Vue 3 源码漫游:Watch 和 WatchEffect 的爱恨情仇
大家好,欢迎来到今天的 Vue 3 源码漫游之旅!我是你们的导游,今天咱们要探索 Vue 3 中两个强大的响应式工具:watch
和 watchEffect
。 它们都用于监听响应式数据的变化并执行副作用,但它们之间的差异却非常微妙,理解这些差异能让你在 Vue 开发中更加游刃有余。
准备好了吗? 让我们系好安全带,开始深入 watch
和 watchEffect
的内部世界吧!
第一幕:响应式世界的基石 – 依赖收集
要理解 watch
和 watchEffect
,首先要理解 Vue 3 响应式系统的核心:依赖收集。 简单来说,依赖收集就是 Vue 追踪哪些响应式数据被组件或函数使用了的过程。 当这些响应式数据发生变化时,Vue 就能精确地通知那些依赖于它们的组件或函数进行更新。
在 Vue 3 中,这个依赖收集的核心机制由 track
和 trigger
函数来实现。
-
track(target, type, key)
: 当读取响应式对象target
的属性key
时,track
函数会被调用。 它会将当前正在执行的effect
(例如,组件的渲染函数、watch
回调或watchEffect
回调) 注册为target[key]
的依赖。type
通常是GET
。 -
trigger(target, type, key, newValue, oldValue)
: 当设置响应式对象target
的属性key
时,trigger
函数会被调用。 它会找到所有依赖于target[key]
的effect
,并触发它们重新执行。type
通常是SET
。
好,有了这个基础,我们就可以开始分析 watch
和 watchEffect
的源码实现了。
第二幕:watchEffect
– 盲盒式监听
watchEffect
是一个“即时满足”的函数。 它会立即执行传入的回调函数,并在执行过程中自动追踪所有被访问的响应式依赖。 这就像打开一个盲盒,你不知道里面有什么,但你打开了,就必须接受它。
让我们来看一下 watchEffect
的简化版实现(为了便于理解,我省略了一些细节):
function watchEffect(effect, options = {}) {
let active = true;
let cleanup; // 用于存储清理函数
const job = () => {
if (!active) {
return;
}
cleanup && cleanup(); // 执行上一次的清理函数
const onInvalidate = (fn) => {
cleanup = fn; // 存储清理函数,在下次执行前调用
};
try {
currentEffect = job; // 标记当前正在执行的 effect
effect(onInvalidate); // 执行 effect 回调
} finally {
currentEffect = null; // 清空当前 effect
}
};
job(); // 立即执行一次
return () => {
active = false; // 停止监听
};
}
let currentEffect = null; // 用于跟踪当前执行的 effect
function track(target, type, key) {
if (currentEffect) {
// 将当前的 effect 添加到 target[key] 的依赖列表中
// (省略具体实现,依赖列表通常是一个 Set)
console.log(`Tracking ${key} for effect`);
}
}
// 模拟响应式数据
const state = reactive({ count: 0 });
// 使用 watchEffect
const stop = watchEffect((onInvalidate) => {
console.log(`Count is: ${state.count}`);
// 清理函数,在 effect 重新执行前调用
onInvalidate(() => {
console.log('Cleanup called!');
});
});
// 修改响应式数据
state.count++;
state.count++;
// 停止监听
stop();
state.count++; // 不会触发 effect,因为已经停止监听
代码解释:
watchEffect(effect, options)
: 接收一个effect
回调函数和一个可选的options
对象。job()
:watchEffect
的核心是一个job
函数。 它负责执行effect
回调,并在执行前后进行一些准备和清理工作。cleanup
: 用于存储清理函数。 每次effect
重新执行前,都会先调用上一次的清理函数。onInvalidate(fn)
: 允许effect
回调注册一个清理函数。currentEffect
: 一个全局变量,用于跟踪当前正在执行的effect
。 这对于track
函数来说至关重要,因为它需要知道哪个effect
应该被添加到依赖列表中。track(target, type, key)
: 当effect
回调中访问响应式数据时,track
函数会被调用,将当前的effect
添加到该数据的依赖列表中。
重点总结:
- 立即执行:
watchEffect
会立即执行传入的回调函数。 - 自动追踪: 它会自动追踪回调函数中访问的所有响应式依赖。
- 清理函数: 允许注册清理函数,在下次执行前调用,用于清除副作用。
- 依赖收集: 依赖收集发生在回调函数执行期间。
watchEffect
