阐述 Vue 3 源码中 `computed` 属性的 `dirty` 标志和 `scheduler` 任务是如何精确控制其惰性求值和缓存失效的。

各位观众，晚上好！今天咱们来聊聊 Vue 3 源码里 computed 属性的 "懒癌" 控制器：dirty 标志和 scheduler 任务。这俩家伙，一个负责给 computed 属性贴上“脏”标签，另一个负责在合适的时机把它“洗干净”，共同维护着 computed 属性的惰性求值和缓存失效。

一、啥是“懒癌”？computed 属性为什么要犯懒？

在Vue的世界里，computed 属性就像一个智能管家。它会根据依赖的数据自动计算出一个新的值，并且这个值会被缓存起来。只有当依赖的数据发生变化时，它才会重新计算。这种机制叫做“惰性求值”，也就是“不到万不得已，坚决不动手”。

为什么要这么懒？想想看，如果每次数据变化都立刻重新计算 computed 属性，那得多浪费计算资源啊！尤其是一些复杂的计算，如果用户根本没用到这个 computed 属性的值，那岂不是白费劲儿？

所以，computed 属性必须学会犯懒，在需要的时候才进行计算。而 dirty 标志和 scheduler 任务，就是控制它犯懒的两个关键机制。

二、dirty 标志：给 computed 属性贴标签

dirty 标志，顾名思义，就是用来标记 computed 属性是否“脏”的。啥叫“脏”？就是指 computed 属性的依赖数据已经发生了变化，它的缓存值可能已经过期，需要重新计算了。

dirty 标志是一个简单的布尔值，true 表示“脏”，false 表示“干净”。当 computed 属性的依赖数据发生变化时，Vue 会把它的 dirty 标志设置为 true。

代码示例：

// 假设我们有一个简单的 Vue 组件
const app = Vue.createApp({
  data() {
    return {
      firstName: '张',
      lastName: '三'
    }
  },
  computed: {
    fullName() {
      console.log('fullName computed 属性被重新计算了！'); // 观察计算时机
      return this.firstName + this.lastName;
    }
  },
  mounted() {
    // 首次渲染时，fullName 会被计算
    console.log('首次渲染:', this.fullName);

    // 修改 firstName，触发 fullName 的依赖更新
    this.firstName = '李';
    console.log('修改 firstName 后:', this.fullName); // fullName 并不会立即重新计算

    // 再修改 lastName
    this.lastName = '四';
    console.log('修改 lastName 后:', this.fullName); // fullName 并不会立即重新计算

    // 下一次 DOM 更新时，fullName 才会重新计算
    nextTick(() => {
      console.log('nextTick 后:', this.fullName); // fullName 重新计算
    });
  }
});

app.mount('#app');

在这个例子中，当我们修改 firstName 或 lastName 时，fullName 属性的 dirty 标志会被设置为 true。但是，fullName 并不会立即重新计算，而是等到下一次 DOM 更新之前，也就是 nextTick 之后，才会重新计算。

dirty 标志的作用：

1. 标记缓存失效： 当 dirty 为 true 时，表示缓存的值已经过期，不能直接使用。
2. 控制计算时机： 只有当 dirty 为 true 并且需要访问 computed 属性的值时，才会触发重新计算。

三、scheduler 任务：延迟执行“洗澡”任务

scheduler 任务，可以理解为一个任务调度器。它的作用是把一些需要延迟执行的任务，比如重新计算 computed 属性的值，放到一个队列里，然后在合适的时机执行这些任务。

在 Vue 3 中，scheduler 任务通常与 nextTick 结合使用。nextTick 的作用是把一个回调函数放到下一个 DOM 更新循环之后执行。也就是说，当我们修改了数据，触发了 computed 属性的依赖更新时，Vue 会把重新计算 computed 属性的任务放到 nextTick 的回调队列里。

代码示例：

（接上面的例子）

当 firstName 或 lastName 发生变化时， Vue 内部会执行以下操作：

1. 找到依赖于 firstName 和 lastName 的 computed 属性 fullName。
2. 将 fullName 的 dirty 标志设置为 true。
3. 将重新计算 fullName 的任务添加到 scheduler 的任务队列中。
4. nextTick 确保这些任务在下一个 DOM 更新循环之前执行。

scheduler 任务的作用：

1. 延迟计算： 把计算任务放到下一个 DOM 更新循环之后执行，避免不必要的计算。
2. 批量更新： 可以把多个 computed 属性的计算任务放到同一个任务队列里，一次性执行，提高性能。
3. 避免重复计算： 如果在同一个 DOM 更新循环中，同一个 computed 属性的依赖数据发生了多次变化，scheduler 任务只会执行一次计算。

四、computed 属性的执行流程

现在，我们把 dirty 标志和 scheduler 任务结合起来，看看 computed 属性的完整执行流程：

1. 初始化： 创建 computed 属性时，dirty 标志被设置为 true，表示需要首次计算。
2. 访问 computed 属性的值：
   • 如果 dirty 为 true，表示缓存失效，需要重新计算：
     • 执行 computed 属性的计算函数，得到新的值。
     • 把新的值缓存起来。
     • 把 dirty 标志设置为 false，表示缓存有效。
   • 如果 dirty 为 false，表示缓存有效，直接返回缓存的值。
3. 依赖数据发生变化：
   • 找到依赖于该数据的 computed 属性。
   • 把 computed 属性的 dirty 标志设置为 true。
   • 把重新计算 computed 属性的任务添加到 scheduler 的任务队列中。
4. nextTick 执行：
   • scheduler 任务开始执行。
   • 遍历任务队列，依次执行每个 computed 属性的计算任务。

