分析 Vue 3 源码中 `ref` 和 `reactive` 的底层实现差异,以及它们在内存占用和性能上各自的优势与劣势。

各位观众老爷们,大家好!我是你们的老朋友,Bug终结者。今天咱们不开车,不开玩笑,正儿八经地聊聊Vue 3里两个重量级人物:refreactive。保证大家听完,以后面试再也不怕被问得哑口无言,写代码也能更加得心应手。

咱们今天的内容主要分三个部分:

  1. 底层实现大揭秘: 扒一扒refreactive的底裤,看看它们到底是怎么工作的。
  2. 内存占用大比拼: 比比谁更省资源,看看在不同场景下谁更适合。
  3. 性能巅峰对决: 看看谁更快更流畅,避免性能瓶颈。

准备好了吗?Let’s go!

一、底层实现大揭秘

要理解refreactive,首先得知道Vue 3的核心魔法:Proxy(代理)。这玩意儿就像一个门卫,所有对数据的访问和修改都得经过它。Proxy可以监听数据的变化,从而触发Vue的更新机制。

1. ref:单身贵族的秘密

ref主要用来包装单个的原始类型值(例如:numberstringboolean)或者引用类型值(例如:objectarray)。它把值放在一个对象里,然后用Proxy监听这个对象的value属性。

简单来说,ref就像给你的数据找了个房子,Proxy就是这个房子的门卫,只负责看守value这个房间。

看一段简化的模拟ref实现的代码:

function myRef(value) {
  const refObject = {
    value: value
  };

  return new Proxy(refObject, {
    get(target, key, receiver) {
      if (key === 'value') {
        // 收集依赖,也就是告诉Vue,这个数据变化了,需要更新视图
        track(target, 'value');
        return Reflect.get(target, key, receiver);
      }
      return Reflect.get(target, key, receiver);
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      if (key === 'value') {
        if (target.value !== value) {
          target.value = value;
          // 触发更新,告诉Vue,赶紧刷新视图吧!
          trigger(target, 'value');
        }
        return true;
      }
      return Reflect.set(target, key, value, receiver);
    }
  });
}

// 简化的依赖收集和触发函数 (实际Vue3实现比这复杂得多)
let activeEffect = null;
const targetMap = new WeakMap();

function track(target, key) {
  if (activeEffect) {
    let depsMap = targetMap.get(target);
    if (!depsMap) {
      depsMap = new Map();
      targetMap.set(target, depsMap);
    }
    let deps = depsMap.get(key);
    if (!deps) {
      deps = new Set();
      depsMap.set(key, deps);
    }
    deps.add(activeEffect);
  }
}

function trigger(target, key) {
  const depsMap = targetMap.get(target);
  if (!depsMap) return;
  const deps = depsMap.get(key);
  if (!deps) return;
  deps.forEach(effect => {
    effect(); // 执行副作用函数,更新视图
  });
}

// 模拟一个 effect 函数
function effect(fn) {
  activeEffect = fn;
  fn(); // 立即执行一次,收集依赖
  activeEffect = null;
}

// 使用示例
let count = myRef(0);
effect(() => {
  console.log('Count is:', count.value); // 访问 count.value 会触发 get
});

count.value = 1; // 修改 count.value 会触发 set,并触发更新

这段代码里,myRef函数创建了一个包含value属性的对象,然后用Proxy来拦截对value属性的访问和修改。track函数负责收集依赖,trigger函数负责触发更新。

重点:

  • ref实际上是对一个对象的value属性进行代理。
  • 访问和修改ref的值必须通过.value

2. reactive:大家庭的守护者

reactive主要用来包装对象,包括普通对象、数组、Map、Set等。它直接用Proxy监听整个对象的所有属性。

reactive就像给你的对象找了个小区,Proxy是整个小区的门卫,负责看守小区里的每一户人家。

看一段简化的模拟reactive实现的代码:

function myReactive(target) {
  if (typeof target !== 'object' || target === null) {
    return target; // 只处理对象类型
  }

  return new Proxy(target, {
    get(target, key, receiver) {
      // 收集依赖
      track(target, key);
      return Reflect.get(target, key, receiver);
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      if (target[key] !== value) {
        target[key] = value;
        // 触发更新
        trigger(target, key);
      }
      return true;
    }
  });
}

// 简化的依赖收集和触发函数 (同上)
// ...

