Vue isRef/isReactive等工具函数的实现：底层类型检查与Proxy识别

大家好，今天我们来深入探讨 Vue.js 中 isRef、isReactive 等工具函数的实现原理。这些函数在 Vue 的响应式系统中扮演着重要的角色，它们能够帮助我们准确地判断一个变量是否为 ref 对象、reactive 对象，或者 readonly 对象。理解它们的实现方式，对于我们更好地理解 Vue 的响应式机制至关重要。

1. Vue 响应式系统的基础

在开始之前，我们先简单回顾一下 Vue 的响应式系统。Vue 的响应式系统基于 ES6 的 Proxy 实现，它能够拦截对对象属性的读取和修改操作，并在这些操作发生时通知相关的依赖进行更新。

主要涉及的概念包括：

• reactive(): 将一个普通 JavaScript 对象转换为响应式对象。
• ref(): 创建一个包含任意值的响应式对象，其值通过 .value 属性访问。
• readonly(): 创建一个只读的响应式对象。
• Proxy: ES6 提供的代理对象，用于拦截对目标对象的操作。
• track()/trigger(): 用于依赖收集和触发更新。

这些工具函数相互配合，共同构建了 Vue 的响应式系统。而 isRef、isReactive 等工具函数，则是在此基础上，用于类型判断的辅助工具。

2. isRef() 的实现

isRef() 函数用于判断一个值是否为 ref 对象。一个 ref 对象通常具有一个特殊的 __v_isRef 属性，该属性被设置为 true。

function isRef(value: any): value is Ref<any> {
  return !!(value && (value as any).__v_isRef === true);
}

这个函数做了以下几件事：

1. 类型检查： 首先，它检查 value 是否存在，防止 null 或 undefined 导致错误。
2. 属性检查： 然后，它检查 value 是否具有 __v_isRef 属性，并且该属性的值是否为 true。使用 (value as any) 进行类型断言，允许访问可能不存在于原始类型定义中的 __v_isRef 属性。
3. 双重否定： 使用 !! 将结果转换为布尔值。

关键点在于 __v_isRef 属性。当我们使用 ref() 创建一个响应式对象时，Vue 会给这个对象添加这个属性。

import { trackRefValue, triggerRefValue } from './effect';
import { toRaw } from './reactive';
import { hasChanged } from '@vue/shared';

export interface Ref<T> {
  value: T
  /**
   * Type differentiator only.
   * We need this to be in jsdoc but not in d.ts because once this is in
   * d.ts, the type inference fails for template refs.
   *
   * @internal
   */
  readonly __v_isRef: true
}

export function ref<T>(value: T): Ref<T> {
  return createRef(value, false)
}

function createRef<T>(rawValue: T, shallow: boolean) {
  if (isRef(rawValue)) {
    return rawValue
  }
  return new RefImpl(rawValue, shallow)
}

class RefImpl<T> {
  private _value: T
  public readonly __v_isRef = true

  constructor(value: T, public readonly __v_isShallow: boolean) {
    this._value = value
  }

  get value() {
    trackRefValue(this)
    return this._value
  }

  set value(newVal) {
    if (hasChanged(toRaw(newVal), this._value)) {
      this._value = newVal
      triggerRefValue(this)
    }
  }
}

可以看到，RefImpl 类在构造函数中设置了 __v_isRef = true。 isRef() 函数正是通过检查这个属性来判断一个值是否为 ref 对象。

3. isReactive() 和 isReadonly() 的实现

isReactive() 和 isReadonly() 函数的实现与 isRef() 类似，它们也是通过检查特定的属性来判断一个对象是否为 reactive 对象或 readonly 对象。不同之处在于，它们检查的属性分别是 __v_isReactive 和 __v_isReadonly。

function isReactive(value: any): boolean {
  if (isReadonly(value)) {
    return isReactive((value as Readonly<any>)[ReactiveFlags.RAW])
  }
  return !!(value && (value as any)[ReactiveFlags.IS_REACTIVE])
}

function isReadonly(value: any): boolean {
  return !!(value && (value as any)[ReactiveFlags.IS_READONLY])
}

