探讨 Vue 3 源码中 `shallowReactive` 和 `shallowRef` 如何通过跳过深层嵌套对象的 `Proxy` 转换，来优化内存占用和响应式开销。

嘿，各位！今天咱们来聊聊 Vue 3 响应式系统里两个特别有意思的小家伙：shallowReactive 和 shallowRef。它们就像是响应式家族里的“轻量级选手”，专门负责处理那些对性能要求比较高的场景。

开场白：响应式的“深”与“浅”

Vue 的响应式系统，核心任务就是追踪数据的变化，并在数据更新时，自动更新视图。这个过程，说白了，就是给数据加上“监听器”，一旦数据被修改，就触发一系列的更新操作。

默认情况下，Vue 会“深度”监听对象的所有属性，包括嵌套的对象。想象一下，如果你的数据结构非常复杂，嵌套了好几层，那么 Vue 就需要在每一层都设置监听器。这无疑会带来很大的性能开销，尤其是当你的数据量很大的时候。

这时候，“浅”响应式就派上用场了。它们只监听对象的第一层属性，而忽略深层嵌套的对象。这样可以大大减少监听器的数量，从而提高性能。

主角登场：shallowReactive 和 shallowRef

shallowReactive 和 shallowRef 都是 Vue 3 提供的 API，用于创建浅响应式对象。它们的区别在于：

shallowReactive: 用于创建对象的浅响应式版本。只有对象的第一层属性是响应式的，深层嵌套的对象不是响应式的。
shallowRef: 用于创建一个响应式的引用，但它只追踪值的替换，而不是值的内部属性的变化。也就是说，如果 ref 的值是一个对象，那么只有当这个对象被替换成另一个对象时，才会触发更新。

可以用一个简单的表格来总结一下：

特性	`shallowReactive`	`shallowRef`
适用类型	对象	任意类型（包括原始类型和对象）
响应式深度	浅	浅（只追踪值的替换）
追踪目标	对象属性	值的替换
性能优化点	减少深层监听	减少对内部属性的监听

源码剖析：shallowReactive 的秘密

要理解 shallowReactive 的工作原理，我们需要深入 Vue 3 源码，看看它是如何创建浅响应式对象的。

shallowReactive 的实现，主要依赖于 Proxy 对象。 Proxy 可以拦截对对象的操作，例如读取、写入、删除属性等。 Vue 利用 Proxy，在这些操作发生时，触发响应式更新。

但是，shallowReactive 只会对对象的第一层属性设置 Proxy 监听。这意味着，如果对象内部嵌套了其他对象，那么这些嵌套对象将不会被 Proxy 监听。

下面是一个简化的 shallowReactive 实现：

function shallowReactive(target) {
  if (typeof target !== 'object' || target === null) {
    return target; // 如果不是对象，直接返回
  }

  return new Proxy(target, {
    get(target, key, receiver) {
      const res = Reflect.get(target, key, receiver);
      track(target, key); // 追踪依赖

      // 注意这里！ 如果 res 是对象，我们**不**递归调用 shallowReactive
      return res;
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      const oldValue = target[key];
      const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
      if (value !== oldValue) {
        trigger(target, key); // 触发更新
      }
      return result;
    },
    // 其他 Proxy handler...
  });
}

// 简化的依赖追踪和触发更新函数
let activeEffect = null;

function track(target, key) {
  if (activeEffect) {
    // 建立 target, key 和 effect 之间的依赖关系 (简化版)
    // 实际的实现会更复杂，涉及多个 Map 结构
    target[key] = target[key] || new Set();
    target[key].add(activeEffect);
  }
}

function trigger(target, key) {
  if (target[key]) {
    // 触发与 target, key 相关的 effect (简化版)
    target[key].forEach(effect => effect());
  }
}

在 get handler 中，我们使用 Reflect.get 获取属性值，并调用 track 函数来追踪依赖。但是，如果属性值是一个对象，我们不会递归调用 shallowReactive。这就是 shallowReactive 实现“浅”响应式的关键。

举个栗子：shallowReactive 的威力

假设我们有以下数据结构：

const data = {
  name: 'Alice',
  age: 30,
  address: {
    city: 'New York',
    street: 'Broadway'
  }
};

const reactiveData = shallowReactive(data);

