阐述 Vue 3 源码中 `Proxy` 拦截器在 `get` 操作中如何同时实现依赖收集和对 `ref` 的自动解包(`unwrap`)。

各位观众老爷,大家好!今天咱们来聊聊 Vue 3 源码里一个非常有趣的地方:Proxy 拦截器在 get 操作中如何巧妙地实现依赖收集和对 ref 的自动解包。

咱们知道,Vue 3 响应式系统的核心就是 Proxy,它就像一个门卫,替咱们把守着数据的进出。当咱们读取一个响应式数据时,Proxyget 拦截器就会被触发。而这个 get 拦截器,就像一个身怀绝技的特工,既要偷偷地把依赖收集起来,又要悄无声息地把 ref 给解包了。

1. 响应式系统的基本概念回顾

在深入源码之前,咱们先来回顾一下几个重要的概念:

  • 响应式数据 (Reactive Data): 指的是当数据发生变化时,能够自动更新视图的数据。在 Vue 3 中,通过 reactiveref 函数来创建响应式数据。
  • 依赖 (Dependency): 指的是使用了响应式数据的代码片段,通常是模板中的表达式或者计算属性。
  • 依赖收集 (Dependency Collection): 指的是将依赖和响应式数据关联起来的过程。当响应式数据发生变化时,Vue 能够找到所有依赖它的代码片段,并通知它们进行更新。
  • 触发更新 (Trigger Update): 指的是当响应式数据发生变化时,通知所有依赖它的代码片段进行更新的过程。
  • ref 类型: ref 是 Vue 3 中用于创建响应式数据的另一种方式。它允许我们将任何值(包括原始类型)转化为响应式数据。ref 对象有一个 .value 属性,用于访问和修改内部的值。

2. Proxy 拦截器与 get 操作

Proxy 是 ES6 提供的特性,允许咱们拦截对象的基本操作,例如 getsetdeleteProperty 等。 Vue 3 使用 Proxy 来拦截对响应式数据的访问和修改,从而实现依赖收集和触发更新。

当咱们访问一个响应式对象的属性时,Proxyget 拦截器就会被调用。这个 get 拦截器接收两个参数:

  • target: 指的是被代理的原始对象。
  • key: 指的是要访问的属性名。
const data = { count: 0 };
const proxyData = new Proxy(data, {
  get(target, key, receiver) {
    console.log(`Getting ${key}!`);
    return Reflect.get(target, key, receiver);
  },
  set(target, key, value, receiver) {
    console.log(`Setting ${key} to ${value}!`);
    return Reflect.set(target, key, value, receiver);
  }
});

console.log(proxyData.count); // Getting count! 0
proxyData.count = 1; // Setting count to 1!

3. 依赖收集的实现

Vue 3 使用 track 函数来实现依赖收集。 track 函数的作用是将当前正在执行的 effect (可以简单理解成一个组件的渲染函数) 与被访问的响应式数据关联起来。

简化版的 track 函数可能是这样的:

// 全局变量,用于存储当前正在执行的 effect
let activeEffect = null;

function track(target, key) {
  if (activeEffect) {
    // 1. 根据 target 找到对应的 depsMap (一个 Map,存储了每个 target 的 key 和对应的依赖集合)
    let depsMap = targetMap.get(target);
    if (!depsMap) {
      depsMap = new Map();
      targetMap.set(target, depsMap);
    }

    // 2. 根据 key 找到对应的 deps (一个 Set,存储了依赖当前 key 的所有 effect)
    let deps = depsMap.get(key);
    if (!deps) {
      deps = new Set();
      depsMap.set(key, deps);
    }

    // 3. 将当前 activeEffect 添加到 deps 中
    deps.add(activeEffect);
    activeEffect.deps.push(deps); //方便cleanupEffect使用
  }
}

get 拦截器中,咱们需要调用 track 函数,将当前正在执行的 effect 与被访问的属性关联起来。

const targetMap = new WeakMap()
let activeEffect = null

function track(target, key) {
    if (!activeEffect) return

    let depsMap = targetMap.get(target)
    if (!depsMap) {
        targetMap.set(target, (depsMap = new Map()))
    }
    let dep = depsMap.get(key)
    if (!dep) {
        depsMap.set(key, (dep = new Set()))
    }

    if (!dep.has(activeEffect)) {
        dep.add(activeEffect)
        activeEffect.deps.push(dep)
    }
}

function trigger(target, key) {
    let depsMap = targetMap.get(target)
    if (!depsMap) return

    let dep = depsMap.get(key)
    if (!dep) return

    dep.forEach(effect => {
        effect()
    })
}

function reactive(raw) {
    return new Proxy(raw, {
        get(target, key) {
            track(target, key)
            return target[key]
        },
        set(target, key, value) {
            target[key] = value
            trigger(target, key)
            return true
        }
    })
}

function effect(fn) {
    activeEffect = fn
    fn() // 立即执行一次,触发依赖收集
    activeEffect = null
}

const product = reactive({ price: 5, quantity: 2 })
let total = 0

effect(() => {
    total = product.price * product.quantity
})

console.log('total = ' + total) // total = 10
product.quantity = 3
console.log('total = ' + total) // total = 15

