深入理解vue3中的reactive()
作者：忧郁的蛋~
在vue3的开发中，reactive是提供实现响应式数据的方法。日常开发这个是使用频率很高的api。这篇文章笔者就来探索其内部运行机制。小白一枚，写得不好请多多见谅。
调试版本为3.2.45
什么是reactive?
reactive是Vue3中提供实现响应式数据的方法.
在Vue2中响应式数据是通过defineProperty来实现的.
而在Vue3响应式数据是通过ES6的Proxy来实现的
reactive注意点
reactive参数必须是对象(json/arr)
如果给reactive传递了其他对象,默认情况下修改对象,界面不会自动更新,如果想更新,可以通过重新赋值的方式。
<script setup>
import {reactive} from 'vue'
const data = reactive({ //定义对象
name:'测试',
age:10
})
const num = reactive(1)//定义基本数据类型
console.log(data)//便于定位到调试位置
</script>
<template>
<div>
<h1>{{ data.name }}</h1>
</div>
</template>
<style scoped></style>设置断点
开始调试
接下来我们可以开始调试了，设置好断点后，只要重新刷新页面就可以进入调试界面。
复杂数据类型
我们先调试简单的基本数据类型
/*1.初始进来函数，判断目标对象target是否为只读对象，如果是直接返回*/
function reactive(target) {
// if trying to observe a readonly proxy, return the readonly version.
if (isReadonly(target)) {
return target;
}
//创建一个reactive对象，五个参数后续会讲解
return createReactiveObject(target, false, mutableHandlers, mutableCollectionHandlers, reactiveMap);
}
/*2.判断是来判断target是否为只读。*/
function isReadonly(value) {
return !!(value && value["__v_isReadonly" /* ReactiveFlags.IS_READONLY */]);
}
/*3.创建一个reactive对象*/
/*createReactiveObject接收五个参数：
target被代理的对象，
isReadonl是不是只读的，
baseHandlers proxy的捕获器，
collectionHandlers针对集合的proxy捕获器，
proxyMap一个用于缓存proxy的`WeakMap`对象*/
function createReactiveObject(target, isReadonly, baseHandlers, collectionHandlers, proxyMap) {
//如果target不是对象则提示并返回
/*这里会跳转到如下方法
判断是否原始值是否为object类型
const isObject = (val) => val !== null && typeof val === 'object';
*/
if (!isObject(target)) {
if ((process.env.NODE_ENV !== 'production')) {
console.warn(`value cannot be made reactive: ${String(target)}`);
}
return target;
}
// 如果target已经是proxy是代理对象则直接返回.
if (target["__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */] &&
!(isReadonly && target["__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */])) {
return target;
}
// 从proxyMap中获取缓存的proxy对象，如果存在的话，直接返回proxyMap中对应的proxy。否则创建proxy。
const existingProxy = proxyMap.get(target);
if (existingProxy) {
return existingProxy;
}
// 并不是任何对象都可以被proxy所代理。这里会通过getTargetType方法来进行判断。
const targetType = getTargetType(target);
//当类型值判断出是不能代理的类型则直接返回
if (targetType === 0 /* TargetType.INVALID */) {
return target;
}
//通过使用Proxy函数劫持target对象，返回的结果即为响应式对象了。这里的处理函数会根据target对象不同而不同(这两个函数都是参数传入的)：
//Object或者Array的处理函数是collectionHandlers;
//Map,Set,WeakMap,WeakSet的处理函数是baseHandlers;
const proxy = new Proxy(target, targetType === 2 /* TargetType.COLLECTION */ ? collectionHandlers : baseHandlers);
proxyMap.set(target, proxy);
return proxy;
}getTargetType方法调用流程
//1.进入判断如果value有__v_skip属性且为true或对象是可拓展则返回0，否则走类型判断函数
function getTargetType(value) {
//Object.isExtensible() 方法判断一个对象是否是可扩展的（是否可以在它上面添加新的属性）。
return value["__v_skip" /* ReactiveFlags.SKIP */] || !Object.isExtensible(value)
? 0 /* TargetType.INVALID */
: targetTypeMap(toRawType(value));
}
//2.这里通过Object.prototype.toString.call(obj)来判断数据类型
const toRawType = (value) => {
// extract "RawType" from strings like "[object RawType]"
return toTypeString(value).slice(8, -1);
};
const toTypeString = (value) => objectToString.call(value);
//3.这里rawType是为'Object'所以会返回1
function targetTypeMap(rawType) {
switch (rawType) {
case 'Object':
case 'Array':
return 1 /* TargetType.COMMON */;
case 'Map':
case 'Set':
case 'WeakMap':
case 'WeakSet':
