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Vue 3响应式原理及实现

發布時間:2025/3/19 vue 32 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 Vue 3响应式原理及实现 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1. 實現響應式

響應基本類型變量

首先看一下響應式預期應該是什么樣的,新建一個 demo.js 文件,內容如下:

  • //?這種寫成一行完全是為了節省空間,實際上我會一行一個變量??
  • let?a?=?1,?b?=?2,?c?=?a?*?b??
  • console.log('c:'?+?c)?//?2??
  • a?=?2??
  • console.log('c:'?+?c)?//?期望得到4?
  • 思考一下,如何才能做到當 a 變動時 c 跟著變化?

    顯然,我們需要做的就是重新執行一下 let c = a * b 即可,像這樣:

  • let?a?=?1,?b?=?2,?c?=?a?*?b??
  • console.log('c:'?+?c)?//?2??
  • a?=?2??
  • c?=?a?*?b??
  • console.log('c:'?+?c)?//?期望得到4?
  • 那么,現在我們把需要重新執行的代碼寫成一個函數,代碼如下:

  • let?a?=?1,?b?=?2,?c?=?0??
  • let?effect?=?()?=>?{?c?=?a?*?b?}??
  • effect()?//?首次執行更新c的值??
  • console.log('c:'?+?c)?//?2??
  • a?=?2??
  • console.log('c:'?+?c)?//?期望得到4?
  • 現在仍然沒有達成預期的效果,實際上我們還需要兩個方法,一個用來存儲所有需要依賴更新的 effect,我們假設叫 track,一個用來觸發執行這些 effect 函數,假設叫做 trigger。

    注意: 這里我們的函數命名和 Vue 3 中保持一致,從而可以更容易理解 Vue 3 源碼。

    代碼類似這樣:

  • let?a?=?1,?b?=?2,?c?=?0??
  • let?effect?=?()?=>?{?c?=?a?*?b?}??
  • track()?//?收集?effect???
  • effect()?//?首次執行更新c的值??
  • console.log('c:'?+?c)?//?2??
  • a?=?2??
  • trigger()?//?a變化時,觸發effect的執行??
  • console.log('c:'?+?c)?//?期望得到4?
  • 那么 track 和 trigger 分別做了什么,是如何實現的呢?我們暫且可以簡單理解為一個“發布-訂閱者模式”,track 就是不斷給一個數組 dep 添加 effect,trigger 用來遍歷執行 dep 的每一項 effect。

    現在來完成這兩個函數

  • let?a?=?1,?b?=?2,?c?=?0??
  • let?effect?=?()?=>?{?c?=?a?*?b?}??
  • let?dep?=?new?Set()??
  • let?track?=?()?=>?{?dep.add(effect)?}??
  • let?trigger?=?()?=>?{?dep.forEach(effect?=>?effect())?}??
  • track()??
  • effect()?//?首次執行更新c的值??
  • console.log('c:'?+?c)?//?2??
  • a?=?2?
  • trigger()?//?a變化時,觸發effect的執行??
  • console.log('c:'?+?c)?//?期望得到4,實際得到4?
  • 注意這里我們使用 Set 來定義 dep,原因就是 Set 本身不能添加重復的 key,讀寫都非常方便。

    現在代碼的執行結果已經符合預期了。

  • c:?2??
  • c:?4?
  • 響應對象的不同屬性

    通常情況,我們定義的對象都有很多的屬性,每一個屬性都需要有自己的 dep(即每個屬性都需要把那些依賴了自己的effect記錄下來放進自己的 new Set() 中),如何來實現這樣的功能呢?

    有一段代碼如下:

  • let?obj?=?{?a:?10,?b:?20?}??
  • let?timesA?=?obj.a?*?10??
  • let?divideA?=?obj.a?/?10??
  • let?timesB?=?obj.b?*?10??
  • let?divideB?=?obj.b?/?10??
  • //?100,?1,?200,?2??
  • console.log(`${timesA},?${divideA},?${timesB},?${divideB}`)??
  • obj.a?=?100??
  • obj.b?=?200??
  • //?期望得到?1000,?10,?2000,?20??
  • console.log(`${timesA},?${divideA},?${timesB},?${divideB}`)?
  • 這段代碼中,按照上文講解的,屬性a和b的dep應該是如下:

