聊一聊 Vue3 中响应式原理

JavaScript08

聊一聊 Vue3 中响应式原理,第1张

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~

理解:Vue3.0中一个新的配置项,值为一个函数。

setup是所有 Composition API(组合API) “ 表演的舞台 ” 。

组件中所用到的:数据、方法等等,均要配置在setup中。

setup函数的两种返回值:

若返回一个对象,则对象中的属性、方法, 在模板中均可以直接使用。(重点关注!)

若返回一个渲染函数:则可以自定义渲染内容。(了解)

注意点:

尽量不要与Vue2.x配置混用

Vue2.x配置(data、methos、computed...)中 可以访问到 setup中的属性、方法。

但在setup中 不能访问到 Vue2.x配置(data、methos、computed...)。

如果有重名, setup优先。

setup不能是一个async函数,因为返回值不再是return的对象, 而是promise, 模板看不到return对象中的属性。(后期也可以返回一个Promise实例,但需要Suspense和异步组件的配合)

作用: 定义一个响应式的数据

语法: const xxx = ref(initValue)

创建一个包含响应式数据的 引用对象(reference对象,简称ref对象) 。

JS中操作数据: xxx.value

模板中读取数据: 不需要.value,直接:<div>{{xxx}}</div>

备注:

接收的数据可以是:基本类型、也可以是对象类型。

基本类型的数据:响应式依然是靠Object.defineProperty()的get与set完成的。

对象类型的数据:内部 “ 求助 ” 了Vue3.0中的一个新函数—— reactive函数。

作用: 定义一个 对象类型 的响应式数据(基本类型不要用它,要用ref函数)

语法:const 代理对象= reactive(源对象)接收一个对象(或数组),返回一个 代理对象(Proxy的实例对象,简称proxy对象)

reactive定义的响应式数据是“深层次的”。

内部基于 ES6 的 Proxy 实现,通过代理对象操作源对象内部数据进行操作。

vue2.x的响应式

实现原理:

对象类型:通过Object.defineProperty()对属性的读取、修改进行拦截(数据劫持)。

数组类型:通过重写更新数组的一系列方法来实现拦截。(对数组的变更方法进行了包裹)。

Object.defineProperty(data,'count', {

get() {},

set() {}

})

存在问题:

新增属性、删除属性, 界面不会更新。

直接通过下标修改数组, 界面不会自动更新。

Vue3.0的响应式

实现原理:

通过Proxy(代理):  拦截对象中任意属性的变化, 包括:属性值的读写、属性的添加、属性的删除等。

通过Reflect(反射):  对源对象的属性进行操作。

MDN文档中描述的Proxy与Reflect:

Proxy: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy

Reflect: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Reflect

newProxy(data, {

    // 拦截读取属性值

get(target,prop) {

    returnReflect.get(target,prop)

   },

// 拦截设置属性值或添加新属性

set(target,prop,value) {

    returnReflect.set(target,prop,value)

   },

// 拦截删除属性

deleteProperty(target,prop) {

    returnReflect.deleteProperty(target,prop)

   }

})

proxy.name='tom'

从定义数据角度对比:

ref用来定义: 基本类型数据 。

reactive用来定义: 对象(或数组)类型数据 。

备注:ref也可以用来定义 对象(或数组)类型数据 , 它内部会自动通过reactive转为 代理对象 。

从原理角度对比:

ref通过Object.defineProperty()的get与set来实现响应式(数据劫持)。

reactive通过使用 Proxy 来实现响应式(数据劫持), 并通过 Reflect 操作 源对象 内部的数据。

从使用角度对比:

ref定义的数据:操作数据 需要 .value,读取数据时模板中直接读取 不需要 .value。

reactive定义的数据:操作数据与读取数据: 均不需要 .value。

setup执行的时机

在beforeCreate之前执行一次,this是undefined。

setup的参数

props:值为对象,包含:组件外部传递过来,且组件内部声明接收了的属性。

context:上下文对象

attrs: 值为对象,包含:组件外部传递过来,但没有在props配置中声明的属性, 相当于 this.$attrs。

slots: 收到的插槽内容, 相当于 this.$slots。

emit: 分发自定义事件的函数, 相当于 this.$emit。