Vue markRaw 在性能优化中的应用：绕过 Proxy 代理与依赖追踪的底层原理
大家好，今天我们来深入探讨 Vue 中 markRaw 这个 API，以及它在性能优化中的作用。markRaw 允许我们跳过响应式系统的代理，直接操作原始对象，这在特定场景下可以显著提升性能。我们将从 Proxy 代理、依赖追踪的底层原理入手，逐步分析 markRaw 的使用场景、潜在风险以及最佳实践。
一、Vue 响应式系统的核心：Proxy 代理与依赖追踪
Vue 3 采用了基于 Proxy 的响应式系统，取代了 Vue 2 中的 Object.defineProperty。理解 Proxy 的工作方式是理解 markRaw 的前提。
1. Proxy 代理
Proxy 允许我们创建一个对象的“代理”，对这个代理对象的任何操作（读取、写入、删除属性等）都会被 Proxy 拦截，并触发预定义的回调函数。Vue 利用这个机制，在创建响应式对象时，会创建一个 Proxy 对象，拦截所有对原始对象的访问和修改。
const rawObject = {
name: 'Vue',
version: 3,
};
const handler = {
get(target, property, receiver) {
console.log(`Getting ${property}`);
return Reflect.get(target, property, receiver);
},
set(target, property, value, receiver) {
console.log(`Setting ${property} to ${value}`);
return Reflect.set(target, property, value, receiver);
},
};
const proxyObject = new Proxy(rawObject, handler);
console.log(proxyObject.name); // 输出: Getting name Vue
proxyObject.version = 3.3; // 输出: Setting version to 3.3在这个例子中，我们创建了一个简单的 Proxy 对象，拦截了 get 和 set 操作。Vue 的响应式系统也是基于类似的原理，只不过拦截的回调函数更加复杂，涉及到依赖追踪和更新。
2. 依赖追踪
当我们在模板中使用响应式数据时，Vue 会追踪到模板对这些数据的依赖关系。当响应式数据发生变化时，Vue 会通知所有依赖于该数据的组件进行更新。这个过程被称为依赖追踪。
具体来说，Vue 使用了一个全局的 activeEffect 变量来记录当前正在执行的 effect 函数（通常是组件的渲染函数）。当 effect 函数访问响应式数据时，Vue 会将该 effect 函数添加到该数据的依赖集合中。
// 伪代码，简化了 Vue 的实现
let activeEffect = null;
function track(target, key) {
if (activeEffect) {
const depsMap = targetMap.get(target) || new Map();
const dep = depsMap.get(key) || new Set();
dep.add(activeEffect);
depsMap.set(key, dep);
targetMap.set(target, depsMap);
}
}
function trigger(target, key) {
const depsMap = targetMap.get(target);
if (!depsMap) return;
const dep = depsMap.get(key);
if (!dep) return;
dep.forEach(effect => effect());
}
const targetMap = new WeakMap(); // 存储 target -> key -> effect 的映射关系
function reactive(raw) {
return new Proxy(raw, {
get(target, key, receiver) {
track(target, key); // 追踪依赖
return Reflect.get(target, key, receiver);
},
set(target, key, value, receiver) {
const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
trigger(target, key); // 触发更新
return result;
}
});
}
function effect(fn) {
activeEffect = fn;
fn(); // 立即执行一次，触发依赖追踪
activeEffect = null;
}
const rawObject = { count: 0 };
const reactiveObject = reactive(rawObject);
effect(() => {
console.log(`Count is: ${reactiveObject.count}`);
});
reactiveObject.count++; // 输出: Count is: 1在这个简化的例子中，reactive 函数创建了一个 Proxy 对象，effect 函数用于注册依赖。当 reactiveObject.count 发生变化时，trigger 函数会通知所有依赖于 count 的 effect 函数重新执行。
3. 响应式系统的开销
虽然 Proxy 和依赖追踪提供了强大的响应式能力，但它们也带来了一定的性能开销。每次访问或修改响应式数据，都需要经过 Proxy 的拦截和依赖追踪的逻辑。在某些情况下，这种开销可能会成为性能瓶颈。
二、markRaw 的作用：绕过 Proxy 代理
markRaw 的作用非常简单：它允许我们将一个对象标记为“原始”的，即不可响应的。Vue 在创建响应式对象时，会跳过对 markRaw 标记的对象的代理。