// 使用示例
let person = myReactive({ name: '张三', age: 20 });
effect(() => {
  console.log('Name is:', person.name, 'Age is:', person.age); // 访问 person.name 和 person.age 都会触发 get
});

person.age = 21; // 修改 person.age 会触发 set,并触发更新

这段代码里,myReactive函数直接用Proxy来拦截对整个对象的属性的访问和修改。

重点:

  • reactive直接对整个对象进行代理。
  • 访问和修改reactive的值可以直接通过.属性名

底层实现差异总结:

特性 ref reactive
包装对象 单个值(原始类型或引用类型) 对象(包括普通对象、数组、Map、Set等)
代理方式 对包含值的对象的value属性进行代理 直接对整个对象进行代理
访问方式 需要通过.value访问和修改值 可以直接通过.属性名访问和修改值
使用场景 主要用于包装单个值,方便在模板中使用,并且在 JavaScript 代码中可以方便地进行响应式更新。 主要用于包装复杂对象,方便对整个对象进行响应式管理。

二、内存占用大比拼

内存占用方面,refreactive各有千秋。

  • ref 因为ref实际上是对一个对象进行代理,所以会比直接使用原始类型值多占用一些内存。但是,如果你的数据本来就是一个对象,那么使用ref和直接使用reactive的内存占用差别不大。

  • reactive reactive会递归地将对象的所有属性都变成响应式的。如果你的对象非常大,属性非常多,那么reactive会占用更多的内存。

举个例子:

// 使用 ref
let countRef = ref(0); // 相当于创建了一个 { value: 0 } 的对象,并对其进行代理

// 直接使用原始类型
let count = 0;

// 使用 reactive
let personReactive = reactive({
  name: '张三',
  age: 20,
  address: {
    city: '北京',
    street: '长安街'
  }
}); // 会递归地将 personReactive.address 也变成响应式的

// 直接使用对象
let person = {
  name: '张三',
  age: 20,
  address: {
    city: '北京',
    street: '长安街'
  }
}; // 不会变成响应式的

在这个例子中,countRef会比count多占用一些内存,因为countRef实际上是一个对象。personReactive会递归地将address也变成响应式的,所以会比person占用更多的内存。

内存占用总结:

特性 内存占用 适用场景
ref 相对较小,因为只对一个对象的value属性进行代理。 包装单个原始类型值或引用类型值,对内存占用要求较高的场景。
reactive 相对较大,特别是当对象属性很多或者层级很深时,因为会递归地将对象的所有属性都变成响应式的。 包装复杂对象,需要对整个对象进行响应式管理的场景。

三、性能巅峰对决

性能方面,refreactive的差异主要体现在更新的粒度上。

  • ref ref的更新粒度更小,只有当value属性发生变化时才会触发更新。

  • reactive reactive的更新粒度更大,当对象的任何属性发生变化时都会触发更新。

举个例子:

// 使用 reactive
let personReactive = reactive({
  name: '张三',
  age: 20,
  address: {
    city: '北京',
    street: '长安街'
  }
});

// 修改 personReactive.address.city
personReactive.address.city = '上海'; // 会触发 personReactive 的更新

在这个例子中,即使只修改了personReactive.address.city,也会触发personReactive的更新,因为reactive监听的是整个对象。

性能优化建议:

  • 按需使用: 不要过度使用reactive,只对需要响应式的数据使用reactive
  • 拆分对象: 如果你的对象非常大,可以考虑将对象拆分成多个小对象,然后分别使用reactiveref进行包装。
  • 使用shallowReactiveshallowRef shallowReactive只会对对象的第一层属性进行响应式处理,不会递归地处理深层属性。shallowRef只会对value进行响应式处理,不会对value内部的属性进行响应式处理。 这两个可以提高性能,但是使用时需要考虑好场景是否合适。
  • 使用readonlyshallowReadonly: 可以防止意外修改,并且可以进行一些性能优化。

性能总结:

特性 性能 适用场景
ref 更新粒度小,性能相对较高,因为只有当value属性发生变化时才会触发更新。 需要频繁更新单个值,对性能要求较高的场景。
reactive 更新粒度大,性能相对较低,特别是当对象属性很多或者层级很深时,因为当对象的任何属性发生变化时都会触发更新。 需要对整个对象进行响应式管理,更新频率不高的场景。
shallowReactive 只对第一层属性进行响应式处理,性能比 reactive 高,但响应式能力有限。 只需要对对象的第一层属性进行响应式管理的场景。
shallowRef 只对 value 进行响应式处理,性能比 ref 高,但响应式能力有限。 只需要对 value 进行响应式管理,而不需要对 value 内部的属性进行响应式管理的场景。

总结

refreactive是Vue 3中非常重要的两个API,理解它们的底层实现差异、内存占用和性能特点,可以帮助我们更好地使用它们,写出更高效的Vue应用。

总而言之,ref适合单身贵族,简单直接;reactive适合大家庭,照顾周全。 用哪个,取决于你的数据结构和应用场景。

好了,今天的讲座就到这里,希望大家有所收获。如果觉得讲得还不错,记得点个赞哦!下次再见!

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