Vue3源码梳理：响应式系统的前世今生

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原创 2023-12-17 08:59:07 302 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Vue3-响应式原理解析 vue3 与 vue2 主要差异之一无疑是响应式实现上的改变。本文主要阐述响应式原理的实现方式解析以及核心源码阅读的注释理解。本文主要对响应式实现原理进行逻辑梳理，舍弃枯燥无味的代码，只用图解/文字进行功能描述，具体实现请自行阅读。保重！！！如果问题，虚心求教，还请指出！！！阅读详情

响应性数据的前世

js的程序性: 一套固定的，不会发生变化的执行流程

1 ）没有响应的数据

// 定义商品对象
const product = {
  price: 10,
  quantity: 2
}

// 总价格
let total = product.price * product.quantity
console.log(`总价格：${total}`) // 20

// 修改商品的数量
product.quantity = 5
console.log(`总价格：${total}`) // 20

这是一段非常普通的js程序，当最后 product.quantity 发生改变的时候，最终结果并没有发生变化
这里，当商品数量发生变化，总价格也会发生变化是我们的期望
由于js程序性的约束，我们只能得到20，我们想让程序变得更智能

2 ）进一步改造

// 定义商品对象
const product = {
  price: 10,
  quantity: 2
}

// 总价格
let total = 0

// 定义一个 effect 函数
const effect = () => {
  total = product.price * product.quantity // 访问属性，这里是 getter行为
}

effect()
console.log(`总价格：${total}`) // 20

// 修改商品的数量
product.quantity = 5 // 修改属性，这里是 setter 行为

effect() // 注意这里
console.log(`总价格：${total}`) // 50

这里，封装了一个effect方法，这个方法是重新计算 total 的方法
当 product.quantity 数据发生改变的时候，手动调用了一次 effect 方法
以上的方式是每次手动触发 effect 方法进行一次类似 getter 操作
这样手动操作，是比较麻烦的
为此，js中的API可以有效解决这个问题

响应式数据的今生

1 ）关于响应性数据

响应数据：是指影响视图变化的数据

2 ) vue2核心响应式API Object.defineProperty() 方法

let quantity = 2
const product = {
  price: 10,
  quantity
}

// 总价格
let total = 0

// 计算总价格函数
const effect = () => {
  total = product.price * product.quantity
}

effect()
console.log(`总价格：${total}`) // 20

// 响应式变化
Object.defineProperty(product, 'quantity', {
  set(newVal) {
    console.log('setter')
    quantity = newVal
    effect()
  },
  get() {
    console.log('getter')
    return quantity // 这里的变量是暴露在最外面的，不是很好
  }
})

这样可以在指定对象上，指定属性上的 getter 和 setter 行为，以此来触发effect(更新程序)
这样来说，相对更智能了

3 ） Obeject.defineProperty() 在设计上的缺陷

存在一个致命缺陷：vue官网/深入响应式原理/检测变化的注意事项
- 由于js的限制，vue不能检测数组和对象变化

代码示例，如下

<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="(val, key, index) in obj" :key="index">
        {{ key }} --- {{ val }}
      </li>
    </ul>
    <button @click="addObjKey">为对象增加属性</button>
    <div> ---------------- </div>
    <ul>
      <li v-for="(item, index) in arr" :key="index">
        {{ item }} --- {{ index }}
      </li>
    </ul>
    <button @click="addArrItem">为数组增加元素</button>
  </div>
</template>
<script>
  export default {
    name: 'App',
    data() {
      return {
        obj: {
          name: '张三',
          age: 30
        },
        arr: [
          '张三', '李四'
        ]
      }
    },
    methods: {
      addObjKey() {
        this.obj.gender = '男'
        console.log(this.obj)
      },
      addArrItem() {
        this.arr[2] = '王五'
        console.log(this.arr)
      }
    }
  }
</script>

上面两个按钮点击后，数据会更新，但是页面视图不会更新
当对象新增一个没有在data中声明的属性时，新增的属性不是响应式的
当为数组通过下标形式新增一个元素时，新增的元素不是响应式的
why?
- Object.defineProperty 只能监听指定对象，指定属性的 getter 和 setter
- js限制是指：没有办法知道为某一个对象新增了某一个属性这类行为，新增属性会失去响应性

4） Vue3中的 Proxy

文档：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy
Proxy 对象用于创建一个对象的代理，从而实现基本操作的拦截和自定义（如属性查找、赋值、枚举、函数调用等）。
语法
```
const p = new Proxy(target, handler)
```
- target 表示proxy包装的目标对象，可以是任何对象: 原生数组，函数，甚至另一个对象
- p 是 proxy的实例，是代理对象
- handler 是一个对象，可以在这个对象上指定getter和setter