import { reactive, markRaw } from 'vue';
const rawObject = {};
markRaw(rawObject); // 将 rawObject 标记为原始的
const reactiveObject = reactive({
data: rawObject,
});
reactiveObject.data.foo = 'bar'; // 不会触发响应式更新在这个例子中，rawObject 被 markRaw 标记，即使它作为 reactiveObject 的属性存在，对其的修改也不会触发响应式更新。
三、markRaw 的使用场景
markRaw 主要用于以下几种场景：
1. 存储大型、不可变的数据结构
如果我们需要存储一个大型的数据结构，并且这个数据结构的内容永远不会发生改变，那么使用 markRaw 可以避免不必要的 Proxy 代理和依赖追踪，从而提升性能。例如，我们可以使用 markRaw 来存储一个大型的配置对象、静态资源列表等。
import { reactive, markRaw } from 'vue';
const config = {
apiEndpoint: 'https://example.com/api',
theme: 'dark',
// ... 其他配置项
};
markRaw(config);
const appState = reactive({
config: config,
});2. 存储第三方库的对象
很多第三方库（例如 Mapbox GL JS, Three.js）的对象都有自己的管理和更新机制，不需要 Vue 的响应式系统进行管理。使用 markRaw 可以避免 Vue 对这些对象的干扰，防止出现意外的错误。
import { reactive, markRaw, onMounted, ref } from 'vue';
import * as THREE from 'three';
export default {
setup() {
const container = ref(null);
const scene = markRaw(new THREE.Scene());
const camera = markRaw(new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000));
const renderer = markRaw(new THREE.WebGLRenderer());
onMounted(() => {
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
container.value.appendChild(renderer.domElement);
const geometry = new THREE.BoxGeometry();
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });
const cube = markRaw(new THREE.Mesh(geometry, material)); // 也可以单独 markRaw
scene.add(cube);
camera.position.z = 5;
function animate() {
requestAnimationFrame(animate);
cube.rotation.x += 0.01;
cube.rotation.y += 0.01;
renderer.render(scene, camera);
}
animate();
});
return { container };
},
template: '<div ref="container"></div>'
};3. 存储不需要响应式更新的数据
有些数据可能只需要在组件初始化时加载一次，之后就不需要再进行更新。使用 markRaw 可以避免 Vue 对这些数据的监听，从而节省资源。例如，我们可以使用 markRaw 来存储一个从后端获取的静态数据列表。
4. 优化性能敏感的场景
在一些性能敏感的场景下，例如大规模的数据渲染、频繁的计算等，使用 markRaw 可以显著提升性能。例如，在一个需要渲染大量数据的表格组件中，我们可以使用 markRaw 来标记表格中的每一行数据，避免 Vue 对每一行数据的监听。
四、markRaw 的潜在风险与注意事项
虽然 markRaw 可以提升性能，但使用不当也可能带来一些问题：
1. 失去响应性
被 markRaw 标记的对象将不再是响应式的。这意味着对该对象的任何修改都不会触发组件的更新。如果你的组件依赖于该对象的状态，那么可能会出现显示错误。
2. 内部属性的响应性
markRaw 只会阻止对对象本身的代理，而不会影响对象内部属性的响应性。例如：
import { reactive, markRaw } from 'vue';
const rawObject = {
name: 'Vue',
version: {
major: 3,
minor: 0,
},
};
markRaw(rawObject);
const reactiveObject = reactive({
data: rawObject,
});
reactiveObject.data.name = 'Vue 3'; // 不会触发更新
reactiveObject.data.version.minor = 3; // 会触发更新，因为 version 对象是响应式的在这个例子中，rawObject 本身被 markRaw 标记，因此对 rawObject.name 的修改不会触发更新。但是，rawObject.version 仍然是一个普通的 JavaScript 对象，如果它被响应式系统代理了（例如通过 reactive 函数创建），那么对 rawObject.version.minor 的修改仍然会触发更新。
3. 调试困难
由于 markRaw 标记的对象不再是响应式的，因此在调试时可能会遇到一些困难。例如，你可能无法通过 Vue Devtools 追踪到该对象的状态变化。