  • let?depA?=?[??
  • ??()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?},??
  • ??()?=>?{?divideA?=?obj.a?/?10?}??
  • ]??
  • let?depB?=?[???
  • ??()?=>?{?timesB?=?obj.b?*?10?},??
  • ??()?=>?{?divideB?=?obj.b?/?10?}??
  • ]?
  • 如果代碼還是按照前文的方式來寫顯然是不科學的,這里就要開始做一點點抽象了,收集依賴我們可以假想用track('a') track('b')這種形式分別記錄對象不同key的依賴項,那么顯然我們還需要一個東西來存放這些 key 及相應的dep。

    現在我們來實現這樣的 track 函數及對應的 trigger 函數,代碼如下:

  • const?depsMap?=?new?Map()?//?每一項都是一個?Set?對象??
  • function?track(key)?{??
  • ??let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ??if(!dep)?{??
  • ????depsMap.set(key,?dep?=?new?Set());??
  • ??}?
  • ???dep.add(effect)??
  • }??
  • function?trigger(key)?{??
  • ??let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ??if(dep)?{??
  • ????dep.forEach(effect?=>?effect())??
  • ??}??
  • }?
  • 這樣就實現了對一個對象不同屬性的依賴收集,那么現在這個代碼最簡單的使用方法將是下面這樣:

  • const?depsMap?=?new?Map()?//?每一項都是一個?Set?對象??
  • function?track(key)?{?
  • ??...??
  • ??//?only?for?usage?demo??
  • ??if(key?===?'a'){??
  • ????dep.add(effectTimesA)??
  • ????dep.add(effectDivideA)??
  • ??}else?if(key?===?'b'){??
  • ????dep.add(effectTimesB)??
  • ????dep.add(effectDivideB)??
  • ??}??
  • }??
  • function?trigger(key)?{??
  • ??...??
  • }??
  • let?obj?=?{?a:?10,?b:?20?}??
  • let?timesA?=?0??
  • let?divideA?=?0??
  • let?timesB?=?0??
  • let?divideB?=?0??
  • let?effectTimesA?=?()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?}??
  • let?effectDivideA?=?()?=>?{?divideA?=?obj.a?/?10?}??
  • let?effectTimesB?=?()?=>?{?timesB?=?obj.b?*?10?}??
  • let?effectDivideB?=?()?=>?{?divideB?=?obj.b?/?10?}??
  • track('a')??
  • track('b')??
  • //?為了省事直接改成調用trigger,后文同樣??
  • trigger('a')??
  • trigger('b')??
  • //?100,?1,?200,?2??
  • console.log(`${timesA},?${divideA},?${timesB},?${divideB}`)??
  • obj.a?=?100??
  • obj.b?=?200??
  • trigger('a')??
  • trigger('b')??
  • //?期望得到:1000,?10,?2000,?20?實際得到:1000,?10,?2000,?20??
  • console.log(`${timesA},?${divideA},?${timesB},?${divideB}`)?
  • 代碼看起來仍然是臃腫無比,別著急,后面的設計會優化這個問題。

    響應多個對象

    我們已經實現了對一個對象的響應編程,那么要對多個對象實現響應式編程該怎么做呢?

    腦袋一拍,繼續往外嵌套一層對象不就可以了嗎?沒錯,你可以用 ES6 中的 WeakMap 輕松實現,WeakMap 剛好可以(只能)把對象當作 key。(題外話,Map 和 WeakMap 的區別)

    我們假想實現后是這樣的效果:

  • let?obj1?=?{?a:?10,?b:?20?}??
  • let?obj2?=?{?c:?30,?d:?40?}??
  • const?targetMap?=?new?WeakMap()??
  • //?省略代碼??
  • //?獲取?obj1?的?depsMap??
  • //?獲取?obj2?的?depsMap??
  • targetMap.set(obj1,?"obj1's?depsMap")??
  • targetMap.set(obj2,?"obj2's?depsMap")?
  • 這里暫且不糾結為什么叫 targetMap,現在整體依賴關系如下:

    名稱類型key值
    targetMapWeakMapobjectdepsMap
    depsMapMappropertydep
    depSet?effect
    • ?targetMap: 存放每個響應式對象(所有屬性)的依賴項
    • ?targetMap: 存放響應式對象每個屬性對應的依賴項
    • ?dep: 存放某個屬性對應的所有依賴項(當這個對象對應屬性的值發生變化時,這些依賴項函數會重新執行)

    現在我們可以實現這個功能了,核心代碼如下:

  • const?targetMap?=?new?WeakMap();??
  • function?track(target,?key)?{??
  • ??let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ??if(!depsMap){??
  • ????targetMap.set(target,?depsMap?=?new?Map())?
  • ??}??
  • ??let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ??if(!dep)?{??
  • ????depsMap.set(key,?dep?=?new?Set());??
  • ??}??
  • ??//?先忽略這個??
  • ??dep.add(effect)??
  • }??
  • function?trigger(target,?key)?{??
  • ??let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ??if(depsMap){??
  • ????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(dep)?{??
  • ??????dep.forEach(effect?=>?effect())??
  • ????}??
  • ??}??
  • }?
  • 那么現在這個代碼最簡單的使用方法將是下面這樣:

  • const?targetMap?=?new?WeakMap();??
  • function?track(target,?key)?{??
  • ??...??
  • ??//?only?for?usage?demo??
  • ??if(key?===?'a'){??
  • ????dep.add(effectTimesA)??
  • ????dep.add(effectDivideA)??
  • ??}??
  • }?
  • function?trigger(target,?key)?{??
  • ??...??
  • }??
  • let?obj?=?{?a:?10,?b:?20?}??
  • let?timesA?=?0??
  • let?divideA?=?0??
  • let?effectTimesA?=?()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?}??
  • let?effectDivideA?=?()?=>?{?divideA?=?obj.a?/?10?}??
  • track(obj,?'a')??
  • trigger(obj,?'a')??
  • console.log(`${timesA},?${divideA}`)?//?100,?1??
  • obj.a?=?100??
  • trigger(obj,?'a')??
  • console.log(`${timesA},?${divideA}`)?//?1000,?10?
  • 至此,我們對響應式的基本概念有了了解,我們已經做到了收集所有響應式對象的依賴項,但是現在你可以看到代碼的使用是極其繁瑣的,主要是因為我們還沒實現自動收集依賴項、自動觸發修改。

    2. Proxy 和 Reflect

    上一節講到了我們實現了基本的響應功能,但是我們目前還是手動進行依賴收集和觸發更新的。

    解決這個問題的方法應該是:

    • ?當訪問(GET)一個屬性時,我們就調用 track(obj, <property>) 自動收集依賴項(存儲 effect)
    • ?當修改(SET)一個屬性時,我們就調用 trigger(obj, <property> 自動觸發更新(執行存儲的effect)

    那么現在問題就是,我們如何在訪問或修改一個屬性時做到這樣的事情?也即是如何攔截這種 GET 和 SET 操作?

    Vue 2中我們使用 ES5 中的 Object.defineProperty 來攔截 GET 和 SET。

    Vue 3中我們將使用 ES6 中的 Reflect 和 Proxy。(注意:Vue 3不再支持IE瀏覽器,所以可以用比較多的高級特性)

    我們先來看一下怎么輸出一個對象的一個屬性值,可以用下面這三種方法:

    • ?使用 . => obj.a
    • ?使用 [] => obj['a']
    • ?使用 ES6 中的 Reflect => Reflect.get(obj, 'a')

    這三種方法都是可行的,但是 Reflect 有非常強大的能力,后面會講到。

    Proxy

    我們先來看看 Proxy,Proxy 是另一個對象的占位符,默認是對這個對象的委托。你可以在這里查看?Proxy?更詳細的用法。

  • let?obj?=?{?a:?1}??
  • let?proxiedObj?=?new?Proxy(obj,?{})??
  • console.log(proxiedObj.a)?//?1?
  • 這個過程可以表述為,獲取 proxiedObj.a 時,直接去從查找 obj.a然后返回給 proxiedObj,再輸出 proxiedObj.a。

    Proxy 的第二個參數被稱為 handler,handler就是包含捕捉器(trap)的占位符對象,即處理器對象,捕捉器允許我們攔截一些基本的操作,如:

    • ?查找屬性
    • ?枚舉
    • ?函數的調用

    現在我們的示例代碼修改為:

  • let?obj?=?{?a:?1}??
  • let?proxiedObj?=?new?Proxy(obj,?{??
  • ??get(target,?key)?{??
  • ????console.log('Get')??
  • ????return?target[key]??
  • ??}??
  • })??
  • console.log(proxiedObj.a)?//?1?
  • 這段代碼中,我們直接使用 target[key] 返回值,它直接返回了原始對象的值,不做任何其它操作,這對于這個簡單的示例來說沒任何問題,。

    現在我們看一下下面這段稍微復雜一點的代碼:

  • let?obj?=?{??
  • ??a:?1,??
  • ??get?b()?{?return?this.a?}??
  • }?
  • let?proxiedObj?=?new?Proxy(obj,?{??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????return?target[key]?//?這里的target是obj??
  • ??}??
  • })??
  • let?childObj?=?Object.create(proxiedObj)??
  • childObj.a?=?2??
  • console.log(childObj.b)?//?期望得到2?實際輸出1?
  • 這段代碼的輸出結果就是錯誤的,這是什么情況?難道是原型繼承寫錯了嗎?我們嘗試把Proxy相關代碼去掉,發現輸出是正常的......

