解释 Vuex/Pinia 源码中 `devtools` 集成的工作原理，以及它们如何与浏览器扩展进行通信以提供调试功能。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位靓仔靓女，早上好！今天咱们来聊聊 Vuex/Pinia 源码中 devtools 集成这个话题，保证让你们听完之后，感觉自己也能参与到 Vue 宇宙的建设中去。

开场白：调试，开发者的好基友

话说，咱们写代码，谁还没遇到过 Bug？调试就像咱们的亲密战友，而 Vuex/Pinia 的 devtools 集成，就是给这个战友升级了装备，让它更强大，更智能！有了它，状态管理就像透明的一样，一览无余。

一、devtools 集成的核心思想：发布-订阅模式的妙用

Vuex/Pinia 集成 devtools 的核心思想是发布-订阅模式。简单来说，就是 Vuex/Pinia 内部发生状态变化、mutation 提交、action 派发等事件时，会像广播一样通知所有订阅者（也就是 devtools 扩展）。devtools 扩展接收到这些消息后，就可以进行相应的处理，例如展示状态、记录历史操作等。

二、Vuex 的 devtools 集成：老大哥的稳重

Vuex 的 devtools 集成相对来说比较成熟，让我们一起看看它是怎么运作的。

插件的注入：Vue.use(Vuex) 的幕后故事

当你 import Vuex from 'vuex' 并 Vue.use(Vuex) 时，Vuex 会注册一个全局插件。这个插件会做一些初始化工作，其中就包括检测 devtools 是否存在。
```
// Vuex 源码片段 (简化版)
export function install (_Vue) {
 // ...
 if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
   Vue = _Vue
 }
 // 检测 devtools 是否存在
 const devtools =
   options.devtools !== false &&
   Vue.config.devtools

 if (devtools) {
   installDevtools(store) // 安装 devtools
 }
}
```
注意，这里 options.devtools 是一个选项，允许你手动禁用 devtools 集成。通常情况下，它默认是启用的。
installDevtools：连接 Vuex 和 devtools 的桥梁

installDevtools 函数是关键，它负责建立 Vuex 和 devtools 之间的通信通道。
```
// Vuex 源码片段 (简化版)
function installDevtools (store) {
 // 检查浏览器环境
 if (typeof window !== 'undefined' && window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__) {
   hook = window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__
   hook.emit('vuex:init', store) // 发送初始化消息
   hook.on('vuex:travel-to-state', (state) => { // 监听 devtools 的消息
     store.replaceState(state) // 替换状态
   })
   store.subscribe((mutation, state) => { // 订阅 mutation
     hook.emit('vuex:mutation', mutation, state) // 发送 mutation 消息
   })
   store.subscribeAction((action, state) => { // 订阅 action
       hook.emit('vuex:action', action, state) // 发送 action 消息
   })
 }
}
```
这里发生了几件重要的事情：
- window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__： 这是 devtools 扩展暴露的全局对象，Vuex 通过它来与 devtools 通信。
- hook.emit('vuex:init', store)： 当 Vuex 初始化时，它会向 devtools 发送一个 'vuex:init' 消息，告诉 devtools 有一个新的 Vuex store 诞生了。
- hook.on('vuex:travel-to-state', (state) => { ... })： devtools 可以发送 'vuex:travel-to-state' 消息，要求 Vuex 回到某个历史状态。Vuex 通过 store.replaceState(state) 来实现。
- store.subscribe((mutation, state) => { ... })： store.subscribe 是 Vuex 提供的 API，用于订阅 mutation。每当有 mutation 提交时，Vuex 就会调用这个回调函数，并将 mutation 和新的 state 发送给 devtools。
- store.subscribeAction((action, state) => { ... })： store.subscribeAction 是 Vuex 提供的 API，用于订阅 action。每当有 action 派发时，Vuex 就会调用这个回调函数，并将 action 和新的 state 发送给 devtools。
消息的格式：mutation 和 action 的数据结构

devtools 接收到的 mutation 和 action 消息通常包含以下信息：

字段描述

type mutation 或 action 的类型 (名称)

payload mutation 或 action 的 payload (参数)

state 状态变化后的整个 state 对象

devtools 利用这些信息来展示 mutation 和 action 的历史记录，以及它们对状态的影响。

字段	描述
`type`	mutation 或 action 的类型 (名称)
`payload`	mutation 或 action 的 payload (参数)
`state`	状态变化后的整个 state 对象

