Vue 3源码深度解析之：`Vue`的响应式系统与`SolidJS`的`Signal`：两种模型的对比。

嘿，大家好！我是你们今天的导游，准备好一起踏上响应式系统这趟奇妙的旅程了吗？咱们今天的主题是：Vue 3 的响应式系统与 SolidJS 的 Signal，这两个家伙都是响应式编程领域里的大咖，各有各的绝活。我们将深入剖析它们的实现原理，并进行一番友好的切磋比较。

第一站：Vue 3 的响应式系统 – Proxy 的魔法世界

Vue 3 的响应式系统，核心在于 Proxy。这家伙就像一个门卫，守卫着你的数据，任何对数据的访问和修改，都逃不过它的眼睛。

1.1 Proxy 的基本原理

Proxy 允许你拦截对象上的各种操作，比如读取属性、设置属性、删除属性等等。这为我们实现响应式系统提供了强大的武器。

const target = {
  name: 'Vue',
  version: 3
};

const handler = {
  get(target, property, receiver) {
    console.log(`Getting property: ${property}`);
    return Reflect.get(target, property, receiver);
  },
  set(target, property, value, receiver) {
    console.log(`Setting property: ${property} to ${value}`);
    return Reflect.set(target, property, value, receiver);
  }
};

const proxy = new Proxy(target, handler);

console.log(proxy.name); // 输出: Getting property: name, Vue
proxy.version = 3.2;   // 输出: Setting property: version to 3.2

在这个例子中，我们创建了一个 Proxy 对象，并定义了 get 和 set 拦截器。每次访问或修改 proxy 的属性时，都会触发相应的拦截器。Reflect.get 和 Reflect.set 负责执行原始的操作，并将结果返回。

1.2 Vue 3 的响应式核心 – reactive 和 effect

Vue 3 使用 reactive 函数将普通对象转换为响应式对象。effect 函数则用于注册副作用，即当响应式数据发生变化时需要执行的回调函数。

import { reactive, effect } from 'vue';

const state = reactive({
  count: 0
});

effect(() => {
  console.log(`Count is: ${state.count}`);
});

state.count++; // 输出: Count is: 1
state.count = 10; // 输出: Count is: 10

在这个例子中，state 对象被转换为响应式对象。effect 函数注册了一个副作用，当 state.count 发生变化时，该副作用会被重新执行。

1.3 依赖收集

Vue 3 的响应式系统需要追踪哪些副作用依赖于哪些响应式数据。这个过程称为依赖收集。

当 effect 函数执行时，它会读取响应式对象的属性。Proxy 的 get 拦截器会被触发，Vue 3 会将当前激活的 effect 函数与该属性关联起来，记录下来。

当响应式对象的属性被修改时，Proxy 的 set 拦截器会被触发。Vue 3 会找到所有依赖于该属性的 effect 函数，并执行它们，触发更新。

1.4 源码简化版

为了更好地理解 Vue 3 响应式系统的原理，我们可以简化一下源码：

// 存储依赖关系
const targetMap = new WeakMap();

// 当前激活的 effect 函数
let activeEffect = null;

// effect 函数
function effect(fn) {
  activeEffect = fn;
  fn(); // 立即执行一次
  activeEffect = null;
}

// 追踪依赖
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);
  }
}

// 触发更新
function trigger(target, key) {
  const depsMap = targetMap.get(target);
  if (!depsMap) {
    return;
  }

  const deps = depsMap.get(key);
  if (deps) {
    deps.forEach(effect => effect());
  }
}

// reactive 函数
function reactive(target) {
  return new Proxy(target, {
    get(target, key, receiver) {
      track(target, key);
      return Reflect.get(target, key, receiver);
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      Reflect.set(target, key, value, receiver);
      trigger(target, key);
      return true;
    }
  });
}

// 示例
const state = reactive({ count: 0 });

effect(() => {
  console.log('Count is:', state.count);
});

state.count++; // 输出: Count is: 1

这个简化的版本包含了 Vue 3 响应式系统的核心逻辑：

• targetMap: 用于存储依赖关系，key 是目标对象，value 是一个 Map，该 Map 的 key 是属性名，value 是一个 Set，存储依赖于该属性的 effect 函数。
• activeEffect: 用于存储当前激活的 effect 函数。
• track: 用于追踪依赖关系，将当前激活的 effect 函数与属性关联起来。
• trigger: 用于触发更新，执行所有依赖于该属性的 effect 函数。
• reactive: 用于将普通对象转换为响应式对象。

第二站：SolidJS 的 Signal – 精准打击的艺术

SolidJS 另辟蹊径，使用 Signal 来管理状态。Signal 就像一个值容器，你可以读取它的值，也可以设置它的值。当 Signal 的值发生变化时，所有依赖于该 Signal 的组件都会被精准更新。

2.1 Signal 的基本原理

Signal 包含一个 value 和一个 listeners 列表。当 Signal 的值被读取时，SolidJS 会将当前组件添加到 listeners 列表中。当 Signal 的值被修改时，SolidJS 会通知 listeners 列表中的所有组件进行更新。

import { createSignal, createEffect } from 'solid-js';

const [count, setCount] = createSignal(0);

createEffect(() => {
  console.log(`Count is: ${count()}`);
});

setCount(count() + 1); // 输出: Count is: 1
setCount(10);       // 输出: Count is: 10