4. ref 的自动解包

ref 对象有一个 .value 属性,用于访问和修改内部的值。为了让咱们在模板中能够直接使用 ref 的值,而不需要写 .value,Vue 3 在 get 拦截器中实现了 ref 的自动解包。

简单来说,如果 get 拦截器发现访问的属性是一个 ref 对象,它就会自动返回 ref.value

function ref(raw) {
  return {
    get value() {
      track(this, 'value')
      return raw
    },
    set value(newValue) {
      raw = newValue
      trigger(this, 'value')
    }
  }
}

const count = ref(0)
let doubled = 0

effect(() => {
  doubled = count.value * 2
})

console.log('doubled = ' + doubled) // doubled = 0
count.value = 1
console.log('doubled = ' + doubled) // doubled = 2

5. 合并依赖收集和 ref 解包

现在,咱们把依赖收集和 ref 解包的功能合并到一起。

const isRef = (val) => {
    return val.__v_isRef
}

function ref(raw) {
    raw = convert(raw)
    const r = {
        __v_isRef: true,
        get value() {
            track(r, 'value')
            return raw
        },
        set value(newValue) {
            raw = convert(newValue)
            trigger(r, 'value')
        }
    }
    return r
}

function convert(raw) {
    return typeof raw === 'object' ? reactive(raw) : raw
}

function reactive(raw) {
    return new Proxy(raw, {
        get(target, key) {
            const r = track(target, key)
            if (isRef(r)) {
                return r.value
            }
            return r
        },
        set(target, key, value) {
            target[key] = value
            trigger(target, key)
            return true
        }
    })
}

6. 完整示例

咱们来看一个完整的示例,演示 Proxy 拦截器如何同时实现依赖收集和 ref 解包。

const isRef = (val) => {
    return val.__v_isRef
}

function ref(raw) {
    raw = convert(raw)
    const r = {
        __v_isRef: true,
        get value() {
            track(r, 'value')
            return raw
        },
        set value(newValue) {
            raw = convert(newValue)
            trigger(r, 'value')
        }
    }
    return r
}

function convert(raw) {
    return typeof raw === 'object' ? reactive(raw) : raw
}

function reactive(raw) {
    return new Proxy(raw, {
        get(target, key) {
            track(target, key)
            const r = Reflect.get(target, key)
            if (isRef(r)) {
                return r.value
            }
            return r
        },
        set(target, key, value) {
            const oldValue = target[key]
            target[key] = value
            if (oldValue !== value) {
              trigger(target, key)
            }
            return true
        }
    })
}

const targetMap = new WeakMap()
let activeEffect = null

function track(target, key) {
    if (!activeEffect) return

    let depsMap = targetMap.get(target)
    if (!depsMap) {
        targetMap.set(target, (depsMap = new Map()))
    }
    let dep = depsMap.get(key)
    if (!dep) {
        depsMap.set(key, (dep = new Set()))
    }

    if (!dep.has(activeEffect)) {
        dep.add(activeEffect)
        activeEffect.deps.push(dep)
    }
}

function trigger(target, key) {
    let depsMap = targetMap.get(target)
    if (!depsMap) return

    let dep = depsMap.get(key)
    if (!dep) return

    dep.forEach(effect => {
        effect()
    })
}

function effect(fn) {
    activeEffect = fn
    fn() // 立即执行一次,触发依赖收集
    activeEffect = null
}

const product = reactive({
    price: ref(5),
    quantity: 2
})

let total = 0

effect(() => {
    total = product.price * product.quantity
})

console.log('total = ' + total) // total = 10
product.price = 10
console.log('total = ' + total) // total = 20

在这个例子中,product.price 是一个 ref 对象。当咱们在 effect 函数中访问 product.price 时,Proxyget 拦截器会自动解包 ref,返回 ref.value 的值。同时,track 函数会将当前的 effect 与 product.price 关联起来,以便在 product.price 发生变化时,能够自动更新 total

7. 总结

通过使用 Proxy 拦截器,Vue 3 能够在 get 操作中同时实现依赖收集和 ref 解包,从而简化了代码,提高了开发效率。 这种设计充分利用了 JavaScript 的高级特性,使得 Vue 3 的响应式系统更加强大和灵活。

特性 实现方式 优点 缺点
依赖收集 get 拦截器中调用 track 函数,将当前正在执行的 effect 与被访问的属性关联起来。 能够精确地追踪每个响应式数据的依赖关系,当数据发生变化时,能够准确地通知所有依赖它的代码片段进行更新。 需要维护一个全局变量 activeEffect,用于存储当前正在执行的 effect。
ref 解包 get 拦截器中判断被访问的属性是否是 ref 对象,如果是,则返回 ref.value 允许咱们在模板中直接使用 ref 的值,而不需要写 .value,简化了代码,提高了开发效率。 增加了 get 拦截器的复杂度,需要判断被访问的属性是否是 ref 对象。
整体 通过 Proxy 拦截器,将依赖收集和 ref 解包的功能合并到一起。 使得 Vue 3 的响应式系统更加强大和灵活。 增加了代码的复杂性,需要深入理解 Proxy 和响应式系统的原理才能完全掌握。

好了,今天的分享就到这里。希望大家有所收获,咱们下次再见!

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