vue3.0 源码解析二 ：响应式原理（下)

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上节我们讲了数据绑定proxy原理，vue3.0用到的基本的拦截器，以及reactive入口等等。调用reactive建立响应式，首先通过判断数据类型来确定使用的hander，然后创建proxy代理对象observed。这里的疑惑点就是hander对象具体做了什么？本文我们将已baseHandlers为着手点，继续分析响应式原理。

连载文章是大致是这样的，可能会根据变化随时更改： 1 数据绑定原理（上) 2 数据绑定原理（下) 3 computed和watch原理 4 事件系统 5 ceateApp 6 初始化mounted和patch流程。 7 diff算法与2.0区别 8 编译compiler系列 …

一 拦截器对象baseHandlers -> mutableHandlers

之前我们介绍过baseHandlers就是调用reactive方法createReactiveObject传进来的mutableHandlers对象。 我们先来看一下mutableHandlers对象

mutableHandlers

拦截器的作用域

export const mutableHandlers: ProxyHandler<object> = { get, set, deleteProperty, has, ownKeys }

vue3.0 用到了以上几个拦截器，我们在上节已经介绍了这几个拦截器的基本用法,首先我们对几个基本用到的拦截器在做一下回顾。

①get,对数据的读取属性进行拦截，包括 target.点语法 和 target[]

②set，对数据的存入属性进行拦截 。

③deleteProperty delete操作符进行拦截。

vue2.0不能对对象的delete操作符进行属性拦截。

例子🌰：

delete object.a

是无法监测到的。

vue3.0proxy中deleteProperty 可以拦截 delete 操作符，这就表述vue3.0响应式可以监听到属性的删除操作。

④has，对 in 操作符进行属性拦截。

vue2.0不能对对象的in操作符进行属性拦截。

例子

a in object

has 是为了解决如上问题。这就表示了vue3.0可以对 in 操作符 进行拦截。

⑤ownKeys Object.keys(proxy) ,for…in…循环 Object.getOwnPropertySymbols(proxy) ， Object.getOwnPropertyNames(proxy) 拦截器

例子

Object.keys(object)

说明vue3.0可以对以上这些方法进行拦截。

二 组件初始化阶段

如果我们想要弄明白整个响应式原理。那么组件初始化，到初始化过程中composition-api的reactive处理data，以及编译阶段对data属性进行依赖收集是分不开的。vue3.0提供了一套从初始化，到render过程中依赖收集，到组件更新,到组件销毁完整响应式体系，我们很难从一个角度把东西讲明白，所以在正式讲拦截器对象如何收集依赖，派发更新之前，我们看看effect做了些什么操作。

1 effect -> 新的渲染watcher

vue3.0用effect副作用钩子来代替vue2.0watcher。我们都知道在vue2.0中，有渲染watcher专门负责数据变化后的从新渲染视图。vue3.0改用effect来代替watcher达到同样的效果。

我们先简单介绍一下mountComponent流程，后面的文章会详细介绍mount阶段的

1 mountComponent 初始化mountComponent

// 初始化组件 const mountComponent: MountComponentFn = ( initialVNode, container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized ) => { /* 第一步: 创建component 实例 */ const instance: ComponentInternalInstance = (initialVNode.component = createComponentInstance( initialVNode, parentComponent, parentSuspense )) /* 第二步 ： TODO:初始化 初始化组件,建立proxy , 根据字符窜模版得到 */ setupComponent(instance) /* 第三步：建立一个渲染effect，执行effect */ setupRenderEffect( instance, // 组件实例 initialVNode, //vnode container, // 容器元素 anchor, parentSuspense, isSVG, optimized ) }

上面是整个mountComponent的主要分为了三步，我们这里分别介绍一下每个步骤干了什么： ① 第一步: 创建component 实例 。 ② 第二步：初始化组件,建立proxy ,根据字符窜模版得到render函数。生命周期钩子函数处理等等 ③ 第三步：建立一个渲染effect，执行effect。

从如上方法中我们可以看到，在setupComponent已经构建了响应式对象，但是还没有初始化收集依赖。

2 setupRenderEffect 构建渲染effect

const setupRenderEffect: SetupRenderEffectFn = ( instance, initialVNode, container, anchor, parentSuspense, isSVG, optimized ) => { /* 创建一个渲染 effect */ instance.update = effect(function componentEffect() { //...省去的内容后面会讲到 },{ scheduler: queueJob }) }