这里使用了 ReactiveFlags 枚举来定义这些属性的名称，保持代码的整洁和可维护性。

export const enum ReactiveFlags {
  SKIP = '__v_skip',
  IS_REACTIVE = '__v_isReactive',
  IS_READONLY = '__v_isReadonly',
  IS_SHALLOW = '__v_isShallow',
  RAW = '__v_raw',
  REACTIVE = '__v_reactive',
  READONLY = '__v_readonly',
  SHALLOW_REACTIVE = '__v_shallowReactive',
  SHALLOW_READONLY = '__v_shallowReadonly'
}

当我们使用 reactive() 或 readonly() 创建响应式对象时，Vue 会给这些对象添加相应的属性。

import { isObject } from '@vue/shared';
import {
  mutableHandlers,
  readonlyHandlers,
  shallowReactiveHandlers,
  shallowReadonlyHandlers
} from './baseHandlers';
import {
  ReactiveFlags,
  reactive as reactiveFunc,
  readonly as readonlyFunc
} from './reactive';

export interface Target {
  [ReactiveFlags.SKIP]?: boolean
  [ReactiveFlags.IS_REACTIVE]?: boolean
  [ReactiveFlags.IS_READONLY]?: boolean
  [ReactiveFlags.RAW]?: any
  [ReactiveFlags.REACTIVE]?: any
  [ReactiveFlags.READONLY]?: any
}

export const reactiveMap = new WeakMap<Target, any>()
export const readonlyMap = new WeakMap<Target, any>()

export function reactive<T extends object>(target: T): T {
  return createReactiveObject(
    target,
    false,
    mutableHandlers,
    reactiveMap
  )
}

export function readonly<T extends object>(target: T): Readonly<T> {
  return createReactiveObject(
    target,
    true,
    readonlyHandlers,
    readonlyMap
  )
}

function createReactiveObject<T extends object>(
  target: T,
  isReadonly: boolean,
  baseHandlers: ProxyHandler<any>,
  collection: WeakMap<Target, any>
): T {
  if (!isObject(target)) {
    return target
  }
  if (
    target[ReactiveFlags.RAW] &&
    !(isReadonly && target[ReactiveFlags.IS_REACTIVE])
  ) {
    return target
  }
  if (collection.has(target)) {
    return collection.get(target)
  }

  const proxy = new Proxy(
    target,
    baseHandlers
  )
  collection.set(target, proxy)
  return proxy
}

在 createReactiveObject 函数中，我们创建 Proxy 对象时，并没有直接设置 __v_isReactive 和 __v_isReadonly 属性。这些属性是在 baseHandlers 中设置的，也就是在 mutableHandlers 和 readonlyHandlers 中。

import { mutableCollectionHandlers, readonlyCollectionHandlers } from './collectionHandlers';
import { ReactiveFlags, Target } from './reactive';
import { track, trigger } from './effect';
import { isObject, isSymbol } from '@vue/shared';
import { reactive, readonly } from './reactive';

export const mutableHandlers: ProxyHandler<object> = {
  get(target: Target, key: string | symbol, receiver: object) {
    if (key === ReactiveFlags.IS_REACTIVE) {
      return true
    } else if (key === ReactiveFlags.IS_READONLY) {
      return false
    } else if (key === ReactiveFlags.RAW) {
      return target
    }
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set(target: Target, key: string | symbol, value: any, receiver: object) {
    const oldValue = (target as any)[key]
    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
    if (oldValue !== value) {
      trigger(target, 'set', key, value, oldValue)
    }
    return result
  },
  deleteProperty(target: Target, key: string | symbol): boolean {
    const result = Reflect.deleteProperty(target, key)
    trigger(target, 'delete', key, undefined, undefined)
    return result
  },
  has(target: Target, key: string | symbol): boolean {
    const result = Reflect.has(target, key)
    track(target, 'has', key)
    return result
  },
  ownKeys(target: Target): (string | symbol)[] {
    track(target, 'iterate', isSymbol(target) ? Symbol() : ReactiveFlags.ITERATE_KEY)
    return Reflect.ownKeys(target)
  }
}

export const readonlyHandlers: ProxyHandler<object> = {
  get(target: Target, key: string | symbol, receiver: object) {
    if (key === ReactiveFlags.IS_REACTIVE) {
      return false
    } else if (key === ReactiveFlags.IS_READONLY) {
      return true
    } else if (key === ReactiveFlags.RAW) {
      return target
    }
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set(target: Target, key: string | symbol, value: any, receiver: object) {
    return true
  },
  deleteProperty(target: Target, key: string | symbol): boolean {
    return true
  },
  has(target: Target, key: string | symbol): boolean {
    track(target, 'has', key)
    return Reflect.has(target, key)
  },
  ownKeys(target: Target): (string | symbol)[] {
    track(target, 'iterate', isSymbol(target) ? Symbol() : ReactiveFlags.ITERATE_KEY)
    return Reflect.ownKeys(target)
  }
}

