分析 Vue 3 源码中 `DeferredEffect` 的概念 (如 `computed` 和 `watch`),以及它们如何延迟执行副作用。

各位观众,晚上好!我是你们的老朋友,Bug终结者。今天咱们聊聊Vue 3里一个挺有意思的概念:DeferredEffect,这玩意儿在computedwatch里可是发挥着重要作用,简单说,就是让副作用延迟执行的幕后黑手。准备好了吗?咱们发车!

一、副作用是个什么鬼?为啥要延迟它?

在开始之前,咱们得先搞清楚啥是“副作用”。别想歪了,这儿说的副作用可不是吃了药拉肚子那种,而是指函数或者表达式,除了返回值之外,还会改变程序的状态。

举个栗子:

let a = 1;

function incrementA() {
  a++; // 这就是个副作用,它改变了外部变量 a 的值
  return a;
}

console.log(incrementA()); // 输出 2
console.log(a); // 输出 2

在这个例子里,incrementA函数除了返回a的值之外,还改变了全局变量a的值。这就是个典型的副作用。

在Vue里,组件的状态变化、DOM更新、发送网络请求等等,都是副作用。

那为啥要延迟执行副作用呢?

想象一下,如果你在一个循环里多次修改一个响应式数据,每次修改都立即触发DOM更新,那浏览器不得卡死?延迟执行副作用,可以把多次修改合并成一次更新,提高性能。

再比如,watch监听一个值,如果这个值在同一个事件循环里多次变化,我们可能只关心最终的值,而不是中间过程的值。延迟执行watch的回调,可以避免不必要的计算和执行。

二、DeferredEffect:延迟副作用的秘密武器

DeferredEffect并不是Vue 3源码中直接暴露的一个类或接口,而是一种实现延迟执行副作用的策略。它主要体现在computedwatch的实现中,使用了类似于“调度器”的机制。

简单来说,就是把要执行的副作用先放到一个队列里,等到合适的时机(比如当前事件循环结束),再统一执行。

三、computed:只在需要的时候才计算

computed属性是Vue里一个非常常用的功能,它可以根据其他响应式数据计算出一个新的值。关键在于,这个计算过程并不是立即进行的,而是延迟到真正需要这个值的时候才执行。

咱们先看一个简单的computed例子:

<template>
  <p>A: {{ a }}</p>
  <p>B: {{ b }}</p>
  <p>Sum: {{ sum }}</p>
</template>

<script>
import { ref, computed } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const a = ref(1);
    const b = ref(2);

    const sum = computed(() => {
      console.log("Calculating sum..."); // 只有在 sum 被访问时才会执行
      return a.value + b.value;
    });

    setTimeout(() => {
      a.value = 10;
    }, 1000);

    return {
      a,
      b,
      sum,
    };
  },
};
</script>

在这个例子里,sum是一个computed属性,它的值依赖于ab。但是,只有在template里使用sum的时候,才会触发sum的计算。而且,即使a的值发生了变化(1秒后),sum的计算也不会立即执行,而是等到下一次访问sum的时候才会重新计算。

computed背后的机制:

  1. 依赖收集: 当第一次访问sum的时候,Vue会追踪到sum的计算函数依赖于ab
  2. 缓存: sum的值会被缓存起来。
  3. 失效:ab的值发生变化时,sum会被标记为“失效”。
  4. 延迟计算: 下一次访问sum的时候,如果sum已经被标记为“失效”,则会重新执行计算函数,更新缓存的值。

computed的源码简化版:

虽然真正的源码很复杂,但我们可以用一个简化的版本来理解computed的实现原理:

class Ref {
  constructor(value) {
    this._value = value;
    this.dep = new Set(); // 用于存储依赖于这个 Ref 的 Effect
  }

  get value() {
    track(this); // 追踪依赖
    return this._value;
  }

  set value(newValue) {
    this._value = newValue;
    trigger(this); // 触发依赖更新
  }
}

function ref(value) {
  return new Ref(value);
}

let activeEffect = null; // 当前正在执行的 Effect

function track(ref) {
  if (activeEffect) {
    ref.dep.add(activeEffect);
  }
}

function trigger(ref) {
  ref.dep.forEach(effect => effect.run());
}

class ComputedRefImpl {
  constructor(getter) {
    this.getter = getter;
    this._value = undefined;
    this._dirty = true; // 标记是否需要重新计算
    this.effect = new ReactiveEffect(getter, () => {
      if (!this._dirty) {
        this._dirty = true;
      }
    });
  }

  get value() {
    if (this._dirty) {
      this._value = this.effect.run();
      this._dirty = false;
    }
    return this._value;
  }
}

class ReactiveEffect {
  constructor(fn, scheduler) {
    this.fn = fn;
    this.scheduler = scheduler;
  }

  run() {
    activeEffect = this;
    const result = this.fn();
    activeEffect = null;
    return result;
  }
}

function computed(getter) {
  return new ComputedRefImpl(getter);
}

// 示例
const a = ref(1);
const b = ref(2);

const sum = computed(() => {
  console.log("Calculating sum...");
  return a.value + b.value;
});

console.log("Initial sum:", sum.value); // 第一次访问,计算 sum 的值
a.value = 10; // 修改 a 的值,sum 被标记为失效
console.log("Sum after a changed:", sum.value); // 再次访问,重新计算 sum 的值

这个简化版的代码展示了computed的核心机制:

  • Ref类用于创建响应式数据。
  • ReactiveEffect类用于封装计算函数和调度器。
  • ComputedRefImpl类用于管理computed属性的计算和缓存。

关键在于ComputedRefImplget value()方法,它会检查_dirty标志,如果为true,则重新计算computed属性的值。而ReactiveEffectscheduler选项,则负责在依赖发生变化时,将_dirty标志设置为true,从而实现延迟计算。

表格总结computed的特点:

特点 描述
缓存机制 computed属性的值会被缓存,只有当依赖发生变化时才会重新计算。
延迟计算 computed属性的计算是延迟的,只有在真正需要这个值的时候才会执行。
依赖追踪 computed属性会自动追踪依赖的响应式数据,当依赖发生变化时,computed属性会被标记为失效。
性能优化 computed属性可以避免不必要的计算,提高性能。
适用场景 适用于根据其他响应式数据计算出一个新的值的场景,例如:计算总价、格式化日期等等。
watch区别 computed主要用于计算派生数据,并同步地返回结果。而watch主要用于监听数据的变化,并异步地执行回调函数。computed是同步的,watch是异步的。

四、watch:监听变化,但别急着行动

watch用于监听一个或多个响应式数据的变化,并在变化时执行回调函数。与computed不同的是,watch的回调函数是异步执行的,也就是说,当数据发生变化时,回调函数并不会立即执行,而是会等到当前事件循环结束之后再执行。

咱们先看一个简单的watch例子:

<template>
  <p>Count: {{ count }}</p>
</template>

<script>
import { ref, watch } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const count = ref(0);

    watch(count, (newValue, oldValue) => {
      console.log("Count changed from", oldValue, "to", newValue);
    });

    setInterval(() => {
      count.value++;
    }, 1000);

    return {
      count,
    };
  },
};
</script>

在这个例子里,watch监听了count的变化,每当count的值发生变化时,就会执行回调函数。但是,由于setInterval每隔1秒钟就会修改count的值,如果watch的回调函数是同步执行的,那么控制台会每秒钟输出一条日志。而实际上,控制台只会每隔一段时间输出一条日志,这就是因为watch的回调函数是异步执行的。

watch背后的机制:

  1. 依赖收集: watch会追踪监听的响应式数据。
  2. 调度器: 当监听的响应式数据发生变化时,watch会将回调函数放到一个队列里。
  3. 刷新队列: 在当前事件循环结束之后,Vue会执行队列里的所有回调函数。

watch的源码简化版:

//(前面Ref, ref, track, trigger 保持不变)

// 模拟一个 nextTick
const nextTick = (fn) => Promise.resolve().then(fn);

class WatchEffect {
  constructor(source, cb) {
    this.source = source;
    this.cb = cb;
    this.getter = typeof source === 'function' ? source : () => source.value; // 确保 source 是一个函数,可以访问到响应式数据
    this.value = this.getter(); // 初始值
    this.scheduler = () => {
      this.queueJob();
    };
    this.dirty = false;
    this.queue = new Set(); // 存储待执行的回调函数
    this.run(); // 立即执行一次,收集依赖
  }

  run() {
    activeEffect = this;
    const newValue = this.getter();
    activeEffect = null;
    if (newValue !== this.value || typeof newValue === 'object') {
      const oldValue = this.value;
      this.value = newValue;
      this.cb(newValue, oldValue);
    }
  }

  queueJob() {
    if (!this.dirty) {
      this.dirty = true;
      nextTick(() => { // 模拟 nextTick
          this.run();
          this.dirty = false;
      });
    }
  }
}

function watch(source, cb) {
  new WatchEffect(source, cb);
}

// 示例
const count = ref(0);

watch(count, (newValue, oldValue) => {
  console.log("Count changed from", oldValue, "to", newValue);
});

count.value++;
count.value++;
count.value++; // 多次修改 count 的值

这个简化版的代码展示了watch的核心机制:

  • WatchEffect类用于封装监听的响应式数据和回调函数。
  • scheduler选项负责在依赖发生变化时,将回调函数放到队列里。
  • nextTick函数用于在当前事件循环结束之后,执行队列里的所有回调函数。

关键在于WatchEffectqueueJob方法,它使用了nextTick函数,将回调函数的执行延迟到下一个事件循环。

表格总结watch的特点:

特点 描述
异步执行 watch的回调函数是异步执行的,会在当前事件循环结束之后执行。
依赖追踪 watch会自动追踪监听的响应式数据,当依赖发生变化时,会执行回调函数。
灵活性 watch可以监听单个响应式数据、多个响应式数据、甚至是一个返回响应式数据的函数。
适用场景 适用于监听数据的变化,并执行一些副作用的场景,例如:发送网络请求、更新DOM、保存数据等等。
computed区别 computed主要用于计算派生数据,并同步地返回结果。而watch主要用于监听数据的变化,并异步地执行回调函数。
immediate选项 watch 可以通过设置 immediate: true 选项,使其在组件初始化时立即执行一次回调函数。这在某些场景下非常有用,比如需要在组件加载时立即加载某些数据。

五、总结:DeferredEffect的精髓

DeferredEffect并不是一个具体的名字,它代表的是一种延迟执行副作用的策略。在Vue 3里,computedwatch都使用了这种策略,通过调度器和队列,将副作用的执行延迟到合适的时机,从而提高性能和避免不必要的计算。

  • computed 延迟计算,缓存结果,只在需要的时候才更新。
  • watch 异步执行回调函数,避免在同一个事件循环里多次执行。

理解了DeferredEffect的原理,就能更好地理解Vue 3的响应式系统的运作方式,写出更高效、更健壮的代码。

六、一些小贴士

  • 避免在computed里执行副作用: computed主要用于计算派生数据,不应该执行副作用。如果需要执行副作用,应该使用watch
  • 合理使用watchdeep选项: watchdeep选项可以监听对象内部属性的变化,但是会带来性能损耗。只有在确实需要监听对象内部属性的变化时,才应该使用deep选项。
  • 注意watch的执行时机: watch的回调函数是异步执行的,因此不能依赖回调函数的立即执行结果。

好了,今天的讲座就到这里。希望大家有所收获,以后写Vue代码的时候,也能更加得心应手。记住,Bug终结者永远和你在一起!我们下次再见!

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