Vue 3 深入响应式原理 - 聊一聊响应式构建的那些经历
2021/5/5 13:25:09
本文主要是介绍Vue 3 深入响应式原理 - 聊一聊响应式构建的那些经历，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
vue 的响应性
当我第一次使用 vue 进行项目开发时，响应式数据渲染 是让我感到最惊奇的一个功能，我们来看下面这段代码：
<body>
<div id="app">
<div>
修改商品的数量: <input type="number" v-model="product.quantity">
</div>
<div>
修改商品的价格: <input type="number" v-model="product.price">
</div>
<p>
总价格：{{ total }}
</p>
</div>
</body>
<script src="https://unpkg.com/vue@next"></script>
<script>
const component = {
data() {
return {
// 定义一个商品对象，包含价格和数量
product: {
price: 10,
quantity: 2
},
}
},
computed: {
// 计算总价格
total() {
return this.product.price * this.product.quantity
}
}
}
const app = Vue.createApp(component)
app.mount('#app')
</script>
这是一段标准的 vue3 的代码，当你在输入框中输入内容的时候，totla 永远会被重新计算，就像下面这样。
这样的功能我们称它为 响应式。
响应式的数据渲染 是现在前端非常重要的机制。但是这种机制它究竟是 怎么被一步一步的构建出来的呢？ 这就是这篇博客想要说的内容。
如果你想要了解 vue3的 响应系统 及 构建历程 ，那么你就应该看下去。
js 的程序性
想要了解 响应性，那么你需要先了解 程序性。我们来看下面这段普通的 js代码：
// 定义一个商品对象，包含价格和数量
let product = {
price: 10,
quantity: 2
}
// 总价格
let total = product.price * product.quantity;
// 第一次打印
console.log(`总价格：${total}`);
// 修改了商品的数量
product.quantity = 5;
// 第二次打印
console.log(`总价格：${total}`);
想一下，上面的代码第一次应该打印什么内容？第二次应该打印什么内容？
恭喜你！答对了，因为它们只是普通的 js 代码，所以两次的打印结果应该都是：
总价格：20
但是你有没有想过，当我们去进行第二次打印的时候，你真的希望它还是 20 吗？
你有没有过冒出来这么一个想法：商品数量发生变化了，如果总价格能够自己跟随变化，那就太好了！ 这是 人性，从 人 的角度考虑，确实应该这个样子。但是 程序 并不会如此 ”智能“。 那么怎么能够让程序变得更加 “聪明” 呢？
这个 让程序变 ”聪明“ 的过程，就是响应式构建的过程。
你希望：当数据变化时，重新执行运算
你为了让你的程序变得更加 “聪明” , 所以你开始想：”如果数据变化了，重新执行运算就好了“。
想到就去做，为了达到这个目的，你开始对运算函数进行了封装。
你定义了一个匿名函数 effect，用来计算 商品总价格。并且 当打印总价格前，让 effect 执行 。所以你得到了下面的代码：
// 定义一个商品对象，包含价格和数量
let product = {
price: 10,
quantity: 2
}
// 总价格
let total = 0;
// 计算总价格的匿名函数
let effect = () => {
total = product.price * product.quantity;
};
// 第一次打印
effect();
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：20
// 修改了商品的数量
product.quantity = 5;
// 第二次打印
effect();
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：50
在这样的一个代码中，你得到了一个想要的结果：数据变化了，运算也重新执行了
但是，你很快发现了一个新的问题：这样的代码只能维护单一的总价格运算 。 你希望让它可以支持更多的运算，那怎么办呢？
你希望：当数据变化时，重新执行多个运算
你的代码只支持单一运算，你希望让它支持更多。
为了达到这个目的，你开始对代码进行了简单的封装，你做了以下三件事情：
- 创建
Set数组（点击了解 Set） ，用来存放多个运算函数 - 创建
track函数，用来向Set中存放运算函数 - 创建
trigger函数，用来执行所有的运算函数
这样，你得到了下面的代码，并且把这样的一套代码称之为 响应式：
// -------------创建响应式-------------
// set 数组，用作保存所有的运算函数
let deps = new Set();
// 保存运算函数
function track() {
deps.add(effect);
}
// 触发器，执行所有的运算函数
function trigger() {
deps.forEach((effect) => effect());
}
// -------------创建数据源-------------
// 声明商品对象，为数据源
let product = {
price: 10,
quantity: 2
};
// 声明总价格
let total = 0;
// 运算总价格的匿名函数
let effect = () => {
total = product.price * product.quantity;
};
// -------------执行响应式-------------
// 保存运算函数
track();
// 运算 总价格
effect();
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：20
// 修改数据源
product.quantity = 5;
// 数据源被修改，执行触发器，重新运算所有的 total
trigger();
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：50
你对你的 创造 非常骄傲，并且开始把它推荐给周边的朋友进行使用。但是很快，就有人提出了问题：我 希望把响应式作用到对象的具体属性中 ，而不是 一个属性改变，全部计算重新执行。
你希望：使每个属性具备单独的响应性
响应性绑定对象，导致 一个属性改变，全部计算重新执行。所以你希望把响应式作用到对象的具体属性中，只 重新运算该属性相关的内容
为了实现这个功能，你需要借助 Map 对象。