为了让大家更清楚的明白响应式原理，我这只保留了和响应式原理有关系的部分代码。

setupRenderEffect的作用

① 创建一个effect，并把它赋值给组件实例的update方法，作为渲染更新视图用。 ② componentEffect作为回调函数形式传递给effect作为第一个参数

3 effect做了些什么

export function effect<T = any>( fn: () => T, options: ReactiveEffectOptions = EMPTY_OBJ ): ReactiveEffect<T> { const effect = createReactiveEffect(fn, options) /* 如果不是懒加载 立即执行 effect函数 */ if (!options.lazy) { effect() } return effect }

effect作用如下

① 首先调用。createReactiveEffect ② 如果不是懒加载 立即执行 由createReactiveEffect创建出来的ReactiveEffect函数

4 ReactiveEffect

function createReactiveEffect<T = any>( fn: (...args: any[]) => T, /**回调函数 */ options: ReactiveEffectOptions ): ReactiveEffect<T> { const effect = function reactiveEffect(...args: unknown[]): unknown { try { enableTracking() effectStack.push(effect) //往effect数组中里放入当前 effect activeEffect = effect //TODO: effect 赋值给当前的 activeEffect return fn(...args) //TODO: fn 为effect传进来 componentEffect } finally { effectStack.pop() //完成依赖收集后从effect数组删掉这个 effect resetTracking() /* 将activeEffect还原到之前的effect */ activeEffect = effectStack[effectStack.length - 1] } } as ReactiveEffect /* 配置一下初始化参数 */ effect.id = uid++ effect._isEffect = true effect.active = true effect.raw = fn effect.deps = [] /* TODO:用于收集相关依赖 */ effect.options = options return effect }

createReactiveEffect

createReactiveEffect的作用主要是配置了一些初始化的参数，然后包装了之前传进来的fn，重要的一点是把当前的effect赋值给了activeEffect,这一点非常重要，和收集依赖有着直接的关系

在这里留下了一个疑点，

①为什么要用effectStack数组来存放这里effect

总结

我们这里个响应式初始化阶段进行总结

① setupComponent创建组件，调用composition-api,处理options（构建响应式）得到Observer对象。

② 创建一个渲染effect，里面包装了真正的渲染方法componentEffect，添加一些effect初始化属性。

③ 然后立即执行effect，然后将当前渲染effect赋值给activeEffect

最后我们用一张图来解释一下整个流程。

三 依赖收集，get做了些什么？

1 回归mutableHandlers中的get方法

1 不同类型的get

/* 深度get */ const get = /*#__PURE__*/ createGetter() /* 浅get */ const shallowGet = /*#__PURE__*/ createGetter(false, true) /* 只读的get */ const readonlyGet = /*#__PURE__*/ createGetter(true) /* 只读的浅get */ const shallowReadonlyGet = /*#__PURE__*/ createGetter(true, true)

上面我们可以知道，对于之前讲的四种不同的建立响应式方法，对应了四种不同的get,下面是一一对应关系。

reactive ---------> get

shallowReactive --------> shallowGet

readonly ----------> readonlyGet

shallowReadonly ---------------> shallowReadonlyGet

四种方法都是调用了createGetter方法，只不过是参数的配置不同，我们这里那第一个get方法做参考，接下来探索一下createGetter。

createGetter

function createGetter(isReadonly = false, shallow = false) { return function get(target: object, key: string | symbol, receiver: object) { const res = Reflect.get(target, key, receiver) /* 浅逻辑 */ if (shallow) { !isReadonly && track(target, TrackOpTypes.GET, key) return res } /* 数据绑定 */ !isReadonly && track(target, TrackOpTypes.GET, key) return isObject(res) ? isReadonly ? /* 只读属性 */ readonly(res) /* */ : reactive(res) : res } }

这就是createGetter主要流程，特殊的数据类型和ref我们暂时先不考虑。 这里用了一些流程判断，我们用流程图来说明一下这个函数主要做了什么？

我们可以得出结论： 在vue2.0的时候。响应式是在初始化的时候就深层次递归处理了 但是

与vue2.0不同的是,即便是深度响应式我们也只能在获取上一级get之后才能触发下一级的深度响应式。 比如

setup(){ const state = reactive({ a:{ b:{} } }) return { state } }

在初始化的时候，只有a的一层级建立了响应式，b并没有建立响应式，而当我们用state.a的时候，才会真正的将b也做响应式处理，也就是说我们访问了上一级属性后，下一代属性才会真正意义上建立响应式