三、Pinia 的 devtools 集成：后起之秀的精巧

Pinia 在设计之初就考虑了 devtools 集成，所以它的实现更加简洁和高效。

devtoolsPlugin：Pinia 的 devtools 插件

Pinia 提供了一个 devtoolsPlugin，它是一个标准的 Pinia 插件，负责与 devtools 通信。

// Pinia 源码片段 (简化版)
export function devtoolsPlugin({ store, app }) {
 // ...
 if (typeof window !== 'undefined' && window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__) {
   const hook = window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__

   hook.emit('pinia:init', pinia) // 发送初始化消息

   store.$onAction(({ name, args, after, onError }) => { // 监听 action
     hook.emit('pinia:action', store, name, args) // 发送 action 开始消息
     after((result) => {
       hook.emit('pinia:action:after', store, name, args, result) // 发送 action 结束消息
     })
     onError((error) => {
       hook.emit('pinia:action:error', store, name, args, error) // 发送 action 错误消息
     })
   })

   store.$subscribe((mutation, state) => { // 监听 state 的变化
     hook.emit('pinia:mutation', store, mutation.type, mutation.payload) // 发送 mutation 消息
   }, { detached: true })
 }
}

可以看到，Pinia 的 devtoolsPlugin 也使用了 window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__ 来与 devtools 通信。

store.$onAction：监听 action 的利器

Pinia 使用 store.$onAction API 来监听 action。这个 API 提供了更细粒度的控制，可以监听 action 的开始、结束和错误。

store.$onAction(({ name, args, after, onError }) => {
 // action 开始时
 hook.emit('pinia:action', store, name, args)

 after((result) => {
   // action 成功结束时
   hook.emit('pinia:action:after', store, name, args, result)
 })

 onError((error) => {
   // action 发生错误时
   hook.emit('pinia:action:error', store, name, args, error)
 })
})

这使得 devtools 可以更精确地展示 action 的执行过程，包括参数、返回值和错误信息。

store.$subscribe：监听 state 的变化

Pinia 使用 store.$subscribe API 来监听 state 的变化。这个 API 与 Vuex 的 store.subscribe 类似，但它提供了更灵活的选项。
```
store.$subscribe((mutation, state) => {
 hook.emit('pinia:mutation', store, mutation.type, mutation.payload)
}, { detached: true })
```
detached: true 选项表示在组件卸载后，这个 subscription 仍然有效。这对于 devtools 来说非常重要，因为 devtools 需要监听整个应用的生命周期。
更简洁的 API：告别繁琐的配置

相比 Vuex，Pinia 的 API 更加简洁，开发者不需要手动配置 devtools 插件。Pinia 会自动检测 devtools 是否存在，并自动启用 devtools 集成。

四、devtools 扩展：幕后英雄的辛勤工作

devtools 扩展才是真正干活的。它接收来自 Vuex/Pinia 的消息，并将其转化为可视化的界面，供开发者查看和调试。

devtools 扩展的架构：前端的 MVC

devtools 扩展通常采用一种类似 MVC 的架构：
- Model (模型)： 存储 Vuex/Pinia 的状态、mutation 历史、action 历史等数据。
- View (视图)： 展示状态、mutation 历史、action 历史等信息。
- Controller (控制器)： 处理用户的交互，例如点击 mutation、回退到历史状态等。
devtools 扩展的通信方式：chrome.devtools.inspectedWindow.eval 和 chrome.runtime.sendMessage

