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Vue 3实现Custom Ref与外部数据源的同步与调度：解决异步数据流的响应性桥接

Vue 3 实现 Custom Ref 与外部数据源的同步与调度：解决异步数据流的响应性桥接

大家好！今天我们来深入探讨一个Vue 3中高级且实用的主题：如何利用 Custom Ref 实现与外部数据源的同步与调度，尤其是在处理异步数据流时。这对于构建复杂、数据驱动的应用至关重要。

什么是 Custom Ref？

在Vue 3中，ref 是创建响应式数据的基础。通常，我们直接使用 ref(initialValue) 创建一个简单的响应式引用。但有时候，我们需要更精细地控制数据的访问和更新，或者需要将Vue的响应式系统与外部数据源（例如localStorage、IndexedDB、服务器API）连接起来。这时，customRef 就派上用场了。

customRef 允许我们自定义 get 和 set 行为，从而完全控制一个 ref 的工作方式。它接受一个函数，该函数接收 track 和 trigger 两个函数作为参数，并返回一个包含 get 和 set 方法的对象。

  • track(): 用于收集依赖，告诉 Vue 追踪这个 ref 的变化。在 get 方法中调用。
  • trigger(): 用于触发更新，通知 Vue 这个 ref 已经改变。在 set 方法中调用。

为什么要使用 Custom Ref 与外部数据源同步？

传统的 Vue 应用中，我们可能会直接通过事件监听或轮询的方式来同步外部数据源。但这样做会导致以下问题：

  • 手动更新: 需要手动调用 Vue 的更新方法（例如修改一个响应式对象的值）来触发视图更新，容易出错且繁琐。
  • 性能问题: 频繁的轮询或事件监听可能会导致不必要的性能消耗。
  • 代码分散: 同步逻辑分散在不同的组件或模块中，难以维护。

Custom Ref 提供了一种更优雅的解决方案，它可以将同步逻辑封装在一个 ref 中，并利用 Vue 的响应式系统来自动更新视图，从而简化代码、提高性能和可维护性。

Custom Ref 的基本用法

让我们从一个简单的例子开始，创建一个自定义的 ref，它在读取时输出日志，在写入时也输出日志。

import { customRef } from 'vue';

function useLogRef(value) {
  return customRef((track, trigger) => {
    return {
      get() {
        track(); // 收集依赖
        console.log('Getting value:', value);
        return value;
      },
      set(newValue) {
        console.log('Setting value:', newValue);
        value = newValue;
        trigger(); // 触发更新
      }
    };
  });
}

export default {
  setup() {
    const myRef = useLogRef('Initial Value');

    const updateValue = () => {
      myRef.value = 'Updated Value';
    };

    return {
      myRef,
      updateValue
    };
  },
  template: `
    <div>
      <p>Value: {{ myRef }}</p>
      <button @click="updateValue">Update</button>
    </div>
  `
};

在这个例子中，useLogRef 函数创建了一个自定义 ref。当我们读取 myRef.value 时，get 方法会被调用，输出日志并返回当前值。当我们修改 myRef.value 时，set 方法会被调用，输出日志并更新值，然后调用 trigger() 触发 Vue 的更新机制，从而更新视图。

与 localStorage 同步的 Custom Ref

现在，让我们创建一个更实用的例子：一个与 localStorage 同步的 custom ref。

import { customRef } from 'vue';

function useLocalStorageRef(key, defaultValue) {
  let storedValue = localStorage.getItem(key);
  let value = storedValue ? JSON.parse(storedValue) : defaultValue;

  return customRef((track, trigger) => {
    return {
      get() {
        track();
        return value;
      },
      set(newValue) {
        value = newValue;
        localStorage.setItem(key, JSON.stringify(newValue));
        trigger();
      }
    };
  });
}

export default {
  setup() {
    const name = useLocalStorageRef('name', 'Guest');

    return {
      name
    };
  },
  template: `
    <div>
      <label>Name: <input v-model="name" /></label>
      <p>Hello, {{ name }}!</p>
    </div>
  `
};

