深入理解 Vue 3 源码中 `effectScope` 的设计目的和实现原理,它如何帮助管理和停止一组响应式副作用?

各位观众老爷,晚上好!今天咱们来聊聊 Vue 3 源码里一个相当重要,但又经常被大家忽略的小可爱:effectScope。 别看它名字里带个“scope”,就以为它只是个简单的作用域。实际上,它可是个管理响应式副作用的“大管家”,能让你在复杂的应用中更好地控制和清理这些副作用。

一、 啥是响应式副作用?为啥需要管理它?

在 Vue 的响应式世界里,咱们经常会用到 effect 函数。effect 就像一个侦探,时刻观察着某些响应式数据(例如 refreactive 对象),一旦这些数据发生了变化,effect 就会执行一些操作。这些操作,就叫做“副作用”。

举个例子:

import { ref, effect } from 'vue';

const count = ref(0);

effect(() => {
  console.log(`Count is: ${count.value}`); // 这就是副作用!
});

count.value++; // 触发副作用,控制台输出 "Count is: 1"

在这个例子里,console.log 就是一个副作用。它依赖于 count 的值,当 count 改变时,就会被重新执行。

但是,如果你的应用越来越复杂,effect 会越来越多,而且这些 effect 之间可能存在依赖关系。如果没有一个好的管理机制,就很容易出现以下问题:

  1. 内存泄漏: effect 创建的监听器没有被及时清理,导致内存占用越来越高。
  2. 重复执行: effect 被不必要地执行,浪费计算资源。
  3. 难以调试: 复杂的 effect 关系会让代码难以理解和调试。

所以,我们需要一个工具来更好地管理这些响应式副作用,让它们井然有序,该启动的时候启动,该停止的时候停止。而 effectScope,就是 Vue 3 提供的这个“大管家”。

二、 effectScope 的作用:化繁为简,掌控全局

effectScope 的核心作用就是:

  • 组织 effect 将一组相关的 effect 组织在一起,形成一个“作用域”。
  • 统一控制: 可以统一启动或停止这个作用域内的所有 effect
  • 避免内存泄漏: 当作用域被停止时,会自动清理所有相关的 effect,避免内存泄漏。

可以把 effectScope 想象成一个文件夹,你把所有相关的 effect 都放在这个文件夹里,然后可以对这个文件夹进行统一操作,比如“全部启动”或“全部关闭”。

三、 effectScope 的基本用法:三步走策略

使用 effectScope 非常简单,只需要三步:

  1. 创建 effectScope 实例: 使用 effectScope() 函数创建一个 effectScope 实例。
  2. effectScope 中注册 effect 使用 scope.run() 方法将 effect 函数包裹起来,使其在 effectScope 中执行。
  3. 控制 effectScope 的启动和停止: 使用 scope.stop() 方法停止 effectScope,清理所有相关的 effect

下面是一个简单的例子:

import { ref, effect, effectScope } from 'vue';

const count = ref(0);
const message = ref('Hello');

const scope = effectScope(); // 1. 创建 effectScope 实例

scope.run(() => { // 2. 在 effectScope 中注册 effect
  effect(() => {
    console.log(`Count is: ${count.value}`);
  });

  effect(() => {
    console.log(`Message is: ${message.value}`);
  });
});

count.value++; // 触发第一个 effect
message.value = 'World'; // 触发第二个 effect

scope.stop(); // 3. 停止 effectScope,清理所有 effect

count.value++; // 不会触发任何 effect
message.value = 'Goodbye'; // 不会触发任何 effect

在这个例子里,我们创建了一个 effectScope 实例 scope,然后将两个 effect 注册到 scope 中。当我们调用 scope.stop() 方法时,这两个 effect 都会被停止,即使 countmessage 的值发生了变化,也不会再触发任何副作用。

四、 effectScope 的高级用法:嵌套作用域与分离作用域

effectScope 还支持一些高级用法,比如嵌套作用域和分离作用域。

  • 嵌套作用域: 可以在一个 effectScope 中创建另一个 effectScope,形成嵌套关系。当父作用域被停止时,所有子作用域也会被自动停止。
  • 分离作用域: 可以创建一个“分离的” effectScope,它不会自动继承父作用域的停止状态。即使父作用域被停止,分离作用域仍然可以继续运行。

下面是嵌套作用域的例子:

import { ref, effect, effectScope } from 'vue';

const outerCount = ref(0);
const innerCount = ref(0);

const outerScope = effectScope();

outerScope.run(() => {
  effect(() => {
    console.log(`Outer count is: ${outerCount.value}`);
  });

  const innerScope = effectScope(); // 创建嵌套的 effectScope

  innerScope.run(() => {
    effect(() => {
      console.log(`Inner count is: ${innerCount.value}`);
    });
  });

  innerCount.value++; // 触发内部 effect

  // innerScope.stop(); // 如果在这里停止 innerScope,outerScope 停止时就不需要再管它了

  // outerScope.onScopeDispose(() => {
  //     innerScope.stop()
  // }) // 更好的做法是,在外层作用域销毁时,也销毁内层作用域
});

outerCount.value++; // 触发外部 effect

outerScope.stop(); // 停止外部 effectScope,内部 effectScope 也会被自动停止

outerCount.value++; // 不会触发任何 effect
innerCount.value++; // 不会触发任何 effect

在这个例子里,innerScopeouterScope 的子作用域。当我们调用 outerScope.stop() 方法时,innerScope 也会被自动停止。