表格总结：

机制	作用	状态变化	触发时机
dirty	标记 computed 属性是否需要重新计算	true (需要重新计算) / false (缓存有效)	初始化时设置为 true，依赖数据变化时设置为 true，计算完成后设置为 false
scheduler	延迟执行 computed 属性的计算任务，批量更新，避免重复计算	任务队列：存储需要重新计算的 computed 属性	依赖数据变化时，将计算任务添加到队列；nextTick 执行时，从队列中取出任务并执行
nextTick	确保 DOM 更新之后执行回调函数，避免在 DOM 更新之前访问未更新的 DOM 元素，保证数据和视图的一致性	回调队列：存储需要在 DOM 更新后执行的回调函数	数据变化后，将更新任务（包括 computed 属性的重新计算）添加到回调队列；浏览器空闲时执行队列中的回调函数
访问computed属性	决定是否返回值或进行重新计算	–	当组件需要computed属性的值时

五、源码剖析 (简化版)

为了让大家更深入地理解，我们来扒一扒 Vue 3 源码 (简化版)，看看 computed 属性是如何实现惰性求值和缓存失效的。

// 简化版的 computed 实现
function computed(getter) {
  let value;
  let dirty = true;
  let effect;

  const computedRef = {
    get value() {
      if (dirty) {
        value = effect.run(); // 执行计算函数
        dirty = false; // 设置为干净
      }
      return value; // 返回缓存值
    }
  };

  effect = new ReactiveEffect(getter, () => {
    // scheduler，在依赖更新时触发
    if (!dirty) {
      dirty = true; // 设置为脏
    }
  });

  return computedRef;
}

// 简化版的 ReactiveEffect，用于追踪依赖
class ReactiveEffect {
  constructor(fn, scheduler) {
    this.fn = fn;
    this.scheduler = scheduler;
    this.deps = []; // 存储依赖
  }

  run() {
    // 执行计算函数，并收集依赖
    activeEffect = this; // 标记当前正在执行的 effect
    cleanupEffect(this); // 清除之前的依赖
    const result = this.fn(); // 执行计算函数
    activeEffect = null; // 清除标记
    return result;
  }

  stop() {
    // 停止追踪依赖
    cleanupEffect(this);
  }
}

function cleanupEffect(effect) {
  // 清除 effect 的依赖
  effect.deps.forEach(dep => {
    dep.delete(effect);
  });
  effect.deps.length = 0;
}

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

// 简化版的依赖收集
function track(target, key) {
  if (activeEffect) {
    let dep = targetMap.get(target, key);
    if (!dep) {
      dep = new Set();
      targetMap.set(target, key, dep);
    }
    dep.add(activeEffect);
    activeEffect.deps.push(dep);
  }
}

// 简化版的触发更新
function trigger(target, key) {
  const dep = targetMap.get(target, key);
  if (dep) {
    dep.forEach(effect => {
      if (effect.scheduler) {
        effect.scheduler(); // 执行 scheduler
      } else {
        effect.run(); // 立即执行
      }
    });
  }
}

// 模拟依赖收集和触发
const targetMap = new WeakMap();

// 示例用法
const data = {
  firstName: '张',
  lastName: '三'
};

const computedFullName = computed(() => data.firstName + data.lastName);

// 访问 computedFullName.value，会触发计算
console.log('第一次访问:', computedFullName.value); // 张三

// 修改 firstName，触发依赖更新
data.firstName = '李';
// 注意：此时 computedFullName.value 并不会立即重新计算

// 再次访问 computedFullName.value，会触发重新计算
console.log('第二次访问:', computedFullName.value); // 李三

代码解释：

1. computed(getter) 函数： 接收一个计算函数 getter 作为参数，返回一个 computedRef 对象。
2. dirty 标志： 初始值为 true，表示需要首次计算。
3. ReactiveEffect 类： 用于追踪计算函数的依赖，并在依赖更新时执行 scheduler。
4. scheduler： 在依赖更新时，把 dirty 标志设置为 true。
5. computedRef.value 的 getter：
   • 如果 dirty 为 true，则执行 effect.run() 重新计算，并把 dirty 设置为 false。
   • 如果 dirty 为 false，则直接返回缓存的值。
6. track(target, key) 函数： 模拟依赖收集，把 activeEffect 添加到依赖集合中。
7. trigger(target, key) 函数： 模拟触发更新，执行依赖集合中的 scheduler。

这个简化版的源码，虽然省略了很多细节，但是基本原理和 Vue 3 源码是一致的。

六、总结

dirty 标志和 scheduler 任务，是 Vue 3 中 computed 属性实现惰性求值和缓存失效的关键机制。它们通过以下方式协同工作：

• dirty 标志：标记 computed 属性是否需要重新计算。
• scheduler 任务：延迟执行计算任务，避免不必要的计算，提高性能。

通过理解这两个机制，我们可以更好地理解 Vue 3 的响应式原理，写出更高效的 Vue 代码。

七、更深入的思考 (课后作业)

1. Vue 3 的 computed 属性还支持 setter 函数，用于手动修改 computed 属性的值。思考一下，setter 函数是如何影响 dirty 标志和 scheduler 任务的？
2. Vue 3 的 watch API 也可以监听数据的变化，并执行回调函数。watch 和 computed 有什么区别？在什么情况下应该使用 watch，什么情况下应该使用 computed？
3. 尝试阅读 Vue 3 源码中 computed 属性的实现，更深入地理解其工作原理。

今天的讲座就到这里，希望对大家有所帮助！ 感谢各位的观看！