在这个例子中，useLocalStorageRef 函数接受一个键名 key 和一个默认值 defaultValue 作为参数。它首先尝试从 localStorage 中读取对应的值，如果不存在则使用默认值。然后，它创建一个自定义 ref，当读取 name.value 时，它从内存中读取值。当修改 name.value 时，它将新的值保存到 localStorage 中，并触发 Vue 的更新机制。

这样，我们就可以轻松地将 Vue 的响应式数据与 localStorage 同步，实现数据的持久化。

处理异步数据源：API 请求与 Custom Ref

最常见且具有挑战性的场景是将 Vue 的响应式系统与异步数据源（例如 API 请求）连接起来。我们需要处理加载状态、错误处理以及并发请求等问题。

import { customRef, ref } from 'vue';

function useApiRef(url, initialValue) {
  let value = ref(initialValue); // 使用 ref 包裹 initialValue, 方便后续更新
  let loading = ref(false);
  let error = ref(null);

  return customRef((track, trigger) => {
    const fetchData = async () => {
      loading.value = true;
      error.value = null;
      try {
        const response = await fetch(url);
        if (!response.ok) {
          throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
        }
        value.value = await response.json(); // 使用 value.value 更新
      } catch (e) {
        error.value = e;
      } finally {
        loading.value = false;
      }
    };

    fetchData(); // 立即发起请求

    return {
      get() {
        track();
        return value.value; // 返回 value.value
      },
      set(newValue) {
          // 禁止直接设置，只能通过 API 获取最新数据
          console.warn("Cannot directly set value. Use API to update.");
      }
    };
  });
}

export default {
  setup() {
    const apiUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1'; // 示例 API
    const todo = useApiRef(apiUrl, { title: 'Loading...' }); // 初始值

    return {
      todo
    };
  },
  template: `
    <div>
      <p v-if="todo">Title: {{ todo.title }}</p>
      <p v-else>Loading...</p>
    </div>
  `
};

在这个例子中，useApiRef 函数接受一个 URL 和一个初始值作为参数。它使用 fetch API 发起异步请求，并将结果赋值给内部的 value ref。loading 和 error ref 用于跟踪加载状态和错误信息。

关键点：

  • 初始值: 传入一个初始值，确保在数据加载完成之前视图可以正常显示。
  • Loading 状态: 使用 loading ref 来显示加载指示器。
  • 错误处理: 使用 error ref 来显示错误信息。
  • 禁止直接设置: 通常情况下，我们不希望直接修改从 API 获取的数据，因此 set 方法可以抛出异常或忽略。 这里选择输出警告信息。
  • 立即发起请求: 在 customRef 的函数体内部立即调用 fetchData() 函数，以确保 ref 创建后立即发起请求。
  • 内部使用 ref: 我们使用 ref 来包装 initialValue 和状态变量 (loading, error)。 这样，当异步操作更新这些值时，Vue 的响应式系统能够正确地追踪到变化并更新视图。
  • 通过 value.value 访问和更新: 由于 value, loading, 和 error 都是 ref 对象，因此我们需要使用 .value 来访问和更新它们的值。

异步数据流的调度与防抖

在处理异步数据源时，我们可能需要对请求进行调度，例如防抖或节流，以避免频繁的请求。我们可以将这些调度逻辑添加到 customRef 中。

import { customRef, ref } from 'vue';
import { debounce } from 'lodash-es'; // 需要安装 lodash-es

function useDebouncedApiRef(url, initialValue, delay = 300) {
  let value = ref(initialValue);
  let loading = ref(false);
  let error = ref(null);

  return customRef((track, trigger) => {
    const fetchData = async () => {
      loading.value = true;
      error.value = null;
      try {
        const response = await fetch(url);
        if (!response.ok) {
          throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
        }
        value.value = await response.json();
      } catch (e) {
        error.value = e;
      } finally {
        loading.value = false;
      }
    };

    const debouncedFetchData = debounce(fetchData, delay);

    return {
      get() {
        track();
        return value.value;
      },
      set(newValue) {
        // 每次设置新值时，都触发防抖函数
        debouncedFetchData();
      }
    };
  });
}

export default {
  setup() {
    const apiUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1';
    const debouncedTodo = useDebouncedApiRef(apiUrl, { title: 'Loading...' }, 500); // 500ms 防抖