的优点:
- 简单易用: 无需手动指定监听的依赖,非常方便。
- 自动更新: 只要回调函数中访问的响应式数据发生变化,就会自动触发更新。
watchEffect
的缺点:
- 过度监听: 可能会监听一些不必要的依赖,导致不必要的更新。
- 初始执行: 即使依赖数据没有变化,也会在组件初始化时执行一次。
- 性能问题: 由于依赖收集的盲目性,在大型组件中可能导致性能问题,因为会追踪不必要的依赖。
第三幕:watch
– 精准制导的监听
与 watchEffect
不同,watch
允许你明确指定要监听的响应式数据源。 这就像配备了精确制导武器,你可以准确地打击目标,避免误伤。
让我们来看一下 watch
的简化版实现:
function watch(source, cb, options = {}) {
let getter;
if (typeof source === 'function') {
getter = source;
} else {
getter = () => traverse(source); // 递归访问所有属性,触发依赖收集
}
let oldValue;
let newValue;
let cleanup;
let active = true;
const job = () => {
if (!active) {
return;
}
cleanup && cleanup();
try {
newValue = getter();
cb(newValue, oldValue, (fn) => {
cleanup = fn;
});
oldValue = newValue;
} finally {
currentEffect = null;
}
};
// 初次执行,获取初始值
oldValue = getter();
// 创建一个响应式 effect
const runner = effect(job, {
lazy: true, // 延迟执行
scheduler: () => {
job(); // 当依赖发生变化时,触发 job 函数
},
});
// 立即执行一次,触发依赖收集
if (!options.lazy) {
job();
}
return () => {
active = false;
};
}
// 递归访问对象的所有属性,触发依赖收集
function traverse(value) {
if (typeof value === 'object' && value !== null) {
for (const key in value) {
traverse(value[key]);
}
}
return value;
}
// 模拟响应式数据
const state = reactive({
count: 0,
nested: {
value: 'hello',
},
});
// 使用 watch
const stopWatch = watch(
() => state.count,
(newValue, oldValue, onCleanup) => {
console.log(`Count changed from ${oldValue} to ${newValue}`);
onCleanup(() => {
console.log('Watch cleanup called!');
});
},
{ immediate: true }
);
state.count++;
state.nested.value = 'world'; // 不会触发 watch,因为没有监听 nested.value
stopWatch();
state.count++; // 不会触发 watch,因为已经停止监听
代码解释:
watch(source, cb, options)
: 接收三个参数:source
: 要监听的数据源。 可以是一个响应式对象、一个 getter 函数或一个包含多个响应式数据的数组。cb
: 回调函数,当监听的数据源发生变化时执行。options
: 可选的配置项,例如immediate
(是否立即执行回调) 和deep
(是否深度监听)。
getter
: 一个函数,用于获取要监听的值。 如果source
是一个函数,则直接使用它; 否则,使用traverse
函数递归访问source
的所有属性,触发依赖收集。effect(job, options)
: 使用effect
函数创建一个响应式的 effect。lazy: true
表示 effect 延迟执行,只有当依赖发生变化时才会执行。scheduler
选项允许自定义 effect 的执行时机。traverse(value)
: 递归访问对象的所有属性,这对于确保所有相关的响应式依赖都被追踪非常重要。
重点总结:
- 精准监听: 可以明确指定要监听的依赖,避免过度监听。
- 延迟执行: 默认情况下,回调函数不会立即执行,只有当监听的依赖发生变化时才会执行。
immediate
选项: 可以通过设置immediate: true
来立即执行回调函数。deep
选项: 可以通过设置deep: true
来深度监听对象的所有属性。- 手动依赖收集: 依赖收集的方式取决于
source
的类型。如果是函数,依赖收集发生在函数执行期间,如果是对象,则使用traverse
触发依赖收集。
watch
的优点:
- 可控性强: 可以精确控制要监听的依赖,避免不必要的更新。
- 性能优化: 由于只监听必要的依赖,可以提高性能。
- 灵活性高: 可以监听单个响应式数据、getter 函数或包含多个响应式数据的数组。
watch
的缺点:
- 需要手动指定依赖: 相比
watchEffect
