聊一聊 Vue3 中响应式原理

Posted 2023-03-16

参考技术A

Vue.js 3.0 "One Piece" 正式发布已经有一段时间了，真可谓是千呼万唤始出来啊！

相比于 Vue2.x ， Vue3.0 在新的版本中提供了更好的性能、更小的捆绑包体积、更好的 TypeScript 集成、用于处理大规模用例的新 API 。

在发布之前，尤大大就已经声明了响应式方面将采用 Proxy 对于之前的 Object.defineProperty 进行改写。其主要目的就是弥补 Object.defineProperty 自身的一些缺陷，例如无法检测到对象属性的新增或者删除，不能监听数组的变化等。

而 Vue3 采用了新的 Proxy 实现数据读取和设置拦截，不仅弥补了之前 Vue2 中 Object.defineProperty 的缺陷，同时也带来了性能上的提升。

今天，我们就来盘一盘它，看看 Vue3 中响应式是如何实现的。

The Proxy object enables you to create a proxy for another object, which can intercept and redefine fundamental operations for that object. MDN

Proxy - 代理，顾名思义，就是在要访问的对象之前增加一个中间层，这样就不直接访问对象，而是通过中间层做一个中转，通过操作代理对象，来实现修改目标对象。

关于 Proxy 的更多的知识，可以参考我之前的一篇文章 —— 初探 Vue3.0 中的一大亮点——Proxy ! ，这里我就不在赘述。

Vue3 中响应式核心方法就是 reactive 和 effect ， 其中 reactive 方法是负责将数据变成响应式， effect 方法的作用是根据数据变化去更新视图或调用函数，与 react 中的 useEffect 有点类似~

其大概用法如下：

默认会执行一次，打印 Hello , 之后更改了 data.name 的值后，会在触发执行一次，打印 World 。

我们先看看 reactive 方法的实现~

reactive.js

首先应该明确，我们应该导出一个 reactive 方法，该方法有一个参数 target ，目的就是将 target 变成响应式对象，因此返回值就是一个响应式对象。

reactive 方法基本结构就是如此，给定一个对象，返回一个响应式对象。

其中 isObject 方法用于判断是否是对象，不是对象不需要代理，直接返回即可。

reactive 方法的重点是 Proxy 的第二个参数 handler ，它承载监控对象变化，依赖收集，视图更新等各项重大责任，我们重点来研究这个对象。

handler.js

在 Vue3 中 Proxy 的 handler 主要设置了 get ， set ， deleteProperty ， has ， ownKeys 这些属性，即拦截了对象的读取，设置，删除， in 以及 Object.getOwnPropertyNames 方法和 Object.getOwnPropertySymbols 方法。

这里我们偷个懒，暂时就考虑 set 和 get 操作。

handler.get()

get 获取属性比较简单，我们先来看看这个，这里我们用一个方法创建 getHanlder 。

这里推荐使用了 Reflect.get 而并非 target[key] 。

可以发现， Vue3 是在取值的时候才去递归遍历属性的，而非 Vue2 中一开始就递归 data 给每个属性添加 Watcher ，这也是 Vue3 性能提升之一。

handler.set()

同理 set 操作，我们也是用一个方法创建 setHandler 。

Reflect.set 会返回一个 Boolean 值，用于判断属性是否设置成功。

完事后将 handler 导出，然后在 reactive 中引入即可。

测试几组对象貌似没啥问题，其实是有一个坑，这个坑也跟数组有关。

如上例子，如果我们选择代理数组，在 setHandler 中打印其 key 和 value 的话会得到 3 4 ， length 4 这两组值：

如果不作处理，那么会导致如果更新视图的话，则会触发两次，这肯定是不允许的，因此，我们需要将区分新增和修改这两种操作。

Vue3 中是通过判断 target 是否存在该属性来区分是新增还是修改操作，需要借助一个工具方法 —— hasOwnProperty 。

这里我们将上述的 createSetter 方法修改如下：

如此一来，我们调 push 方法的时候，就只会触发一次更新了，非常巧妙的避免了无意义的更新操作。

effect.js

光上述构造响应式对象并不能完成响应式的操作，我们还需要一个非常重要的方法 effect ，它会在初始化执行的时候存储跟其有关的数据依赖，当依赖数据发生变化的时候，则会再次触发 effect 传递的函数。

其基本雏形如下，入参是一个函数，还有个可选参数 options 方便后面计算属性等使用，暂时不考虑：

createReactiveEffect 就是为了将 fn 变成响应式函数，监控数据变化，执行 fn 函数，因此该函数是一个高阶函数。

createReactiveEffect 将原来的 fn 转变成一个 reactvieEffect ， 并将当前的 effect 挂到全局的 activeEffect 上，目的是为了一会与当前所依赖的属性做好对应关系。

我们必须要将依赖属性构造成 prop : [effect,effect] 这种结构，才能保证依赖属性变化的时候，依次去触发与之相关的 effect ，因此，需要在 get 属性的时候，做属性的依赖收集，将属性与 effect 关联起来。

依赖收集 —— track

在获取对象的属性时，会触发 getHandler ，再次做属性的依赖收集，即 Vue2 中的发布订阅。

在 setHandler 中获取属性的时候，做一次 track(target, key) 操作。

整个 track 的数据结构大概是这样

目的就是将 target ， key ， effect 之间做好对应的关系映射。

打印 targetMap 的结构如下：

**触发更新 —— trigger **

上述已经完成了依赖收集，剩下就是监控数据变化，触发更新操作，即在 setHandler 中添加 trigger 触发操作。

这样一来，获取数据的时候通过 track 进行依赖收集，更新数据的时候再通过 trigger 进行更新，就完成了整个数据的响应式操作。

再回头看看我们先前提到的例子：

控制台会依次打印 Hello ***** effect ***** 以及 World ***** effect ***** ， 分别是首次渲染触发跟更新数据重渲染触发，至此功能实现！

整体来说， Vue3 相比于 Vue2 在很多方面都做了调整，数据的响应式只是冰山一角，但是可以看出尤大团队非常巧妙的利用了 Proxy 的特点以及 es6 的数据结构和方法。另外， Composition API 的模式跟 React 在某些程度上有异曲同工之妙，这种设计模式让我们在实际开发使用中更加的方法快捷，值得我们去学习，加油！

最后附上仓库地址 github ，欢迎各位大佬批评斧正~