在这个例子中，createSignal 函数创建了一个 Signal 对象，并返回一个包含 getter 和 setter 的数组。count 是一个 getter 函数，用于获取 Signal 的值。setCount 是一个 setter 函数，用于设置 Signal 的值。createEffect 函数注册了一个副作用，当 count 的值发生变化时，该副作用会被重新执行。

2.2 精准更新

SolidJS 的 Signal 实现了精准更新。当 Signal 的值发生变化时，只有依赖于该 Signal 的组件才会被更新。这避免了不必要的重新渲染，提高了性能。

2.3 源码简化版

// 创建 Signal
function createSignal(initialValue) {
  let value = initialValue;
  let listeners = new Set();

  const getter = () => {
    if (activeEffect) {
      listeners.add(activeEffect);
    }
    return value;
  };

  const setter = (newValue) => {
    if (value !== newValue) {
      value = newValue;
      listeners.forEach(effect => effect());
    }
  };

  return [getter, setter];
}

// 创建 Effect
function createEffect(fn) {
  activeEffect = fn;
  fn(); // 立即执行一次
  activeEffect = null;
}

// 当前激活的 effect 函数
let activeEffect = null;

// 示例
const [count, setCount] = createSignal(0);

createEffect(() => {
  console.log('Count is:', count());
});

setCount(count() + 1); // 输出: Count is: 1

这个简化的版本包含了 SolidJS Signal 的核心逻辑：

• createSignal: 创建一个 Signal 对象，包含 value 和 listeners。
• getter: 获取 Signal 的值，并将当前激活的 effect 函数添加到 listeners 中。
• setter: 设置 Signal 的值，并通知 listeners 中的所有 effect 函数执行。
• createEffect: 注册一个副作用，当依赖的 Signal 的值发生变化时，该副作用会被重新执行。

第三站：Vue 3 vs SolidJS – 决战紫禁之巅

现在，让我们来比较一下 Vue 3 的响应式系统和 SolidJS 的 Signal。

特性	Vue 3 (Proxy)	SolidJS (Signal)
响应式粒度	对象级别	变量级别
依赖追踪	运行时	编译时 (优化后)
更新方式	虚拟 DOM diff	精准更新
性能	良好，需要进行虚拟 DOM diff	极佳，避免了不必要的重新渲染
学习曲线	相对容易，Proxy API 比较直观	稍难，需要理解 Signal 的概念
适用场景	中大型应用，数据结构复杂，需要灵活的响应式能力	小型应用，性能敏感，需要极致的更新效率
打包体积	较大，包含 Proxy 相关代码和虚拟 DOM diff 算法	较小，只需 Signal 相关代码

3.1 响应式粒度

Vue 3 的响应式系统是对象级别的。这意味着，当你修改对象中的一个属性时，所有依赖于该对象的组件都会被重新渲染。

SolidJS 的 Signal 是变量级别的。这意味着，当你修改一个 Signal 的值时，只有依赖于该 Signal 的组件才会被重新渲染。

因此，SolidJS 的响应式粒度更细，可以实现更精准的更新。

3.2 依赖追踪

Vue 3 的依赖追踪是在运行时进行的。这意味着，Vue 3 需要在运行时记录哪些副作用依赖于哪些响应式数据。

SolidJS 的依赖追踪可以在编译时进行优化。SolidJS 可以在编译时分析组件的依赖关系，并生成更高效的代码。

3.3 更新方式

Vue 3 使用虚拟 DOM diff 算法来更新 DOM。这意味着，Vue 3 会比较新旧虚拟 DOM 树，找出差异，然后将差异应用到真实 DOM 上。

SolidJS 直接更新 DOM。当 Signal 的值发生变化时，SolidJS 会直接修改 DOM，而不需要进行虚拟 DOM diff。

因此，SolidJS 的更新方式更高效，可以避免虚拟 DOM diff 的开销。

3.4 性能

由于 SolidJS 避免了虚拟 DOM diff，并实现了精准更新，因此它的性能通常比 Vue 3 更好。

3.5 适用场景

Vue 3 适用于中大型应用，数据结构复杂，需要灵活的响应式能力。

SolidJS 适用于小型应用，性能敏感，需要极致的更新效率。

总结

Vue 3 和 SolidJS 都是优秀的响应式框架。Vue 3 使用 Proxy 实现响应式系统，提供了灵活的响应式能力。SolidJS 使用 Signal 实现响应式系统，实现了精准更新，提供了极佳的性能。

选择哪个框架取决于你的具体需求。如果你需要灵活的响应式能力，并且不介意虚拟 DOM diff 的开销，那么 Vue 3 是一个不错的选择。如果你需要极致的更新效率，并且可以接受学习 Signal 的概念，那么 SolidJS 是一个不错的选择。

最后，给大家留个小作业：

你能用你喜欢的编程语言，实现一个简易版的 Signal 吗？ 试试看，你会对响应式系统有更深刻的理解！

今天的旅行就到这里啦，希望大家有所收获！下次再见！