Map 以 key:val 的形式存储数据，你希望以 属性为 key，以该属性相关的运算方法集合为 val。以此你构建了一个 depsMap 对象，用来达到你的目的：
// -------------创建响应式-------------
// Key:Val 结构的集合
let depsMap = new Map();
// 为每个属性单独保存运算函数，从而让每个属性具备自己独立的响应式
function track(key, eff) {
let dep = depsMap.get(key)
if (!dep) {
depsMap.set(key, (dep = new Set()))
}
dep.add(eff)
}
// 触发器，执行指定属性的运算函数
function trigger(key) {
// 获取指定函数的 dep 数组
const dep = depsMap.get(key);
// 遍历 dep，执行指定函数的运算函数
if (dep) {
dep.forEach((eff) => eff());
}
}
// -------------创建数据源-------------
// 声明商品对象，为数据源
let product = {
price: 10,
quantity: 2
};
// 声明总价格
let total = 0;
// 运算总价格的匿名函数
let effect = () => {
total = product.price * product.quantity;
};
// -------------执行响应式-------------
// 保存运算函数
track('quantity', effect);
// 运算 总价格
effect();
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：20
// 修改数据源
product.quantity = 5;
// quantity 被修改，仅仅触发 quantity 的响应式
trigger('quantity');
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：50
</script>
你的客户总是非常挑剔的，很快他们抛出了新的问题：我的程序不可能只有一个对象！你需要让所有的对象都具备响应式！
你希望：使不同对象的不同属性具备单独的响应性
你的响应式需要覆盖程序中的所有对象，否则你的代码将毫无意义！
为了达到这个目的，你需要将 对象、属性、运算方法 进行分别的缓存，现有的 depsMap 已经没有办法满足你了。你需要更加强大的 Map ，让 每个对象 都有一个 Map 。它就是 WeakMap。
WeakMap 对象是一组键/值对的集合。其键必须是对象，而值可以是任意的。
借助 WeakMap 你让每个对象都拥有了一个 depsMap：
// -------------创建响应式-------------
// weakMap:key 必须为对象，val 可以为任意值
const targetMap = new WeakMap()
// 为不同对象的每个属性单独保存运算函数，从而让不同对象的每个属性具备自己独立的响应式
function track(target, key, eff) {
// 获取对象所对应的 depsMap
let depsMap = targetMap.get(target)
if (!depsMap) {
targetMap.set(target, (depsMap = new Map()))
}
// 获取 depsMap 对应的属性
let dep = depsMap.get(key)
if (!dep) {
depsMap.set(key, (dep = new Set()))
}
// 保存不同对象，不同属性的 运算函数
dep.add(eff)
}
// 触发器，执行指定对象的指定属性的运算函数
function trigger(target, key) {
// 获取对象所对应的 depsMap
let depsMap = targetMap.get(target)
if (!depsMap) {
return
}
// 获取指定函数的 dep 数组
const dep = depsMap.get(key);
// 遍历 dep，执行指定函数的运算函数
if (dep) {
dep.forEach((eff) => eff());
}
}
// -------------创建数据源-------------
// 声明商品对象，为数据源
let product = {
price: 10,
quantity: 2
};
// 声明总价格
let total = 0;
// 运算总价格的匿名函数
let effect = () => {
total = product.price * product.quantity;
};
// -------------执行响应式-------------
// 保存运算函数
track(product, 'quantity', effect);
// 运算 总价格
effect();
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：20
// 修改数据源
product.quantity = 5;
// quantity 被修改，仅仅触发 quantity 的响应式
trigger(product, 'quantity');
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：50
每次数据改变，我都需要重新执行 trigger , 这样太麻烦了！万一我忘了怎么办？ 。客户总是会提出一些 改(wu)进(li) 的要求，没办法，谁让人家是客户呢？
你希望：使不同对象的不同属性具备自动的响应性
每次数据改变，我都需要重新执行
trigger，你的客户发出了这样的抱怨。
如果想要达到这样的目的，那么你需要了解 “数据的行为” ， 即：你需要知道，数据在什么时候被赋值，在什么时候被输出。
此时你需要借助两个新的对象：
- Proxy （ 这里有个
happy的视频版 ） - Reflect
借助 Proxy + Reflect 你成功实现了对数据的监听：
// -------------创建响应式-------------
// weakMap:key 必须为对象，val 可以为任意值
const targetMap = new WeakMap()
// 为不同对象的每个属性单独保存运算函数，从而让不同对象的每个属性具备自己独立的响应式
function track(target, key, eff) {
// 获取对象所对应的 depsMap
let depsMap = targetMap.get(target)
if (!depsMap) {
targetMap.set(target, (depsMap = new Map()))
}
// 获取 depsMap 对应的属性
let dep = depsMap.get(key)
if (!dep) {
depsMap.set(key, (dep = new Set()))
}
// 保存不同对象，不同属性的 运算函数
dep.add(eff)