return 2 /* TargetType.COLLECTION */;
default:
return 0 /* TargetType.INVALID */;//返回0说明除前面的类型外其他都不能被代理，如Date，RegExp，Promise等
}
}在createReactiveObject方法中const proxy = new Proxy(target, targetType === 2 /* TargetType.COLLECTION */ ? collectionHandlers : baseHandlers);这一条语句中，第二个参数判断target是否为Map或者Set类型。从而使用不同的handler来进行依赖收集。
在调试的文件node_modules/@vue/reactivity/dist/reactivity.esm-bundler.js中，我们从reactive函数的createReactiveObject函数调用的其中两个参数mutableHandlers和mutableCollectionHandlers开始往上查询
mutableHandlers的实现
const mutableHandlers = {
get,// 获取值的拦截，访问对象时会触发
set,// 更新值的拦截，设置对象属性会触发
deleteProperty,// 删除拦截，删除对象属性会触发
has,// 绑定访问对象时会拦截，in操作符会触发
ownKeys// 获取属性key列表
};
function deleteProperty(target, key) {
// key是否是target自身的属性
const hadKey = hasOwn(target, key);
// 旧值
const oldValue = target[key];
// 调用Reflect.deleteProperty从target上删除属性
const result = Reflect.deleteProperty(target, key);
// 如果删除成功并且target自身有key，则触发依赖
if (result && hadKey) {
trigger(target, "delete" /* TriggerOpTypes.DELETE */, key, undefined, oldValue);
}
return result;
}
//
function has(target, key) {
//检查目标对象是否存在此属性。
const result = Reflect.has(target, key);
// key不是symbol类型或不是symbol的内置属性，进行依赖收集
if (!isSymbol(key) || !builtInSymbols.has(key)) {
track(target, "has" /* TrackOpTypes.HAS */, key);
}
return result;
}
/*ownKeys可以拦截以下操作:
1.Object.keys()
2.Object.getOwnPropertyNames()
3.Object.getOwnPropertySymbols()
4.Reflect.ownKeys()操作*/
function ownKeys(target) {
track(target, "iterate" /* TrackOpTypes.ITERATE */, isArray(target) ? 'length' : ITERATE_KEY);
return Reflect.ownKeys(target);
} get方法实现
const get = /*#__PURE__*/ createGetter();
/*传递两个参数默认都为false
isReadonly是否为只读
shallow是否转换为浅层响应，即Reactive---> shallowReactive，shallowReactive监听了第一层属性的值，一旦发生改变，则更新视图;其他层，虽然值发生了改变，但是视图不会进行更新
*/
function createGetter(isReadonly = false, shallow = false) {
return function get(target, key, receiver) {
//1.是否已被reactive相关api处理过；
if (key === "__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */) {
return !isReadonly;
}
//2.是否被readonly相关api处理过
else if (key === "__v_isReadonly" /* ReactiveFlags.IS_READONLY */) {
return isReadonly;
}
else if (key === "__v_isShallow" /* ReactiveFlags.IS_SHALLOW */) {
return shallow;
}
//3.检测__v_raw属性
else if (key === "__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */ &&
receiver ===
(isReadonly
? shallow
? shallowReadonlyMap
: readonlyMap
: shallow
? shallowReactiveMap
: reactiveMap).get(target)) {
return target;
}
//4.如果target是数组，且命中了一些属性，则执行函数方法
const targetIsArray = isArray(target);
if (!isReadonly && targetIsArray && hasOwn(arrayInstrumentations, key)) {
return Reflect.get(arrayInstrumentations, key, receiver);
}
//5.Reflect获取值
const res = Reflect.get(target, key, receiver);
//6.判断是否为特殊的属性值
if (isSymbol(key) ? builtInSymbols.has(key) : isNonTrackableKeys(key)) {
return res;
}
if (!isReadonly) {
track(target, "get" /* TrackOpTypes.GET */, key);
}
if (shallow) {
return res;
}
//7.判断是否为ref对象
if (isRef(res)) {
// ref unwrapping - skip unwrap for Array + integer key.
return targetIsArray && isIntegerKey(key) ? res : res.value;
}
//8.判断是否为对象
if (isObject(res)) {
// Convert returned value into a proxy as well. we do the isObject check
// here to avoid invalid value warning. Also need to lazy access readonly
// and reactive here to avoid circular dependency.