    這個問題其實就出在 return target[key]這一行:

  • ?當讀取 childObj.b 時,childObj 上沒有屬性 b,因此會從原型鏈上查找
  • ?原型鏈是 proxiedObj
  • ?讀取 proxiedObj.b 時,會觸發Proxy捕捉器(trap)中的 get,這直接從原始對象中返回了 target[key]
  • ?這里target[key] 中 key 是一個 getter,因此這個 getter 中的上下文 this 即為target,這里的 target 就是 obj,因此直接返回了 1。
  • 參考?為什么要使用 Reflect

    那么我們怎么解決這個 this 出錯的問題呢?

    Reflect

    現在我們就可以講講 Reflect 了。你可以在這里查看 Reflect 更詳細的用法。

    捕獲器 get 有第三個參數叫做 receiver。

    Proxy 中 handler.get(target, prop, receiver) 中的參數 receiver :Proxy 或者繼承 Proxy 的對象。

    Reflect.get(target, prop, receiver) 中的參數 receiver :如果target 對象中指定了 getter,receiver 則為 getter 調用時的 this 值。

    這確保了當我們的對象從另一個對象繼承了值或函數時使用 this 值的正確性。

    我們修改剛才的示例如下:

  • let?obj?=?{??
  • ??a:?1,??
  • ??get?b()?{?return?this.a?}??
  • }??
  • let?proxiedObj?=?new?Proxy(obj,?{??
  • ??//?本例中這里的receiver為調用時的對象childOjb??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????//?這里的target是obj??
  • ????//?這意思是把receiver作為this去調用target[key]??
  • ????return?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ??}??
  • })??
  • let?childObj?=?Object.create(proxiedObj)??
  • childObj.a?=?2;??
  • console.log(childObj.b)?//?期望得到2?實際輸出1?
  • 現在我們弄清楚了為什么要結合 Reflect 來使用 Proxy,有了這些知識,就可以繼續完善我們的代碼了。

    實現reactive函數

    現在修改我們的示例代碼為:

  • let?obj?=?{?a:?1}??
  • let?proxiedObj?=?new?Proxy(obj,?{??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????console.log('Get')??
  • ????return?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ??}??
  • ??set(target,?key,?value,?receiver)?{??
  • ????console.log('Set')??
  • ????return?Reflect.set(target,?key,?value,?receiver)??
  • ??}??
  • })?
  • console.log(proxiedObj.a)?//?Get?1?
  • 接下來我們要做的就是結合 Proxy 的 handler 和 之前實現了的 track、trigger 來完成一個響應式模塊。

    首先,我們來封裝一下 Proxy 相關代碼,和Vue 3保持一致叫reactive。

  • function?reactive(target)?{??
  • ??const?handler?=?{??
  • ????get(target,?key,?receiver)?{?
  • ??????return?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ????},??
  • ????set(target,?key,?value,?receiver)?{??
  • ??????return?Reflect.set(target,?key,?value,?receiver)??
  • ????}??
  • ??}??
  • ??return?new?Proxy(target,?handler)??
  • }?
  • 這里有一個問題,當我們每次調用 reactive 時都會重新定義一個 handler 的對象,為了優化這個,我們把 handler 提出去,代碼如下:

  • const?reactiveHandler?=?{??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????return?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ??},??
  • ??set(target,?key,?value,?receiver)?{??
  • ????return?Reflect.set(target,?key,?value,?receiver)??
  • ??}??
  • }??
  • function?reactive(target)?{??
  • ??return?new?Proxy(target,?reactiveHandler)??
  • }?
  • 現在把reactive引入到我們的第一節中最后的示例代碼中。

  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?0??
  • let?divideA?=?0??
  • let?effectTimesA?=?()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?}??
  • let?effectDivideA?=?()?=>?{?divideA?=?obj.a?/?10?}??
  • track(obj,?'a')??
  • trigger(obj,?'a')??
  • console.log(`${timesA},?${divideA}`)?//?100,?1??
  • obj.a?=?100??
  • trigger(obj,?'a')??
  • console.log(`${timesA},?${divideA}`)?//?1000,?10?
  • 現在我們要做的是去掉示例代碼中的 track 和 trigger。

    回到本節開頭提出的解決方案,我們已經可以攔截 GET 和 SET 操作了,只需要在適當的時候調用 track 和 trigger 方法即可,我們修改 reactiveHandler 代碼如下:

  • const?reactiveHandler?=?{??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????const?result?=?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ????track(target,?key)??
  • ????return?result??
  • ??},??
  • ??set(target,?key,?value,?receiver)?{??
  • ????const?oldVal?=?target[key]??
  • ????const?result?=?Reflect.set(target,?key,?value,?receiver)??
  • ????//?這里判斷條件不對,result為一個布爾值??
  • ????if(oldVal?!==?result){?
  • ???????trigger(target,?key)??
  • ????}??
  • ????return?result??
  • ??}??
  • }?
  • 現在我們的示例代碼可以精簡為這樣:

  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?0??
  • let?divideA?=?0??
  • let?effectTimesA?=?()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?}??
  • let?effectDivideA?=?()?=>?{?divideA?=?obj.a?/?10?}??
  • //?恢復調用?effect?的形式??
  • effectTimesA()??
  • effectDivideA()??
  • console.log(`${timesA},?${divideA}`)?//?100,?1??
  • obj.a?=?100??
  • console.log(`${timesA},?${divideA}`)?//?1000,?10?
  • 我們已經去掉了手動 track 和 trigger 代碼,至此,我們已經實現了 reactive 函數,看起來和Vue 3源碼差不多了。

    但這還有點問題:

    • ?track 函數中的 effect 現在還沒處理,只能手動添加
    • ?reactive 現在只能作用于對象,基本類型變量怎么處理?

    下一個章節我們將解決這個問題,讓我們的代碼更加接近Vue 3。

    3. activeEffect 和 ref

    首先,我們修改一下示例代碼:

  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?0??
  • let?effect?=?()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?}??
  • effect()??
  • console.log(timesA)?//?100??
  • obj.a?=?100??
  • //?新增一行,使用到obj.a??
  • console.log(obj.a)??
  • console.log(timesA)?//?1000?
  • 由上節知識可以知道,當 effect 執行時我們訪問到了 obj.a,因此會觸發 track 收集該依賴 effect。同理,console.log(obj.a) 這一行也同樣觸發了 track,但這并不是響應式代碼,我們預期不觸發 track。

    我們想要的是只在 effect 中的代碼才觸發 track。

    能想到怎么來實現嗎?

    只響應需要依賴更新的代碼(effect)

    首先,我們定義一個變量 shouldTrack,暫且認為它表示是否需要執行 track,我們修改 track 代碼,只需要增加一層判斷條件,如下:

  • const?targetMap?=?new?WeakMap();??
  • let?shouldTrack?=?null??
  • function?track(target,?key)?{??
  • ??if(shouldTrack){??
  • ????let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ????if(!depsMap){??
  • ??????targetMap.set(target,?depsMap?=?new?Map())??
  • ????}??
  • ????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(!dep)?{??
  • ??????depsMap.set(key,?dep?=?new?Set());??
  • ????}??
  • ????//?這里的?effect?為使用時定義的?effect??
  • ????//?shouldTrack?時應該把對應的?effect?傳進來??
  • ????dep.add(effect)??
  • ????//?如果有多個就手寫多個??
  • ????//?dep.add(effect1)??
  • ????//?...??
  • ??}??
  • }?
  • 現在我們需要解決的就是 shouldTrack 賦值問題,當有需要響應式變動的地方,我們就寫一個 effect 并賦值給 shouldTrack,然后 effect 執行完后重置 shouldTrack 為 null,這樣結合剛才修改的 track 函數就解決了這個問題,思路如下:

  • let?shouldTrack?=?null??
  • //?這里省略?track?trigger?reactive?代碼??
  • ...??
  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?0?
  • let?effect?=?()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?}??
  • shouldTrack?=?effect?//?(*)?
  • effect()??
  • shouldTrack?=?null?//?(*)??
  • console.log(timesA)?//?100??
  • obj.a?=?100??
  • console.log(obj.a)??
  • console.log(timesA)?//?1000?
  • 此時,執行到 console.log(obj.a) 時,由于 shouldTrack 值為 null,所以并不會執行 track,完美。

    完美了嗎?顯然不是,當有很多的 effect 時,你的代碼會變成下面這樣:

  • let?effect1?=?()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?}??
  • shouldTrack?=?effect1?//?(*)??
  • effect1()??
  • shouldTrack?=?null?//?(*)??
  • let?effect2?=?()?=>?{?timesB?=?obj.a?*?10?}??
  • shouldTrack?=?effect1?//?(*)??
  • effect2()??
  • shouldTrack?=?null?//?(*)?
  • 我們來優化一下這個問題,為了和Vue 3保持一致,這里我們修改 shouldTrack 為 activeEffect,現在它表示當前運行的 effect。