这样做好处是， 1 初始化的时候不用递归去处理对象，造成了不必要的性能开销。 *2 有一些没有用上的state，这里就不需要在深层次响应式处理。

2 track->依赖收集器

我们先来看看track源码：

track做了些什么

/* target 对象本身 ，key属性值 type 为 'GET' */ export function track(target: object, type: TrackOpTypes, key: unknown) { /* 当打印或者获取属性的时候 console.log(this.a) 是没有activeEffect的 当前返回值为0 */ let depsMap = targetMap.get(target) if (!depsMap) { /* target -map-> depsMap */ targetMap.set(target, (depsMap = new Map())) } let dep = depsMap.get(key) if (!dep) { /* key : dep dep观察者 */ depsMap.set(key, (dep = new Set())) } /* 当前activeEffect */ if (!dep.has(activeEffect)) { /* dep添加 activeEffect */ dep.add(activeEffect) /* 每个 activeEffect的deps 存放当前的dep */ activeEffect.deps.push(dep) } }

里面主要引入了两个概念 targetMap 和 depsMap

targetMap 键值对 proxy : depsMap proxy ： 为reactive代理后的 Observer对象 。 depsMap ：为存放依赖dep的 map 映射。

depsMap 键值对：key : deps key 为当前get访问的属性名， deps 存放effect的set数据类型。

我们知道track作用大致是，首先根据 proxy对象，获取存放deps的depsMap，然后通过访问的属性名key获取对应的dep,然后将当前激活的effect存入当前dep收集依赖。

主要作用 ①找到与当前proxy 和 key对应的dep。 ②dep与当前activeEffect建立联系，收集依赖。

为了方便理解，targetMap 和 depsMap的关系，下面我们用一个例子来说明： 例子： 父组件A

<div id="app" > <span>{{ state.a }}</span> <span>{{ state.b }}</span> <div> <script> const { createApp, reactive } = Vue /* 子组件 */ const Children ={ template="<div> <span>{{ state.c }}</span> </div>", setup(){ const state = reactive({ c:1 }) return { state } } } /* 父组件 */ createApp({ component:{ Children } setup(){ const state = reactive({ a:1, b:2 }) return { state } } })mount('#app') </script>

我们用一幅图表示如上关系：

渲染effect函数如何触发get

我们在前面说过，创建一个渲染renderEffect，然后把赋值给activeEffect，最后执行renderEffect ，在这个期间是怎么做依赖收集的呢，让我们一起来看看,update函数中做了什么，我们回到之前讲的componentEffect逻辑上来

function componentEffect() { if (!instance.isMounted) { let vnodeHook: VNodeHook | null | undefined const { el, props } = initialVNode const { bm, m, a, parent } = instance /* TODO: 触发instance.render函数，形成树结构 */ const subTree = (instance.subTree = renderComponentRoot(instance)) if (bm) { //触发 beforeMount声明周期钩子 invokeArrayFns(bm) } patch( null, subTree, container, anchor, instance, parentSuspense, isSVG ) /* 触发声明周期 mounted钩子 */ if (m) { queuePostRenderEffect(m, parentSuspense) } instance.isMounted = true } else { // 更新组件逻辑 // ...... } }

这边代码大致首先会通过renderComponentRoot方法形成树结构，这里要注意的是，我们在最初mountComponent的setupComponent方法中，已经通过编译方法compile编译了template模版的内容，state.a state.b等抽象语法树，最终返回的render函数在这个阶段会被触发，在render函数中在模版中的表达式 state.a state.b 点语法会被替换成data中真实的属性，这时候就进行了真正的依赖收集，触发了get方法。接下来就是触发生命周期 beforeMount ,然后对整个树结构重新patch,patch完毕后，调用mounted钩子

依赖收集流程总结

① 首先执行renderEffect ，赋值给activeEffect ，调用renderComponentRoot方法，然后触发render函数。

② 根据render函数，解析经过compile，语法树处理过后的模版表达式，访问真实的data属性，触发get。

③ get方法首先经过之前不同的reactive，通过track方法进行依赖收集。

④ track方法通过当前proxy对象target,和访问的属性名key来找到对应的dep。

⑤ 将dep与当前的activeEffect建立起联系。将activeEffect压入dep数组中，（此时的dep中已经含有当前组件的渲染effect,这就是响应式的根本原因）如果我们触发set，就能在数组中找到对应的effect，依次执行。

