响应式原理
利用ES6中Proxy作为拦截器，在get时收集依赖，在set时触发依赖，来实现响应式。
手写实现
1、实现Reactive
基于原理，我们可以先写一下测试用例
//reactive.spec.ts
describe("effect", () => {
it("happy path", () => {
const original = { foo: 1 }; //原始数据
const observed = reactive(original); //响应式数据
expect(observed).not.toBe(original);
expect(observed.foo).toBe(1); //正常获取数据
expect(isReactive(observed)).toBe(true);
expect(isReactive(original)).toBe(false);
expect(isProxy(observed)).toBe(true);
});
});
首先实现数据的拦截处理，通过ES6的Proxy，实现获取和赋值操作。
//reactive.ts
//对new Proxy()进行包装
export function reactive(raw) {
return createActiveObject(raw, mutableHandlers);
}
function createActiveObject(raw: any, baseHandlers) {
//直接返回一个Proxy对象，实现响应式
return new Proxy(raw, baseHandlers);
}
//baseHandler.ts
//抽离出一个handler对象
export const mutableHandlers = {
get:createGetter(),
set:createSetter(),
};
function createGetter(isReadOnly: Boolean = false, shallow: Boolean = false) {
return function get(target, key) {
const res = Reflect.get(target, key);
// 看看res是否是一个object
if (isObject(res)) {
//如果是，则进行嵌套处理,使得返回的对象中的 对象 也具备响应式
return isReadOnly ? readonly(res) : reactive(res);
}
if (!isReadOnly) {
//如果不是readonly类型，则收集依赖
track(target, key);
}
return res;
};
}
function createSetter() {
return function set(target, key, value) {
const res = Reflect.set(target, key, value);
//触发依赖
trigger(target, key);
return res;
};
}从上述代码中，我们可以⚠️注意到track(target, key) 和trigger(target, key) 这两个函数，分别是对依赖的收集和触发。
依赖：我们可以把依赖认为是把用户对数据的操控（用户函数，副作用函数）包装成一个东西，我们在get的时候将依赖一个一个收集起来，set的时候全部触发，即可实现响应式效果。
2、实现依赖的收集和触发
//effect.ts
//全局变量
let activeEffect: ReactiveEffect; //当前的依赖
let shouldTrack: Boolean; //是否收集依赖
const targetMap = new WeakMap(); //依赖树
targetMap结构：
targetMap: {
每一个target（depsMap）：{
每一个key（depSet）：[
每一个依赖
]
}
}
WeakMap和Map的区别
1、WeakMap只接受对象作为key，如果设置其他类型的数据作为key，会报错。
2、WeakMap的key所引用的对象都是弱引用，只要对象的其他引用被删除，垃圾回收机制就会释放该对象占用的内存，从而避免内存泄漏。
3、由于WeakMap的成员随时可能被垃圾回收机制回收，成员的数量不稳定，所以没有size属性。
4、没有clear()方法
5、不能遍历
首先我们定义一个依赖类，称为ReactiveEffect，对用户函数进行包装，赋予一些属性和方法。参考：前端手写面试题详细解答
//effect.ts
//响应式依赖 — ReactiveEffect类
class ReactiveEffect {
private _fn: any; //用户函数，
active = true; //表示当前依赖是否激活，如果清除过则为false
deps: any[] = []; //包含该依赖的deps
onStop?: () => void; //停止该依赖的回调函数
public scheduler: Function; //调度函数
//构造函数
constructor(fn, scheduler?) {
this._fn = fn;
this.scheduler = scheduler;
}
//执行副作用函数
run() {
//用户函数，可以报错，需要用try包裹
try {
//如果当前依赖不是激活状态，不进行依赖收集，直接返回
if (!this.active) {
return this._fn();
}
//开启依赖收集
shouldTrack = true;
activeEffect = this;
//调用时会触发依赖收集
const result = this._fn();
//关闭依赖收集
shouldTrack = false;
//返回结果
return result;
} finally {
//todo
}
}
}
effect影响函数
创建一个用户函数作用函数，称为effect，这个函数的功能为基于ReactiveEffect类创建一个依赖，触发用户函数（的时候，触发依赖收集），返回用户函数。
//创建一个依赖
export function effect(fn, option: any = {}) {
//为当前的依赖创建响应式实例
const _effect = new ReactiveEffect(fn, option.scheduler);
Object.assign(_effect, option);
//最开始调用一次,其中会触发依赖收集 _effect.run() -> _fn() -> get() -> track()
_effect.run();
const runner: any = _effect.run.bind(_effect);
//在runner上挂载依赖，方便在其他地方通过runner访问到该依赖
runner.effect = _effect;
return runner;
}