    我們把這段重復使用的代碼封裝成函數,如下:

  • let?activeEffect?=?null??
  • //?這里省略?track?trigger?reactive?代碼??
  • ...??
  • function?effect(eff)?{??
  • ??activeEffect?=?eff??
  • ??activeEffect()??
  • ??activeEffect?=?null??
  • }?
  • 同時我們還需要修改一下 track 函數:

  • function?track(target,?key)?{??
  • ??if(activeEffect){??
  • ????...??
  • ????//?這里不用再根據條件手動添加不同的?effect?了!??
  • ????dep.add(activeEffect)??
  • ??}?
  • }?
  • 那么現在的使用方法就變成了:

  • const?targetMap?=?new?WeakMap();??
  • let?activeEffect?=?null??
  • function?effect?(eff)?{?...?}??
  • function?track()?{?...?}??
  • function?trigger()?{?...?}??
  • function?reactive()?{?...?}??
  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?0??
  • let?timesB?=?0??
  • effect(()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?})??
  • effect(()?=>?{?timesB?=?obj.b?*?10?})??
  • console.log(timesA)?//?100??
  • obj.a?=?100??
  • console.log(obj.a)??
  • console.log(timesA)?//?1000?
  • 現階段完整代碼

    現在新建一個文件reactive.ts,內容就是當前實現的完整響應式代碼:

  • const?targetMap?=?new?WeakMap();??
  • let?activeEffect?=?null??
  • function?effect(eff)?{??
  • ??activeEffect?=?eff??
  • ??activeEffect()??
  • ??activeEffect?=?null??
  • }??
  • function?track(target,?key)?{??
  • ??if(activeEffect){??
  • ????let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ????if(!depsMap){??
  • ??????targetMap.set(target,?depsMap?=?new?Map())??
  • ????}??
  • ????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(!dep)?{??
  • ??????depsMap.set(key,?dep?=?new?Set());??
  • ????}??
  • ????dep.add(activeEffect)??
  • ??}??
  • }??
  • function?trigger(target,?key)?{??
  • ??let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ??if(depsMap){??
  • ????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(dep)?{??
  • ??????dep.forEach(effect?=>?effect())??
  • ????}??
  • ??}??
  • }??
  • const?reactiveHandler?=?{??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????const?result?=?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ????track(target,?key)??
  • ????return?result??
  • ??},?
  • ???set(target,?key,?value,?receiver)?{??
  • ????const?oldVal?=?target[key]??
  • ????const?result?=?Reflect.set(target,?key,?value,?receiver)??
  • ????if(oldVal?!==?result){??
  • ??????trigger(target,?key)??
  • ????}??
  • ????return?result??
  • ??}??
  • }??
  • function?reactive(target)?{??
  • ??return?new?Proxy(target,?reactiveHandler)??
  • }?
  • 現在我們已經解決了非響應式代碼也觸發track的問題,同時也解決了上節中留下的問題:track 函數中的 effect 只能手動添加。

    接下來我們解決上節中留下的另一個問題:reactive 現在只能作用于對象,基本類型變量怎么處理?

    實現ref

    修改 demo.js 代碼如下:

  • import?{?effect,?reactive?}?from?"./reactive"??
  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?0??
  • let?sum?=?0??
  • effect(()?=>?{?timesA?=?obj.a?*?10?})??
  • effect(()?=>?{?sum?=?timesA?+?obj.b?})????
  • obj.a?=?100??
  • console.log(sum)?//?期望:?1020?
  • 這段代碼并不能實現預期效果,因為當 timesA 正常更新時,我們希望能更新 sum(即重新執行 () => { sum = timesA + obj.b }),而實際上由于 timesA 并不是一個響應式對象,沒有 track 其依賴,所以這一行代碼并不會執行。

    那我們如何才能讓這段代碼正常工作呢?其實我們把基本類型變量包裝成一個對象去調用 reactive 即可。

    看過 Vue composition API 的同學可能知道,Vue 3中用一個 ref 函數來實現把基本類型變量變成響應式對象,通過 .value 獲取值,ref 返回的就是一個 reactive 對象。

    實現這樣的一個有 value 屬性的對象有這兩種方法:

  • ?直接給一個對象添加 value 屬性?
  • function?ref(intialValue)?{??
  • ??return?reactive({??
  • ????value:?intialValue??
  • ??})??
  • }?
  • ?用 getter 和 setter 來實現?
  • function?ref(raw)?{??
  • ??const?r?=?{??
  • ????get?value()?{??
  • ??????track(r,?'value')??
  • ??????return?raw??
  • ????},??
  • ????set?value(newVal)?{??
  • ??????raw?=?newVal??
  • ??????trigger(r,?'value)??
  • ????}??
  • ??}??
  • ??return?r??
  • }?
  • 現在我們的示例代碼修改成:

  • import?{?effect,?reactive?}?from?"./reactive"??
  • function?ref(intialValue)?{??
  • ??return?reactive({??
  • ????value:?intialValue??
  • ??})??
  • }??
  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?ref(0)??
  • let?sum?=?0??
  • effect(()?=>?{?timesA.value?=?obj.a?*?10?})??
  • effect(()?=>?{?sum?=?timesA.value?+?obj.b?})??
  • //?期望:?timesA:?100??sum:?120?實際:timesA:?100??sum:?120??
  • console.log(`timesA:?${timesA.value}??sum:?${sum}`)??
  • obj.a?=?100??
  • //?期望:?timesA:?1000??sum:?1020?實際:timesA:?1000??sum:?1020??
  • console.log(`timesA:?${timesA}??sum:?${sum}`)?
  • 增加了 ref 處理基本類型變量后,我們的示例代碼運行結果符合預期了。至此我們已經解決了遺留問題:reactive 只能作用于對象,基本類型變量怎么處理?

    Vue 3中的 ref 是用第二種方法來實現的,現在我們整理一下代碼,把 ref 放到 reactive.j 中。

    現階段完整代碼

  • const?targetMap?=?new?WeakMap();?
  • let?activeEffect?=?null??
  • function?effect(eff)?{??
  • ??activeEffect?=?eff??
  • ??activeEffect()??
  • ??activeEffect?=?null??
  • }??
  • function?track(target,?key)?{??
  • ??if(activeEffect){??
  • ????let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ????if(!depsMap){?
  • ???????targetMap.set(target,?depsMap?=?new?Map())??
  • ????}?
  • ????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(!dep)?{??
  • ??????depsMap.set(key,?dep?=?new?Set());??
  • ????}??
  • ????dep.add(activeEffect)??
  • ??}??
  • }??
  • function?trigger(target,?key)?{?
  • ???let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ??if(depsMap){??
  • ????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(dep)?{??
  • ??????dep.forEach(effect?=>?effect())?
  • ????}??
  • ??}?
  • }?
  • ?
  • const?reactiveHandler?=?{??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????const?result?=?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ????track(target,?key)??
  • ????return?result??
  • ??},??
  • ??set(target,?key,?value,?receiver)?{??
  • ????const?oldVal?=?target[key]??
  • ????const?result?=?Reflect.set(target,?key,?value,?receiver)??
  • ????if(oldVal?!==?result){??
  • ??????trigger(target,?key)??
  • ????}??
  • ????return?result??
  • ??}??
  • }??
  • function?reactive(target)?{??
  • ??return?new?Proxy(target,?reactiveHandler)??
  • }??
  • function?ref(raw)?{??
  • ??const?r?=?{??
  • ????get?value()?{??
  • ??????track(r,?'value')??
  • ??????return?raw??
  • ????},??
  • ????set?value(newVal)?{??
  • ??????raw?=?newVal??
  • ??????trigger(r,?'value)??
  • ????}??
  • ??}??
  • ??return?r??
  • }?
  • 有同學可能就要問了,為什么不直接用第一種方法實現 ref,而是選擇了比較復雜的第二種方法呢?

    主要有三方面原因:

  • ?根據定義,ref 應該只有一個公開的屬性,即 value,如果使用了 reactive 你可以給這個變量增加新的屬性,這其實就破壞了 ref 的設計目的,它應該只用來包裝一個內部的 value 而不應該作為一個通用的 reactive 對象;
  • ? ? 2.? Vue 3中有一個 isRef 函數,用來判斷一個對象是 ref 對象而不是 reactive 對象,這種判斷在很多場景都是非常有必要的;

    ? ? 3.? 性能方面考慮,Vue 3中的 reactive 做的事情遠比第二種實現 ref 的方法多,比如有各種檢查。

    4. Computed

    回到上節中最后的示例代碼:

  • import?{?effect,?reactive,?ref?}?from?"./reactive"??
  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?ref(0)??
  • let?sum?=?0??
  • effect(()?=>?{?timesA.value?=?obj.a?*?10?})?
  • effect(()?=>?{?sum?=?timesA.value?+?obj.b?})?
  • 看到 timesA 和 sum 兩個變量,有同學就會說:“這不就是計算屬性嗎,不能像Vue 2一樣用 computed 來表示嗎?” 顯然是可以的,看過 Vue composition API 的同學可能知道,Vue 3中提供了一個 computed 函數。

    示例代碼如果使用 computed 將變成這樣:

  • import?{?effect,?reactive,?computed?}?from?"./reactive"??
  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?computed(()?=>?obj.a?*?10)??
  • let?sum?=?computed(()?=>?timesA.value?+?obj.b)?
  • 現在的問題就是如何實現 computed ?