最后我们用一个流程图来表达一下依赖收集的流程。

四 set 派发更新

接下来我们set部分逻辑。

const set = /*#__PURE__*/ createSetter() /* 浅逻辑 */ const shallowSet = /*#__PURE__*/ createSetter(true)

set也是分两个逻辑，set和shallowSet,两种方法都是由createSetter产生，我们这里主要以set进行剖析。

createSetter创建set

function createSetter(shallow = false) { return function set( target: object, key: string | symbol, value: unknown, receiver: object ): boolean { const oldValue = (target as any)[key] /* shallowSet逻辑 */ const hadKey = hasOwn(target, key) const result = Reflect.set(target, key, value, receiver) /* 判断当前对象，和存在reactiveToRaw 里面是否相等 */ if (target === toRaw(receiver)) { if (!hadKey) { /* 新建属性 */ /* TriggerOpTypes.ADD -> add */ trigger(target, TriggerOpTypes.ADD, key, value) } else if (hasChanged(value, oldValue)) { /* 改变原有属性 */ /* TriggerOpTypes.SET -> set */ trigger(target, TriggerOpTypes.SET, key, value, oldValue) } } return result } }

createSetter的流程大致是这样的

① 首先通过toRaw判断当前的proxy对象和建立响应式存入reactiveToRaw的proxy对象是否相等。 ② 判断target有没有当前key,如果存在的话，改变属性，执行trigger(target, TriggerOpTypes.SET, key, value, oldValue)。 ③ 如果当前key不存在，说明是赋值新属性，执行trigger(target, TriggerOpTypes.ADD, key, value)。

trigger

/* 根据value值的改变，从effect和computer拿出对应的callback ，然后依次执行 */ export function trigger( target: object, type: TriggerOpTypes, key?: unknown, newValue?: unknown, oldValue?: unknown, oldTarget?: Map<unknown, unknown> | Set<unknown> ) { /* 获取depssMap */ const depsMap = targetMap.get(target) /* 没有经过依赖收集的 ，直接返回 */ if (!depsMap) { return } const effects = new Set<ReactiveEffect>() /* effect钩子队列 */ const computedRunners = new Set<ReactiveEffect>() /* 计算属性队列 */ const add = (effectsToAdd: Set<ReactiveEffect> | undefined) => { if (effectsToAdd) { effectsToAdd.forEach(effect => { if (effect !== activeEffect || !shouldTrack) { if (effect.options.computed) { /* 处理computed逻辑 */ computedRunners.add(effect) /* 储存对应的dep */ } else { effects.add(effect) /* 储存对应的dep */ } } }) } } add(depsMap.get(key)) const run = (effect: ReactiveEffect) => { if (effect.options.scheduler) { /* 放进 scheduler 调度*/ effect.options.scheduler(effect) } else { effect() /* 不存在调度情况，直接执行effect */ } } //TODO: 必须首先运行计算属性的更新，以便计算的getter //在任何依赖于它们的正常更新effect运行之前，都可能失效。 computedRunners.forEach(run) /* 依次执行computedRunners 回调*/ effects.forEach(run) /* 依次执行 effect 回调（ TODO: 里面包括渲染effect ）*/ }

我们这里保留了trigger的核心逻辑

① 首先从targetMap中，根据当前proxy找到与之对应的depsMap。 ② 根据key找到depsMap中对应的deps，然后通过add方法分离出对应的effect回调函数和computed回调函数。 ③ 依次执行computedRunners 和 effects 队列里面的回调函数，如果发现需要调度处理,放进scheduler事件调度

值得注意的的是：

此时的effect队列中有我们上述负责渲染的renderEffect，还有通过effectAPI建立的effect，以及通过watch形成的effect。我们这里只考虑到渲染effect。至于后面的情况会在接下来的文章中和大家一起分享。

我们用一幅流程图说明一下set过程。

五 总结

我们总结一下整个数据绑定建立响应式大致分为三个阶段

1 初始化阶段： 初始化阶段通过组件初始化方法形成对应的proxy对象，然后形成一个负责渲染的effect。

2 get依赖收集阶段：通过解析template，替换真实data属性，来触发get,然后通过stack方法，通过proxy对象和key形成对应的deps，将负责渲染的effect存入deps。（这个过程还有其他的effect，比如watchEffect存入deps中 ）。

3 set派发更新阶段：当我们 this[key] = value 改变属性的时候，首先通过trigger方法，通过proxy对象和key找到对应的deps，然后给deps分类分成computedRunners和effect,然后依次执行，如果需要调度的，直接放入调度。

还有一些问题没有解决，比如：

① 为什么要用effectStack数组来存放这里effect。 ② 什么时候向deps存入其他的effect。 等等…

带着这些问题，希望我们在接下来的文章中，一起探讨。

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