4. 与 shallowReactive 和 shallowRef 的区别
markRaw 与 shallowReactive 和 shallowRef 有着本质的区别。shallowReactive 和 shallowRef 只会对对象的顶层属性进行响应式代理，而 markRaw 则完全跳过代理，使得对象完全失去响应性。
| 特性 | markRaw |
shallowReactive |
shallowRef |
|---|---|---|---|
| 响应性 | 完全不响应 | 仅顶层属性响应 | 仅对 .value 的访问/修改响应 |
| 适用场景 | 存储大型、不可变的数据结构，第三方库对象等 | 顶层属性需要响应，深层属性不需要响应 | 简单数据类型需要响应，对象类型内部不需要响应 |
| 性能影响 | 性能最高 | 性能略低于 reactive，高于 markRaw |
性能略低于 ref，高于 markRaw |
五、markRaw 的最佳实践
为了避免 markRaw 带来的问题，我们应该遵循以下最佳实践：
1. 谨慎使用
只有在确定某个对象不需要响应式更新时，才应该使用 markRaw。
2. 明确标记
在使用 markRaw 时，应该在代码中明确标记该对象是原始的，以便其他开发者能够理解你的意图。
3. 避免滥用
不要为了追求极致的性能而滥用 markRaw。在大多数情况下，Vue 的响应式系统已经足够高效。
4. 考虑使用 shallowReactive 或 shallowRef
如果只需要对对象的顶层属性进行响应式代理，可以考虑使用 shallowReactive 或 shallowRef，而不是 markRaw。
六、实际案例：使用 markRaw 优化大规模数据渲染
假设我们需要渲染一个包含 10000 行数据的表格。每一行数据包含多个字段，并且表格需要支持排序和过滤功能。
如果不使用 markRaw，Vue 会对每一行数据进行响应式代理，这会导致大量的性能开销。为了优化性能，我们可以使用 markRaw 来标记表格中的每一行数据。
<template>
<table>
<thead>
<tr>
<th v-for="column in columns" :key="column.key">{{ column.label }}</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr v-for="row in displayedData" :key="row.id">
<td v-for="column in columns" :key="column.key">{{ row[column.key] }}</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</template>
<script>
import { ref, reactive, onMounted, computed, markRaw } from 'vue';
export default {
setup() {
const columns = ref([
{ key: 'id', label: 'ID' },
{ key: 'name', label: 'Name' },
{ key: 'age', label: 'Age' },
{ key: 'city', label: 'City' },
]);
const rawData = Array.from({ length: 10000 }, (_, i) => ({
id: i + 1,
name: `User ${i + 1}`,
age: Math.floor(Math.random() * 80) + 20,
city: ['Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Shenzhen'][Math.floor(Math.random() * 4)],
}));
// 使用 markRaw 标记每一行数据
const data = ref(rawData.map(item => markRaw(item)));
const displayedData = computed(() => {
// 可以在这里进行排序和过滤
return data.value;
});
return {
columns,
displayedData,
};
},
};
</script>在这个例子中，我们使用 markRaw 标记了每一行数据，避免了 Vue 对每一行数据的监听。这可以显著提升表格的渲染性能，尤其是在数据量很大的情况下。需要注意的是，由于我们使用了 markRaw，因此对表格数据的修改不会触发响应式更新。如果我们需要支持编辑功能，那么需要谨慎处理数据的更新逻辑，例如手动更新表格数据。
性能优化是一个权衡的过程
markRaw 的使用并非银弹，它需要在响应性和性能之间进行权衡。只有在真正需要优化性能，并且明确知道对象不需要响应式更新时，才应该使用 markRaw。理解 markRaw 的原理和潜在风险，可以帮助我们更好地利用它来提升 Vue 应用的性能。
通过避免不必要的响应式代理提升性能
markRaw 通过允许我们显式地排除某些对象参与 Vue 的响应式系统，从而避免了不必要的 Proxy 代理和依赖追踪。这在处理大型、不可变的数据结构或与第三方库集成时尤其有用，可以显著提高性能。
谨慎使用以防止失去响应性
虽然 markRaw 可以提高性能，但过度使用会导致数据失去响应性。务必谨慎使用，并确保你的组件不会依赖于被 markRaw 标记的对象的状态变化。
理解 markRaw 与其他响应式 API 的区别
markRaw 与 shallowReactive 和 shallowRef 有着本质的区别。markRaw 完全禁用响应性，而 shallowReactive 和 shallowRef 仅对顶层属性禁用响应性。选择合适的 API 取决于你的具体需求。
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