bind()：在原函数的基础上创建一个新函数，使新函数的this指向传入的第一个参数，其他参数作为新函数的参数
用户触发依赖收集时，将依赖添加到targetMap中。
收集/添加依赖
//把依赖添加到targetMap对应target的key中，在重新set时在trigger中重新触发
export function track(target: Object, key) {
//如果不是track的状态，直接返回
if (!isTracking()) return;
// target -> key -> dep
//获取对应target，获取不到则创建一个，并加进targetMap中
let depsMap = targetMap.get(target);
if (!depsMap) {
targetMap.set(target, (depsMap = new Map()));
}
//获取对应key，获取不到则创建一个，并加进target中
let depSet = depsMap.get(key);
if (!depSet) {
depsMap.set(key, (depSet = new Set()));
}
//如果depSet中已经存在该依赖，直接返回
if (depSet.has(activeEffect)) return;
//添加依赖
trackEffects(depSet);
}
export function trackEffects(dep) {
//往target中添加依赖
dep.add(activeEffect);
//添加到当前依赖的deps数组中
activeEffect.deps.push(dep);
}
触发依赖
//一次性触发对应target中key的所有依赖
export function trigger(target, key) {
let depsMap = targetMap.get(target);
let depSet = depsMap.get(key);
//触发依赖
triggerEffects(depSet);
}
export function triggerEffects(dep) {
for (const effect of dep) {
if (effect.scheduler) {
effect.scheduler();
} else {
effect.run();
}
}
}
3、移除/停止依赖
我们在ReactiveEffect这个类中，增加一个stop方法，来暂停依赖收集和清除已经存在的依赖
//响应式依赖 — 类
class ReactiveEffect {
private _fn: any; //用户函数，
active = true; //表示当前依赖是否激活，如果清除过则为false
deps: any[] = []; //包含该依赖的deps
onStop?: () => void; //停止该依赖的回调函数
public scheduler: Function; //调度函数
//...
stop() {
if (this.active) {
cleanupEffect(this);
//执行回调
if (this.onStop) {
this.onStop();
}
//清除激活状态
this.active = false;
}
}
}
//清除该依赖挂载的deps每一项中的该依赖
function cleanupEffect(effect) {
effect.deps.forEach((dep: any) => {
dep.delete(effect);
});
effect.deps.length = 0;
}
//移除一个依赖
export function stop(runner) {
runner.effect.stop();
}
衍生类型
1、实现readonly
readonly相比于reactive，实现上相对比较简单，它是一个只读类型，不会涉及set操作，更不需要收集/触发依赖。
export function readonly(raw) {
return createActiveObject(raw, readonlyHandlers);
}
export const readonlyHandlers = {
get: readonlyGet,
set: (key, target) => {
console.warn(`key:${key} set 失败，因为target是一个readonly对象`, target);
return true;
},
};
const readonlyGet = createGetter(true);
function createGetter(isReadOnly: Boolean = false, shallow: Boolean = false) {
return function get(target, key) {
if (key === ReactiveFlags.IS_REACTIVE) {
return !isReadOnly;
} else if (key === ReactiveFlags.IS_READONLY) {
return isReadOnly;
}
//...
// 看看res是否是一个object
if (isObject(res)) {
return isReadOnly ? readonly(res) : reactive(res);
}
if (!isReadOnly) {
//收集依赖
track(target, key);
}
return res;
};
}
2、实现shallowReadonly
我们先看一下shallow的含义
shallow：不深的, 浅的，不深的, 不严肃的, 肤浅的，浅薄的。
那么shallowReadonly，指的是只对最外层进行限制，而内部的仍然是一个普通的、正常的值。
//shallowReadonly.ts
export function shallowReadonly(raw) {
return createActiveObject(raw, shallowReadonlyHandlers);
}
export const shallowReadonlyHandlers = extend({}, readonlyHandlers, {
get: shallowReadonlyGet,
});
const shallowReadonlyGet = createGetter(true, true);
function createGetter(isReadOnly: Boolean = false, shallow: Boolean = false) {
return function get(target, key) {
//..
const res = Reflect.get(target, key);
//是否shallow,是的话很直接返回
if (shallow) {
return res;
}
if (isObject(res)) {
//...