代码改造，示例如下

// 定义商品对象
const product = {
  price: 10,
  quantity: 2
}

// 生成代理对象, 注意事项：使用时不能使用被代理对象(原对象)，而应该使用代理对象
// proxy 代理的是整个对象，而非某个对象的某个属性
const proxyProduct = new Proxy(product, {
  set(target, key, newVal, receiver) {
    // console.log('setter')
    target[key] = newVal
    // 这里触发 effect 重新计算
    effect()
    return true
  },
  get(target, key, receiver) {
    // console.log('getter')
    return target[key]
  }
})

// 总价格
let total = 0

// 定义一个 effect 函数
const effect = () => {
  total = proxyProduct.price * proxyProduct.quantity // 访问属性，这里是 getter行为
}

effect()
console.log(`总价格：${total}`) // 20

// 修改商品的数量, 注意这里是修改的代理对象的值，而非被代理对象的值
proxyProduct.quantity = 5 // 修改属性，这里是 setter 行为

effect()
console.log(`总价格：${total}`) // 50

通过修改代理对象的值，来让被代理对象同步发生变化
这里使用 proxy 完成了和 Object.defineProperty一样的效果
总结：
- proxy:
  - Proxy 将一个对象 (被代理对象), 得到一个新的对象 (代理对象), 同时拥有被代理对象中所有的属性
  - 当想要修改对象的指定属性时，我们使用代理对象进行修改
  - 代理对象的任何一个属性都可以触发 handler 的getter和setter
- Object.defineProperty
  - 该API为指定对象的指定属性设置属性描述符
  - 当想要修改对象的指定属性时，可以使用原对象进行修改
  - 通过属性描述符，只有被监听的指定属性，才可以触发 getter 和 setter
- 所以，当 vue3 通过 Proxy 实现响应性核心 API 之后， vue 将不会再存在新增属性时失去响应性的问题

5 ） proxy的最佳合伙API: Reflect，拦截js对象操作

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Reflect
Reflect 是一个内置的对象，它提供拦截 JavaScript 操作的方法。这些方法与 proxy handler (en-US) 的方法相同。Reflect 不是一个函数对象，因此它是不可构造的。
```
const obj = { name: '张三' }
Reflect.get(obj, 'name') // '张三'
```
Reflect.get(target, propertyKey[, receiver])
- 可以看到，这个 API 有三个参数
- target 需要取值的目标对象
- propertyKey 需要获取的值的键值
- receiver 如果target对象中指定了getter，receiver则为getter调用时的this值

测试代码如下:

// p1 对象
const p1 = {
  lastName: '张',
  firstName: '三',
  get fullName() {
     return this.lastName + this.firstName
  }
}

// p2 对象
const p2 = {
  lastName: '李',
  firstName: '四',
  get fullName() {
     return this.lastName + this.firstName
  }
}

// 测试
console.log(p1.fullName) // 张三
console.log(Reflect.get(p1, 'fullName')) // 张三
console.log(Reflect.get(p1, 'fullName', p2)) // 李四 这里，改变了getter的this指向，this指向了 p2, 所以 getter中获取的是 p2的fullName属性

console.log(p2.fullName) // 李四

使用 proxy 和 Reflect 一起使用

// p1 对象
const p1 = {
  lastName: '张',
  firstName: '三',
  get fullName() {
     return this.lastName + this.firstName
  }
}

const proxy = new Proxy(p1, {
  get(target, key, receiver) {
    console.log('getter')
    return target[key]
  }
})

console.log(proxy.fullName) // 这里进行一次getter操作，会执行一次

上述代码只会触发一次getter, 因为其中的this指向是target，也就是原对象p1
但是，我们的理解，如果做任意的取值都会触发一次getter, 也就是访问fullName的时候会触发一次getter, 但是fullName里面也有两次getter
这时候，我们想要触发三次getter 如何修改呢

// p1 对象
const p1 = {
  lastName: '张',
  firstName: '三',
  get fullName() {
     return this.lastName + this.firstName
  }
}

const proxy = new Proxy(p1, {
  get(target, key, receiver) {
    console.log('getter', key)
    // return target[key]
    return Reflect.get(target, key, receiver) // 注意，修改这里
  }
})

console.log(proxy.fullName) // 这里进行一次getter操作，会执行一次

这时候 proxy.fullName 会触发三次 getter的行为
- 先输出：fullName 的getter
- 再输出：lastName 的getter
- 最后输出：firstName 的getter
某些场景下，使用 return target[key] 会存在bug,
请使用 return Reflect.get(target, key, receiver) 代替