可以看到，在 mutableHandlers 和 readonlyHandlers 的 get 方法中，会根据 key 的值来返回 true 或 false，从而实现对 __v_isReactive 和 __v_isReadonly 属性的设置。

4. toRaw() 的实现

toRaw() 函数用于获取一个响应式对象的原始对象。这个函数通过读取响应式对象的 __v_raw 属性来实现。

import { ReactiveFlags, Target } from './reactive';

export function toRaw<T>(observed: T): T {
  const raw = observed && (observed as Target)[ReactiveFlags.RAW]
  return raw ? raw : observed
}

当我们使用 reactive() 或 readonly() 创建响应式对象时，Vue 会给这些对象添加 __v_raw 属性，指向原始对象。在 mutableHandlers 和 readonlyHandlers 的 get 方法中，当 key 为 __v_raw 时，会返回原始对象。

5. isProxy() 的实现

isProxy() 函数用于判断一个值是否为 reactive 对象或 readonly 对象。它通过调用 isReactive() 和 isReadonly() 来实现。

function isProxy(value: any): boolean {
  return isReactive(value) || isReadonly(value)
}

6. markRaw() 的实现

markRaw() 函数用于将一个对象标记为非响应式。这个函数通过给对象添加 __v_skip 属性来实现。

import { ReactiveFlags } from './reactive';

export function markRaw<T extends object>(value: T): T {
  (value as any)[ReactiveFlags.SKIP] = true
  return value
}

在 createReactiveObject 函数中，会检查对象是否具有 __v_skip 属性，如果具有，则直接返回原始对象，不将其转换为响应式对象。

7. 总结：工具函数的底层实现逻辑

函数	功能	实现方式	关键属性/标志
isRef()	判断一个值是否为 ref 对象	检查对象是否具有 __v_isRef 属性，且值为 true	__v_isRef
isReactive()	判断一个值是否为 reactive 对象	检查对象是否具有 __v_isReactive 属性，且值为 true	__v_isReactive
isReadonly()	判断一个值是否为 readonly 对象	检查对象是否具有 __v_isReadonly 属性，且值为 true	__v_isReadonly
toRaw()	获取一个响应式对象的原始对象	读取对象的 __v_raw 属性	__v_raw
isProxy()	判断一个值是否为 reactive 或 readonly 对象	调用 isReactive() 和 isReadonly()	__v_isReactive/__v_isReadonly
markRaw()	将一个对象标记为非响应式	给对象添加 __v_skip 属性	__v_skip

这些工具函数通过检查特定的属性来判断一个对象是否为响应式对象，或者获取响应式对象的原始对象。它们是 Vue 响应式系统的重要组成部分，理解它们的实现方式，有助于我们更好地理解 Vue 的响应式机制。

8. 深入理解类型判断与 Proxy 机制

这些函数的核心在于利用了 JavaScript 对象可以动态添加属性的特性，以及 Vue 响应式系统在创建响应式对象时会添加特定标识的约定。Proxy 对象拦截了属性访问，使得这些标识的读取可以被控制，从而实现了类型判断。

9. 实战应用与调试技巧

在实际开发中，我们可以使用这些工具函数来调试 Vue 的响应式系统。例如，我们可以使用 isReactive() 来检查一个对象是否已经转换为响应式对象，或者使用 toRaw() 来获取响应式对象的原始对象，以便进行比较。

在调试过程中，可以使用浏览器的开发者工具来查看对象的属性，以便确认是否已经添加了 __v_isReactive、__v_isReadonly 等属性。

10. 总结：Vue 响应式工具函数的核心作用

Vue 的 isRef、isReactive 等工具函数通过检查特定的内部标识属性来判断变量类型，底层依赖于 JavaScript 对象的动态属性和 Proxy 的拦截机制，方便开发者在实践中进行类型判断和调试。

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