,使用起来稍微复杂一些。 - 容易出错: 如果忘记指定依赖,可能导致无法正确监听数据变化。
第四幕:依赖收集策略的对比
现在,让我们来深入探讨 watch
和 watchEffect
在依赖收集策略上的不同之处。
特性 | watchEffect |
watch |
---|---|---|
依赖收集方式 | 自动追踪回调函数中访问的所有响应式依赖 | 需要手动指定要监听的依赖。 如果 source 是一个函数,则依赖收集发生在函数执行期间; 如果 source 是一个对象,则使用 traverse 触发依赖收集。 |
执行时机 | 立即执行回调函数,并在执行过程中进行依赖收集 | 默认情况下,回调函数不会立即执行,只有当监听的依赖发生变化时才会执行。 可以通过设置 immediate: true 来立即执行回调函数。 |
依赖关系 | 隐式依赖关系,依赖关系在运行时确定 | 显式依赖关系,依赖关系在代码中明确指定 |
适用场景 | 适合于需要自动追踪依赖的简单场景,例如更新组件的样式 | 适合于需要精确控制依赖的复杂场景,例如监听特定的数据变化并执行特定的操作。 当你明确知道需要监听哪些数据时,watch 是更好的选择。 例如,监听一个表单输入框的值,或者监听一个计算属性的结果。当你不太清楚需要监听哪些数据,或者需要监听的数据会动态变化时,watchEffect 可能是更好的选择。 例如,根据多个响应式数据动态更新一个图表。 |
一个形象的比喻:
watchEffect
就像一个贪吃的孩子,看到什么都想吃,结果可能吃坏肚子(过度监听,导致性能问题)。watch
就像一个挑食的孩子,只吃自己喜欢的东西,但也能保证营养均衡(精确监听,避免不必要的更新)。
第五幕:副作用执行的差异
除了依赖收集,watch
和 watchEffect
在副作用执行方面也存在一些差异。
watchEffect
: 每次执行回调函数前,都会先执行上一次的清理函数。 这对于清除副作用非常重要,例如取消定时器、移除事件监听器等。watch
: 回调函数接收第三个参数onCleanup
,允许你注册一个清理函数。 这个清理函数也会在下次执行回调函数前被调用。
清理函数的重要性:
清理函数可以防止内存泄漏和意外行为。 例如,如果你在 watchEffect
或 watch
回调函数中创建了一个定时器,但没有在清理函数中清除它,那么每次回调函数重新执行时,都会创建一个新的定时器,导致多个定时器同时运行,最终可能导致内存泄漏。
一个例子:
<template>
<div>
<p>Count: {{ count }}</p>
</div>
</template>
<script setup>
import { ref, watchEffect, watch } from 'vue';
const count = ref(0);
// 使用 watchEffect
watchEffect((onInvalidate) => {
const timer = setInterval(() => {
count.value++;
}, 1000);
onInvalidate(() => {
clearInterval(timer);
console.log('watchEffect timer cleared!');
});
});
// 使用 watch
watch(
count,
(newValue, oldValue, onCleanup) => {
console.log(`Count changed from ${oldValue} to ${newValue}`);
onCleanup(() => {
console.log('watch timer cleared!');
});
}
);
</script>
在这个例子中,watchEffect
和 watch
都使用 setInterval
创建了一个定时器。 当组件卸载时,onInvalidate
和 onCleanup
函数会被调用,清除定时器,防止内存泄漏。
第六幕:最佳实践
了解了 watch
和 watchEffect
的差异后,我们就可以根据不同的场景选择合适的工具。
-
使用
watchEffect
的场景:- 需要自动追踪依赖的简单场景。
- 不需要精确控制依赖,或者依赖会动态变化。
- 例如,根据多个响应式数据动态更新一个图表。
-
使用
watch
的场景:- 需要精确控制依赖的复杂场景。
- 需要监听特定的数据变化并执行特定的操作。
- 当你明确知道需要监听哪些数据时。
- 例如,监听一个表单输入框的值,或者监听一个计算属性的结果。
一些建议:
- 尽量避免在
watchEffect
中访问不必要的响应式数据,以减少不必要的更新。 - 在使用
watch
时,确保指定了所有必要的依赖,以避免遗漏更新。 - 始终记得在
watchEffect
和watch
回调函数中清除副作用,以防止内存泄漏。 - 在大型组件中,优先使用
watch
,以提高性能。 - 在调试时,可以使用 Vue Devtools 来查看
watch
和watchEffect
的依赖关系。
尾声:总结与思考
通过今天的源码漫游,我们深入了解了 watch
和 watchEffect
的实现差异,以及它们在依赖收集和副作用执行上的不同策略。 watchEffect
就像一个盲盒,简单易用,但可能过度监听; watch
就像一个精确制导武器,可控性强,但需要手动指定依赖。
选择哪个工具取决于你的具体需求。 希望今天的讲座能帮助你在 Vue 开发中更加游刃有余!
最后,留给大家一个思考题:
watch
和watchEffect
的deep
选项是如何实现的? 它们在深度监听对象时,是如何追踪所有嵌套属性的依赖关系的?
欢迎大家在评论区分享你的答案和想法! 我们下期再见!