现在，reactiveData 是一个浅响应式对象。这意味着，如果我们修改 reactiveData.name 或 reactiveData.age，视图会更新。但是，如果修改 reactiveData.address.city，视图不会更新，因为 address 对象不是响应式的。

reactiveData.name = 'Bob'; // 视图会更新
reactiveData.address.city = 'Los Angeles'; // 视图**不会**更新

shallowRef 的奥秘

shallowRef 和 shallowReactive 类似，也是一个“浅”响应式 API。但它处理的是值的替换，而不是值的内部属性的变化。

下面是一个简化的 shallowRef 实现：

function shallowRef(value) {
  return {
    get value() {
      track(this, 'value');
      return value;
    },
    set value(newValue) {
      if (newValue !== value) {
        value = newValue;
        trigger(this, 'value');
      }
    }
  };
}

shallowRef 内部使用了一个闭包来存储值。当读取 value 属性时，会触发 track 函数，追踪依赖。当设置 value 属性时，会比较新值和旧值，如果不同，则更新值并触发 trigger 函数，通知依赖更新。

shallowRef 的应用场景

shallowRef 尤其适合处理以下场景：

大型不可变数据结构: 如果你需要管理一个大型的数据结构，而且这个数据结构很少被修改，那么可以使用 shallowRef 来包裹它。只有当整个数据结构被替换时，才会触发更新。
外部库的状态: 有时候，你需要和一些外部库集成，这些库可能不会使用 Vue 的响应式系统。这时候，可以使用 shallowRef 来包裹外部库的状态，并在需要的时候手动触发更新。

性能考量：何时使用 shallowReactive 和 shallowRef？

shallowReactive 和 shallowRef 都是为了优化性能而设计的。但是，它们也带来了一些限制。在选择使用它们时，需要权衡性能和灵活性。

一般来说，以下情况可以考虑使用 shallowReactive 和 shallowRef：

数据结构复杂，嵌套层级深: 如果你的数据结构非常复杂，嵌套了很多层，而且只有第一层属性需要响应式，那么可以使用 shallowReactive。
数据量大: 如果你的数据量很大，那么深度监听会带来很大的性能开销。这时候，可以使用 shallowReactive 或 shallowRef 来减少监听器的数量。
性能敏感的场景: 如果你的应用对性能要求很高，那么可以使用 shallowReactive 或 shallowRef 来优化性能。

但是，如果你的数据需要深度响应式，或者你需要在组件内部修改嵌套对象的属性，那么就不能使用 shallowReactive 和 shallowRef。

对比：reactive vs shallowReactive 和 ref vs shallowRef

为了更好地理解 shallowReactive 和 shallowRef 的作用，我们可以将它们与 reactive 和 ref 进行对比：

特性	`reactive`	`shallowReactive`	`ref`	`shallowRef`
响应式深度	深	浅	深	浅
性能	较低	较高	较低	较高
适用场景	需要深度响应式	只需要浅响应式	需要深度响应式	只需要浅响应式

最佳实践：避免“响应式陷阱”

在使用 shallowReactive 和 shallowRef 时，需要注意一些“响应式陷阱”，避免出现意外的行为。

不要修改非响应式对象: 如果你使用了 shallowReactive，那么不要尝试修改嵌套对象的属性。因为这些属性不是响应式的，修改它们不会触发视图更新。
手动触发更新: 如果你需要修改非响应式对象，并更新视图，那么可以手动触发更新。例如，可以使用 forceUpdate 方法。
谨慎使用 shallowRef: shallowRef 只追踪值的替换，而不是值的内部属性的变化。因此，在使用 shallowRef 时，需要确保你知道自己在做什么。

总结：轻量级的响应式利器

shallowReactive 和 shallowRef 是 Vue 3 提供的两个非常有用的 API。它们可以帮助我们创建浅响应式对象，从而优化性能。但是，在使用它们时，需要权衡性能和灵活性，并避免“响应式陷阱”。

希望今天的分享对大家有所帮助！记住，选择合适的响应式 API，可以让你的 Vue 应用更加高效、流畅。

最后，留个思考题给大家：

在什么情况下，即使使用了 shallowReactive 或 shallowRef，仍然可能出现性能问题？你有什么好的解决方案吗？欢迎在评论区分享你的想法！

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