 'childTwo', 'childThree'];
                this.child.someStr = randomStrArr[parseInt(Math.random() * 3)];
            }
        }
    });

    vm.$watch('child.someStr', function() {
        console.log(arguments);
    });
</script>

</body>
</html>