vue3.0响应式原理

目前,Vue 的反应系统是使用 Object.defineProperty 的 getter 和 setter。 但是,Vue 3 将使用 ES2015 Proxy 作为其观察者机制。 这消除了以前存在的警告,使速度加倍,并节省了一半的内存开销。同时使用新的Composition Api,更好的逻辑复用,类型推导,更高的性能。

2.0的不足

使用递归对数据进行劫持,多层嵌套内存消耗大,性能不高。 只能劫持预先设置好的数据,直接添加的数据无法劫持。可以通过vue.set(xxx)。 对数组的操作只能是内部劫持的7种方法,直接修改下标不能触发响应式。

3.0的提升

  1. 逻辑组合和复用
  2. 类型推导:Vue3.0 最核心的点之一就是使用 TS 重构,以实现对 TS 丝滑般的支持。而基于函数 的 API 则天然对类型推导很友好。
  3. 打包尺寸:每个函数都可作为 named ES export 被单独引入,对 tree-shaking 很友好;其次所有函数名和 setup 函数内部的变量都能被压缩,所以能有更好的压缩效率。

3.0的一些基本用法

关于3.0的一些基本api的用法这里就不详细介绍,我们今天着重讲一下,reactive和effect的实现,也就是3.0核心的响应式原理是怎么实现,以及怎样收集依赖。 Composition Api

reactive

/**
* 这是第一步,实现数据的劫持
*/
function reactive(target) {
  return createReactiveObject(target)
}

function createReactiveObject(target) {
  if(!isObject(target)) {
    return target
  }
  // 说明已经代理过了
  const proxyed = toProxy.get(target)
  if (proxyed) {
    return proxyed
  }
  // 防止反复代理
  // reactive(proxy) reactive(proxy)
  if (toRow.has(target)) {
    return target
  }

  const handles = {
    get(target, key, receiver) {
      let result = Reflect.get(target, key, receiver)
      // 如果是多层次的对象的,我们需要递归代理
      return isObject(result) ? reactive(result) : result
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      let oldValue = target[key]
      // 我们不知道设置是否成功,所以要做一个反射,来告诉我们是否成功
      let flag = Reflect.set(target, key, value, receiver)
      return flag
    },
    // 删除的同上
    deleteProperty() {
    }
  }

  const observe = new Proxy(target, handles)
  return observe
}
复制代码

上面的代码很简单,我们递归对我们的数据实现了劫持,我们用 Reflect 反射,这里set中如果直接用target[key] = value来赋值会报错,用Reflect可以返回是否set成功。 这里有几个问题我们需要解决:

  1. 多次重复代理同一个对象
let name = {a:123}
reactive(name)
reactive(name)
reactive(name)
复制代码
  1. 代理过的对象多次代理
let name = {a:123}
let proxy = reactive(name)
reactive(proxy)
reactive(proxy)
复制代码

为了解决上面的俩个问题,源码里面用俩个WeakMap来做映射表关系的。所以上面的代码我们增加如下代码。同样WeakMap也是es6中的,不知道的同学可以去看看。 WeakMap

const toProxy = new WeakMap() // 用来放 当前对象:代理过的对象
const toRow = new WeakMap() // 用来放 代理过的对象: 当前对象


// 说明已经代理过了
const proxyed = toProxy.get(target)
if (proxyed) {
  return proxyed
}
// 防止反复代理
// reactive(proxy) reactive(proxy)
if (toRow.has(target)) {
  return target
}
// 对已经代理过的,进行保存
toProxy.set(target, observe)
toRow.set(observe, target)
复制代码

对数组的特殊处理

我们知道在2.0中对数组我们只能调用特定的7个方法才能让数据是响应式的。但在3.0中用Proxy我们能直接监听到数组的变换。

/**
 * 这里是数组的一个处理,如果push[1,2] => [1,2,3]
 * 这里会触发两次的set,一次是下标2的set,一次是length的set
 * 但是length的set的触发在这里是无意义的,length的修改并不需要是响应式的
 * oldValue !== value 可以规避length的修改带来的影响
 */
if (!isOwnProperty(target, key)) {
  console.log('设置新的属性')
// 修改属性
} else if (oldValue !== value) {
  console.log('修改原有的属性')
}
复制代码

####effect以及依赖收集 下面我们来实现响应式原理,在vue3.0中effect是一个非常有用的api,它会首先执行一次,然后依赖的数据改变了会自动在执行传入的函数,相当于computed。(我是这么理解的)

// 栈数组,先进后出
/**
 * 依赖收集 (数据: [effect])
 * 每个数据对应它的依赖,数据一变执行方法
 */
const activeEffectStacks = []

/**
 * 建立依赖关系
 * 数据结构
 * 
 * (WeakMap): {
 *   target: (Map) {
 *     key: (Set) [effect,effect]
 *   }
 * }
 */
const targetMap = new WeakMap()
function track(target, key) {
  let effect = activeEffectStacks[activeEffectStacks.length - 1]
  if (effect) {
    let depsMap = targetMap.get(target)

    if (!depsMap) {
      depsMap = new Map()
      targetMap.set(target, depsMap)
    }

    let deps = depsMap.get(key)
    if (!deps) {
      deps = new Set()
      depsMap.set(key, deps)
    }
    if (!deps.has(effect)) {
      deps.add(effect)
    }
  }
}

/**
 * 第二步,实现数据的响应式
 * 数据变通知依赖的数据更新
 * 
 * 副作用,先会执行一次,当数据变话的时候在执行一次
 * 这里面设计到一个依赖收集的东西,源码里面用一个栈(数组[])来做的
 * 
 */
function effect(fn) {
  const effectFun = createReactiveEffect(fn)
  effectFun()
}
function createReactiveEffect(fn) {
  const effect = function() {
    run(effect, fn)
  }
  return effect
}

function run(effect, fn) {
  try {
    // 栈里面已经拿到数据了以后,清掉保证数据量
    // try 保证fn执行报错时,一定能将栈清除
    activeEffectStacks.push(effect)
    fn()
  } finally{
    activeEffectStacks.pop(effect)
  }
}

// 这里增加依赖收集
get(target, key, receiver) {
	let result = Reflect.get(target, key, receiver)
	// 进行依赖收集
	/**
	 * 这里很巧妙,在第一次调用effect的时候,一定能触发一次target的get方法的
	 * 此时我们将依赖的关系建立
	 */
	track(target, key)
	// 如果是多层次的对象的,我们需要递归代理
	return isObject(result) ? reactive(result) : result
},
复制代码

这里我们主要将一下这个收集依赖的数据结构关系。用一个weakMap来放[target, Map], Map[key, Set],Set[effect],这样我们就能建立一个target,key,effect的依赖关系,每次target[key]改变的时候我们就能将对应的effect循环执行一遍。

trigger 依赖触发

/**
 * 依赖的触发
 */
function trigger(target, type, key) {
  // 这里先不做type的区分
  const depsMap = targetMap.get(target)
  if (depsMap) {
    const deps = depsMap.get(key)
    if (deps) {
      deps.forEach(effect => {
        effect()
      })
    }
  }
}
// 我们在get的时候触发依赖
if (!isOwnProperty(target, key)) {
   trigger(target, 'add', key)
   console.log('设置新的属性')
 // 修改属性
 } else if (oldValue !== value) {
   trigger(target, 'set', key)
   console.log('修改原有的属性')
 }
复制代码

好了,这样我们一个完整的一个数据劫持,依赖收集,依赖触发就基本完成。 完整代码

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