}
};
}
3、实现ref
ref相对reactive而言，实际上他不存在嵌套关系，就是一个value。
//ref.ts
export function ref(value: any) {
return new RefImpl(value);
}
我们来实现一下RefImpl类，原理其实跟reactive类似，只是一些细节处不同。
//ref.ts
class RefImpl {
private _value: any; //转化后的值
public dep; //依赖容器
private _rawValue: any; //原始值，
public _v_isRef = true; //判断ref类型
constructor(value) {
this._rawValue = value; //记录原始值
this._value = convert(value); //存储转化后的值
this.dep = new Set(); //创建依赖容器
}
get value() {
trackRefValue(this); //收集依赖
return this._value;
}
set value(newValue) {
//新老值不同，才触发更改
if (hasChanged(newValue, this._rawValue)) {
// 一定先修改value，再触发依赖
this._rawValue = newValue;
this._value = convert(newValue);
triggerEffects(this.dep);
}
}
}
//ref.ts
//对value进行转换（value可能是object）
export function convert(value: any) {
return isObject(value) ? reactive(value) : value;
}
export function trackRefValue(ref: RefImpl) {
if (isTracking()) {
trackEffects(ref.dep);
}
}
//effect.ts
export function isTracking(): Boolean {
//是否开启收集依赖 & 是否有依赖
return shouldTrack && activeEffect !== undefined;
}
export function trackEffects(dep) {
dep.add(activeEffect);
activeEffect.deps.push(dep);
}
export function triggerEffects(dep) {
for (const effect of dep) {
if (effect.scheduler) {
effect.scheduler();
} else {
effect.run();
}
}
}实现proxyRefs
//实现对ref对象进行代理
//如user = {
// age:ref(10),
// ...
//}
export function proxyRefs(ObjectWithRefs) {
return new Proxy(ObjectWithRefs, {
get(target, key) {
// 如果是ref 返回.value
//如果不是 返回value
return unRef(Reflect.get(target, key));
},
set(target, key, value) {
if (isRef(target[key]) && !isRef(value)) {
target[key].value = value;
return true; //?
} else {
return Reflect.set(target, key, value);
}
},
});
}
4、实现computed
computed的实现也很巧妙，利用调度器机制和一个私有变量_value，实现缓存和惰性求值。
通过注解（一）（二）（三）可理解其实现流程
//computed
import { ReactiveEffect } from "./effect";
class computedRefImpl {
private _dirty: boolean = true;
private _effect: ReactiveEffect;
private _value: any;
constructor(getter) {
//创建时，会创建一个响应式实例，并且挂载
this._effect = new ReactiveEffect(getter, () => {
//（三）
//当监听的值发生改变时，会触发set，此时触发当前依赖
//因为存在调度器，不会立刻执行用户fn（实现了lazy），而是将_dirty更改为true
//在下一次用户get时，会调用run方法，重新拿到最新的值返回
if (!this._dirty) {
this._dirty = true;
}
});
}
get value() {
//（一）
//默认_dirty是true
//那么在第一次get的时候，会触发响应式实例的run方法，触发依赖收集
//同时拿到用户fn的值，存储起来，然后返回出去
if (this._dirty) {
this._dirty = false;
this._value = this._effect.run();
}
//（二）
//当监听的值没有改变时，_dirty一直为false
//所以，第二次get时，因为_dirty为false，那么直接返回存储起来的_value
return this._value;
}
}
export function computed(getter) {
//创建一个computed实例
return new computedRefImpl(getter);
}
工具类
//是否是reactive响应式类型
export function isReactive(target) {
return !!target[ReactiveFlags.IS_REACTIVE];
}
//是否是readonly响应式类型
export function isReadOnly(target) {
return !!target[ReactiveFlags.IS_READONLY];
}
//是否是响应式对象
export function isProxy(target) {
return isReactive(target) || isReadOnly(target);
}
//是否是对象
export function isObject(target) {
return typeof target === "object" && target !== null;
}
//是否是ref
export function isRef(ref: any) {
return !!ref._v_isRef;
}
//解构ref
export function unRef(ref: any) {
return isRef(ref) ? ref.value : ref;
}
//是否改变
export const hasChanged = (val, newVal) => {
return !Object.is(val, newVal);
};
判断响应式类型的依据是，在get的时候，检查传进来的key是否等于某枚举值来做为判断依据，在get中加入
//reactive.ts
export const enum ReactiveFlags {
IS_REACTIVE = "__v_isReactive",
IS_READONLY = "__v_isReadOnly",
}
//baseHandler.ts
function createGetter(isReadOnly: Boolean = false, shallow: Boolean = false) {
return function get(target, key) {
//...
if (key === ReactiveFlags.IS_REACTIVE) {
return !isReadOnly;
} else if (key === ReactiveFlags.IS_READONLY) {
return isReadOnly;
}
//...
};
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