devtools 扩展与页面中的 Vuex/Pinia 通信主要通过两种方式：
- chrome.devtools.inspectedWindow.eval： 用于在页面中执行 JavaScript 代码。devtools 可以使用这个 API 来获取 Vuex/Pinia 的状态，或者调用 Vuex/Pinia 的 API。
- chrome.runtime.sendMessage： 用于在 devtools 扩展的不同部分之间传递消息，例如从 content script 到 background script。
devtools 扩展的功能：状态查看、时间旅行、性能分析

devtools 扩展通常提供以下功能：
- 状态查看： 展示 Vuex/Pinia 的状态树，允许开发者查看和修改状态。
- 时间旅行： 允许开发者回退到历史状态，查看状态变化的过程。
- 性能分析： 记录 mutation 和 action 的执行时间，帮助开发者发现性能瓶颈。

五、代码示例：手动触发 devtools 更新

有时候，你可能需要在某些特殊情况下手动触发 devtools 更新。例如，当你使用第三方库修改了 Vuex/Pinia 的状态时，devtools 可能无法自动检测到这些变化。

// Vuex 示例
import Vue from 'vue'
import Vuex from 'vuex'

Vue.use(Vuex)

const store = new Vuex.Store({
  state: {
    count: 0
  },
  mutations: {
    increment (state) {
      state.count++
    }
  },
  actions: {
    incrementAsync ({ commit }) {
      setTimeout(() => {
        commit('increment')
        // 手动触发 devtools 更新
        if (window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__) {
          window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__.emit('vuex:init', store)
        }
      }, 1000)
    }
  }
})

// Pinia 示例
import { defineStore } from 'pinia'

export const useCounterStore = defineStore('counter', {
  state: () => ({ count: 0 }),
  actions: {
    increment() {
      this.count++
      // 手动触发 devtools 更新
      if (window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__) {
        window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__.emit('pinia:init', this)
      }
    }
  },
})

在这个示例中，我们在 incrementAsync action 中手动触发了 devtools 更新。这可以确保 devtools 能够正确显示状态变化。请注意，在生产环境中，应该避免手动触发 devtools 更新，因为它可能会影响性能。

六、devtools 集成中的一些坑：以及如何优雅地避开它们

devtools 未安装： 如果 devtools 扩展未安装，window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__ 将会是 undefined。因此，在访问它之前，一定要进行检查。
```
if (typeof window !== 'undefined' && window.__VUE_DEVTOOLS_GLOBAL_HOOK__) {
  // ...
}
```
生产环境： 在生产环境中，应该禁用 devtools 集成，以减少代码体积和提高性能。可以使用 process.env.NODE_ENV !== 'production' 来判断是否为生产环境。
```
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
  // ...
}
```
大型状态树： 如果你的状态树非常大，devtools 可能会变得很慢。可以考虑使用 devtools 提供的过滤功能，只显示你关心的状态。
异步操作： 在异步操作中修改状态时，要确保 devtools 能够正确跟踪状态变化。可以使用 store.subscribe 和 store.$onAction 来监听状态变化。

总结：devtools 集成，让开发更上一层楼

Vuex/Pinia 的 devtools 集成是状态管理的重要组成部分。它通过发布-订阅模式与 devtools 扩展通信，提供状态查看、时间旅行、性能分析等功能。了解 devtools 集成的原理，可以帮助你更好地调试 Vue 应用，提高开发效率。

最后，希望今天的讲座对大家有所帮助。记住，调试是开发者的好基友，devtools 集成是这个基友的强大装备！下次遇到 Bug，不要慌，打开 devtools，一切尽在掌握！

补充小贴士：

查看 Vuex 源码：https://github.com/vuejs/vuex
查看 Pinia 源码：https://github.com/vuejs/pinia
了解 Chrome 扩展开发：https://developer.chrome.com/docs/extensions/

希望这篇文章对你有帮助，祝你编码愉快！

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