    實現computed

    我們拿 timesA 前后的改動來說明,思考一下 computed 應該是什么樣的?

  • ?返回響應式對象,也許是 ref()
  • ?內部需要執行 effect 函數以收集依賴?
  • function?computed(getter)?{??
  • ??const?result?=?ref();??
  • ??effect(()?=>?result.value?=?getter())??
  • ??return?result??
  • }?
  • 現在測試一下示例代碼:

  • import?{?effect,?reactive,?ref?}?from?"./reactive"??
  • let?obj?=?reactive({?a:?10,?b:?20?})??
  • let?timesA?=?computed(()?=>?obj.a?*?10)??
  • let?sum?=?computed(()?=>?timesA.value?+?obj.b)??
  • //?期望:?timesA:?1000??sum:?1020?實際:timesA:?1000??sum:?1020??
  • console.log(`timesA:?${timesA.value}??sum:?${sum.value}`)??
  • obj.a?=?100??
  • ?//?期望:?timesA:?1000??sum:?1020??
  • console.log(`timesA:?${timesA.value}??sum:?${sum.value}`)?
  • 結果符合預期。

    這樣實現看起來很容易,實際上Vue 3中的 computed 支持傳入一個 getter 函數或傳入一個有 get 和 set 的對象,并且有其它操作,這里我們不做實現,感興趣可以去看源碼。

    現階段完整代碼

    至此我們已經實現了一個簡易版本的響應式庫了,完整代碼如下:

  • const?targetMap?=?new?WeakMap();??
  • let?activeEffect?=?null??
  • function?effect(eff)?{??
  • ??activeEffect?=?eff??
  • ??activeEffect()??
  • ??activeEffect?=?null??
  • }??
  • function?track(target,?key)?{??
  • ??if(activeEffect){??
  • ????let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ????if(!depsMap){??
  • ??????targetMap.set(target,?depsMap?=?new?Map())??
  • ????}?
  • ????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(!dep)?{?
  • ???????depsMap.set(key,?dep?=?new?Set());??
  • ????}??
  • ????dep.add(activeEffect)??
  • ??}??
  • }??
  • function?trigger(target,?key)?{??
  • ??let?depsMap?=?targetMap.get(target)??
  • ??if(depsMap){?
  • ?????let?dep?=?depsMap.get(key)??
  • ????if(dep)?{??
  • ??????dep.forEach(effect?=>?effect())??
  • ????}??
  • ??}??
  • }??
  • const?reactiveHandler?=?{??
  • ??get(target,?key,?receiver)?{??
  • ????const?result?=?Reflect.get(target,?key,?receiver)??
  • ????track(target,?key)??
  • ????return?result??
  • ??},??
  • ??set(target,?key,?value,?receiver)?{??
  • ????const?oldVal?=?target[key]??
  • ????const?result?=?Reflect.set(target,?key,?value,?receiver)??
  • ????if(oldVal?!==?result){??
  • ??????trigger(target,?key)??
  • ????}??
  • ????return?result??
  • ??}??
  • }??
  • function?reactive(target)?{??
  • ??return?new?Proxy(target,?reactiveHandler)??
  • }?
  • function?ref(raw)?{??
  • ??const?r?=?{??
  • ????get?value()?{??
  • ??????track(r,?'value')??
  • ??????return?raw??
  • ????},??
  • ????set?value(newVal)?{??
  • ??????raw?=?newVal??
  • ??????trigger(r,?'value')??
  • ????}??
  • ??}??
  • ??return?r??
  • }??
  • function?computed(getter)?{??
  • ??const?result?=?ref();??
  • ??effect(()?=>?result.value?=?getter())??
  • ??return?result??
  • }?
  • 尚存問題

    我們現在的代碼非常簡易,有很多細節尚未實現,你都可以在源碼中學習到,比如:

    • ?操作一些內置的屬性,如 Symbol.iterator、Array.length 等觸發了 track 如何處理
    • ?嵌套的對象,如何遞歸響應
    • ?對象某個 key 對應的 value 本身是一個 reactive 對象,如何處理

    你也可以自己嘗試著實現它們。

    總結

    以上是生活随笔為你收集整理的Vue 3响应式原理及实现的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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