要创建分离的作用域,可以使用 effectScope(true),例如:

import { ref, effect, effectScope } from 'vue';

const count = ref(0);

const detachedScope = effectScope(true); // 创建分离的作用域

detachedScope.run(() => {
  effect(() => {
    console.log(`Count in detached scope is: ${count.value}`);
  });
});

const normalScope = effectScope();

normalScope.run(() => {
    effect(() => {
        console.log(`Count in normal scope is: ${count.value}`)
    })
})

count.value++; // 触发两个 effect

normalScope.stop(); // 停止 normalScope

count.value++; // 只会触发 detachedScope 里的 effect

detachedScope.stop(); // 最后停止 detachedScope

在这个例子中,detachedScope 是一个分离的作用域。即使 normalScope 被停止,detachedScope 仍然可以继续运行,直到我们显式地调用 detachedScope.stop() 方法。

五、 effectScope 的源码剖析:揭秘内部机制

了解了 effectScope 的基本用法,接下来咱们深入到源码层面,看看它内部是如何实现的。

effectScope 的核心代码并不复杂,主要包括以下几个部分:

  1. EffectScope 类: 用于表示一个 effectScope 实例。
  2. activeEffectScope 变量: 用于记录当前激活的 effectScope
  3. recordEffectScope 函数: 用于将 effect 注册到当前激活的 effectScope 中。
  4. stop 方法: 用于停止 effectScope,清理所有相关的 effect

下面是 EffectScope 类的简化版代码:

class EffectScope {
  active = true; // 作用域是否激活
  effects = []; // 存储作用域内的 effect
  cleanups = []; // 存储清理函数
  parent = null; // 父作用域
  constructor(detached = false) {
    this.detached = detached; // 是否是分离的作用域
    this.active = true;
    this.effects = [];
    this.cleanups = [];
  }

  run(fn) {
    if (this.active) {
      try {
        this.parent = activeEffectScope; // 记录父作用域
        activeEffectScope = this; // 设置当前激活的作用域
        return fn(); // 执行函数
      } finally {
        activeEffectScope = this.parent; // 恢复父作用域
        this.parent = null;
      }
    }
  }

  stop() {
    if (this.active) {
      this.effects.forEach(effect => effect.stop()); // 停止所有 effect
      this.cleanups.forEach(cleanup => cleanup()); // 执行所有清理函数
      this.active = false; // 标记为已停止
      this.effects = [];
      this.cleanups = [];
    }
  }

  onScopeDispose(fn){
    this.cleanups.push(fn)
  }
}

let activeEffectScope = null; // 当前激活的 effectScope

function recordEffectScope(effect) {
  if (activeEffectScope && activeEffectScope.active) {
    activeEffectScope.effects.push(effect); // 将 effect 注册到当前激活的 effectScope 中
  }
}

function effectScope(detached = false) {
  return new EffectScope(detached);
}

这段代码的关键点在于:

  • activeEffectScope 变量: 它就像一个“全局变量”,用于记录当前正在执行的 effectScope。当我们在 scope.run() 方法中执行 effect 函数时,activeEffectScope 会被设置为当前的 scope 实例,这样 effect 就可以被注册到这个 scope 中。
  • recordEffectScope 函数: 这个函数会在 effect 函数内部被调用,用于将 effect 注册到 activeEffectScope 中。
  • stop 方法: 这个方法会遍历 effects 数组,调用每个 effectstop 方法,停止所有相关的 effect

六、 effectScope 的应用场景:让你的代码更优雅

effectScope 在实际开发中有非常广泛的应用场景,比如:

  • 组件卸载时的清理: 在组件卸载时,可以使用 effectScope 来清理所有相关的 effect,避免内存泄漏。
  • 条件渲染: 在条件渲染的场景下,可以使用 effectScope 来控制 effect 的启动和停止,避免不必要的计算。
  • 插件开发: 在插件开发中,可以使用 effectScope 来管理插件的副作用,保证插件的可靠性。

下面是一个组件卸载时清理 effect 的例子:

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

<script>
import { ref, effect, onUnmounted, effectScope } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const count = ref(0);
    const scope = effectScope(); // 创建 effectScope 实例

    scope.run(() => {
      effect(() => {
        console.log(`Count in component is: ${count.value}`);
      });
    });

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

    onUnmounted(() => {
      scope.stop(); // 在组件卸载时停止 effectScope
      clearInterval()
    });

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

在这个例子里,我们在组件的 setup 函数中创建了一个 effectScope 实例 scope,然后将一个 effect 注册到 scope 中。在组件的 onUnmounted 钩子函数中,我们调用 scope.stop() 方法,停止 effectScope,清理所有相关的 effect,避免内存泄漏。

七、 总结:effectScope,你值得拥有

effectScope 是 Vue 3 中一个非常实用的工具,它可以帮助我们更好地管理响应式副作用,让代码更清晰、更健壮。掌握 effectScope 的用法,可以让你在开发大型 Vue 应用时更加得心应手。

总的来说,effectScope 的设计目的就是:

  • 简化副作用管理: 将相关的副作用组织在一起,方便统一控制。
  • 避免内存泄漏: 自动清理不再需要的副作用。
  • 提高代码可维护性: 让代码结构更清晰,更容易理解和调试。

所以,下次你在 Vue 项目中遇到复杂的响应式副作用管理问题时,不妨试试 effectScope,它可能会给你带来意想不到的惊喜!

希望今天的讲解对大家有所帮助,谢谢大家!

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