}
// 触发器，执行指定对象的指定属性的运算函数
function trigger(target, key) {
// 获取对象所对应的 depsMap
let depsMap = targetMap.get(target)
if (!depsMap) {
return
}
// 获取指定函数的 dep 数组
const dep = depsMap.get(key);
// 遍历 dep，执行指定函数的运算函数
if (dep) {
dep.forEach((eff) => eff());
}
}
// 使用 proxy 代理数据源，以达到监听的目的
function reactive(target) {
const handlers = {
get(target, key, receiver) {
track(target, key, effect)
return Reflect.get(target, key, receiver)
},
set(target, key, value, receiver) {
let oldValue = target[key]
let result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
if (result && oldValue != value) {
trigger(target, key)
}
return result
},
}
return new Proxy(target, handlers)
}
// -------------创建数据源-------------
// 声明商品对象，为数据源
let product = reactive({ price: 10, quantity: 2 })
// 声明总价格
let total = 0;
// 运算总价格的匿名函数
let effect = () => {
total = product.price * product.quantity;
};
// -------------执行响应式-------------
effect()
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：20
// 修改数据源
product.quantity = 5;
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：50
你心满意足，觉得你的代码无懈可击。突然耳边响起客户 赏(bu)心(he)悦(shi)目(yi) 的声音：你不觉得每次执行 effect 很反人类吗？
你希望：让运算自动执行
自动化！自动化！所有的操作都应该自动运行！
为了可以让运算自动运行，你专门设计了一个 effect 函数，它可以 接收运算函数，并自动执行
// -------------创建响应式-------------
// weakMap:key 必须为对象，val 可以为任意值
const targetMap = new WeakMap()
// 运算函数的对象
let activeEffect = null;
// 为不同对象的每个属性单独保存运算函数，从而让不同对象的每个属性具备自己独立的响应式
function track(target, key) {
if (activeEffect) {
// 获取对象所对应的 depsMap
let depsMap = targetMap.get(target)
if (!depsMap) {
targetMap.set(target, (depsMap = new Map()))
}
// 获取 depsMap 对应的属性
let dep = depsMap.get(key)
if (!dep) {
depsMap.set(key, (dep = new Set()))
}
// 保存不同对象，不同属性的 运算函数
dep.add(activeEffect)
}
}
// 触发器，执行指定对象的指定属性的运算函数
function trigger(target, key) {
// 获取对象所对应的 depsMap
let depsMap = targetMap.get(target)
if (!depsMap) {
return
}
// 获取指定函数的 dep 数组
const dep = depsMap.get(key);
// 遍历 dep，执行指定函数的运算函数
if (dep) {
dep.forEach((eff) => eff());
}
}
// 使用 proxy 代理数据源，以达到监听的目的
function reactive(target) {
const handlers = {
get(target, key, receiver) {
track(target, key)
return Reflect.get(target, key, receiver)
},
set(target, key, value, receiver) {
let oldValue = target[key]
let result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
if (result && oldValue != value) {
trigger(target, key)
}
return result
},
}
return new Proxy(target, handlers)
}
// 接收运算函数，执行运算函数
function effect(eff) {
activeEffect = eff;
activeEffect();
activeEffect = null;
}
// -------------创建数据源-------------
// 声明商品对象，为数据源
let product = reactive({ price: 10, quantity: 2 })
// 声明总价格
let total = 0;
// 通过 effect 运算总价格
effect(() => {
total = product.price * product.quantity;
})
// -------------执行响应式-------------
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：20
// 修改数据源
product.quantity = 5;
console.log(`总价格：${total}`); // 总价格：50
总结
vue 的响应性让人惊奇，我们希望了解它，更希望知道它的发展历程。
我们从 JS 的程序性 开始，站在 人性 开始思考，程序应该是什么样子的？
我们经历了 6 个大的阶段，最终得到了我们想要的 响应式 系统，而这个也正是 vue3 的响应式在构建时，所经历的 ”过程“。
这篇关于Vue 3 深入响应式原理 - 聊一聊响应式构建的那些经历的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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