    //模拟一个更新todo的操作
    const updateTodo = () => {
        debouncedTodo.value = {}; // 触发 set 方法，从而触发防抖的 API 请求
    }

    return {
      debouncedTodo,
      updateTodo
    };
  },
  template: `
    <div>
      <p v-if="debouncedTodo">Title: {{ debouncedTodo.title }}</p>
      <p v-else>Loading...</p>
      <button @click="updateTodo">Update</button>
    </div>
  `
};

在这个例子中，我们使用了 lodash-es 库的 debounce 函数来实现防抖。每次设置 debouncedTodo.value 时，set 方法会被调用，触发防抖函数 debouncedFetchData。只有在指定的时间间隔内没有再次调用 set 方法时，才会真正发起 API 请求。

注意事项：

  • 需要安装 lodash-es: npm install lodash-es 或 yarn add lodash-es
  • 防抖/节流库的选择：lodash-es 或者 underscore， 也可以自己实现。
  • set 方法的触发：需要通过某种方式来触发 set 方法，才能触发防抖/节流的 API 请求。 在本例中， 我们模拟了一个点击事件来更新 debouncedTodo.value。

错误处理与重试机制

在生产环境中，我们需要考虑更完善的错误处理和重试机制。

import { customRef, ref } from 'vue';

function useRetryableApiRef(url, initialValue, maxRetries = 3, retryDelay = 1000) {
  let value = ref(initialValue);
  let loading = ref(false);
  let error = ref(null);
  let retryCount = ref(0);

  return customRef((track, trigger) => {
    const fetchData = async () => {
      loading.value = true;
      error.value = null;
      try {
        const response = await fetch(url);
        if (!response.ok) {
          throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
        }
        value.value = await response.json();
        retryCount.value = 0; // 重置重试计数器
      } catch (e) {
        error.value = e;
        if (retryCount.value < maxRetries) {
          retryCount.value++;
          console.log(`Retrying in ${retryDelay}ms... (Attempt ${retryCount.value}/${maxRetries})`);
          setTimeout(fetchData, retryDelay); // 递归调用，实现重试
        } else {
          console.error('Max retries reached.');
        }
      } finally {
        loading.value = false;
      }
    };

    fetchData();

    return {
      get() {
        track();
        return value.value;
      },
      set(newValue) {
        console.warn("Cannot directly set value. Use API to update.");
      }
    };
  });
}

export default {
  setup() {
    const apiUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1';
    const retryableTodo = useRetryableApiRef(apiUrl, { title: 'Loading...' }, 3, 2000); // 3 次重试，每次间隔 2 秒

    return {
      retryableTodo
    };
  },
  template: `
    <div>
      <p v-if="retryableTodo">Title: {{ retryableTodo.title }}</p>
      <p v-else>Loading...</p>
    </div>
  `
};

在这个例子中，我们添加了重试机制。如果 API 请求失败，它会等待一段时间后再次尝试，直到达到最大重试次数。

Custom Ref 的优势总结

特性 描述
代码封装 将同步逻辑封装在一个 ref 中，使代码更简洁、更易于维护。
响应式集成 利用 Vue 的响应式系统自动更新视图，无需手动调用更新方法。
性能优化 可以通过防抖、节流等手段优化请求频率，减少性能消耗。
错误处理 可以集中处理错误，提供更好的用户体验。
状态管理 可以集中管理加载状态、错误信息等状态，方便调试和监控。
可复用性 Custom Ref 可以封装成可复用的函数，方便在不同的组件中使用。

结语：优雅地管理外部数据

Custom Ref 是 Vue 3 中一个强大的工具，它可以帮助我们更优雅地管理外部数据源，特别是异步数据流。通过自定义 get 和 set 行为，我们可以将 Vue 的响应式系统与各种外部数据源连接起来，并实现复杂的同步和调度逻辑。 掌握 Custom Ref 的使用，能够编写更高效、更可维护的 Vue 应用。

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