return isReadonly ? readonly(res) : reactive(res);
}
return res;
};
}检测__v_isReactive属性，如果为true，表示target已经是一个响应式对象了。
依次检测__v_isReadonly和__v_isShallow属性，判断是否为只读和浅层响应,如果是则返回对应包装过的target。
检测__v_raw属性，这里是三元的嵌套，主要判断原始数据是否为只读或者浅层响应，然后在对应的Map里面寻找是否有该目标对象，如果都为true则说明target已经为响应式对象。
如果target是数组,需要对一些方法（针对includes、indexOf、lastIndexOf、push、pop、shift、unshift、splice）进行特殊处理。并对数组的每个元素执行收集依赖,然后通过Reflect获取数组函数的值。
Reflect获取值。
判断是否为特殊的属性值，symbol, __proto__，__v_isRef，__isVue, 如果是直接返回前面得到的res，不做后续处理;
如果为ref对象，target不是数组的情况下，会自动解包。
如果res是Object，进行深层响应式处理。从这里就能看出，Proxy是懒惰式的创建响应式对象，只有访问对应的key，才会继续创建响应式对象，否则不用创建。
set方法实现
例子：data.name='2'
const set = /*#__PURE__*/ createSetter();
//shallow是否转换为浅层响应，默认为false
function createSetter(shallow = false) {
//1.传递四个参数
return function set(target, key, value, receiver) {
let oldValue = target[key];
//首先获取旧值，如果旧值是ref类型，且新值不是ref类型，则不允许修改
if (isReadonly(oldValue) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
return false;
}
//2.根据传递的shallow参数，来执行之后的操作
if (!shallow) {
if (!isShallow(value) && !isReadonly(value)) {
oldValue = toRaw(oldValue);
value = toRaw(value);
}
if (!isArray(target) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
oldValue.value = value;
return true;
}
}
//3.检测key是不是target本身的属性
const hadKey = isArray(target) && isIntegerKey(key)
? Number(key) < target.length
: hasOwn(target, key);
//利用Reflect.set()来修改值,返回一个Boolean值表明是否成功设置属性
//Reflect.set(设置属性的目标对象, 设置的属性的名称, 设置的值, 如果遇到 `setter`，`receiver`则为`setter`调用时的`this`值)
const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
// 如果目标是原始原型链中的某个元素，则不要触发
if (target === toRaw(receiver)) {
//如果不是target本身的属性那么说明执行的是'add'操作,增加属性
if (!hadKey) {
trigger(target, "add" /* TriggerOpTypes.ADD */, key, value);
}
//4.比较新旧值，是否触发依赖
else if (hasChanged(value, oldValue)) {
//5.触发依赖
trigger(target, "set" /* TriggerOpTypes.SET */, key, value, oldValue);
}
}
return result;
};
}1、以data.name='2'这段代码为例,四个参数分别为:
target:目标对象,即target={"name": "测试","age": 10}(此处为普通对象)
key:修改的对应key,即key: "name"
value:修改的值，即value: "2"
receiver:目标对象的代理。即receiver=Proxy {"name": "测试","age": 10}
2、shallow为false的时候。
第一个判断:如果新值不是浅层响应式并且不是readonly,新旧值取其对应的原始值。
第二个判断：如果target不是数组并且旧值是ref类型，新值不是ref类型，直接修改oldValue.value为value
3.检测key是不是target本身的属性。这里的hadKey有两个方法,isArray就不解释，就是判断是否为数组
isIntegerKey:判断是不是数字型的字符串key值
//判断参数是否为string类型，是则返回true
const isString = (val) => typeof val === 'string';
//如果参数是string类型并且不是'NaN',且排除-值（排除负数）,然后将 key 转换成数字再隐式转换为字符串，与原 key 对比
const isIntegerKey = (key) => isString(key) &&
key !== 'NaN' &&
key[0] !== '-' &&
'' + parseInt(key, 10) === key;4.比较新旧值，如果新旧值不同，则触发依赖进行更新
hasChanged方法
//Object.is()方法判断两个值是否是相同的值。 const hasChanged = (value, oldValue) => !Object.is(value, oldValue);
5.触发依赖，这里太过复杂，笔者也没搞懂，如果有兴趣的读者可自行去调试
<script setup>
import { reactive } from "vue";
const data = reactive({
name: "测试",
age: 10,
});
data.name='1'//这里并未收集依赖，在处理完 createSetupContext 的上下文后，组件会停止依赖收集，并且开始执行 setup 函数。具体原因有兴趣的读者可以自行去了解
const testClick = ()=>{
data.name='test'
}
</script>
<template>
<div>
<h1>{{ data.name }}</h1>
<el-button @click="testClick">Click</el-button>
</div>
</template>
<style scoped></style>基本数据类型
const num = reactive(2)
这里比较简单，在createReactiveObject函数方法里面：
if (!isObject(target)) {
if ((process.env.NODE_ENV !== 'production')) {
console.warn(`value cannot be made reactive: ${String(target)}`);
}
return target;
}
因为判断类型不是对象，所以会在控制台打印出警告，并且直接返回原数据
proxy对象
<script>
const data = reactive({
name: "测试",
age: 10,
});
const num = reactive(data)//定义一个已经是响应式对象
</script>1.调试开始进来reactive函数，然后会经过isReadonly函数,这里跟前面不同的是，target是一个proxy对象，它已经被代理过有set,get等handler。所以在isReadonly函数读取target的时候，target会进行get函数的读取操作。
2.可以看到get传入的参数有个key="__v_isReadonly",这里的isReadonly返回是false，接下来进入createReactiveObject函数
这里说明下，在本次调试中常见的vue里面定义的私有属性有:
__v_skip:是否无效标识，用于跳过监听__v_isReactive:是否已被reactive相关api处理过__v_isReadonly:是否被readonly相关api处理过__v_isShallow:是否为浅层响应式对象__v_raw:当前代理对象的源对象，即target
3.在createReactiveObject函数中，经过target["__v_isReactive"]的时候会触发target的get函数，这时候get函数传入的参数中key='__v_raw'
if (target["__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */] &&
!(isReadonly && target["__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */])) {
return target;
}
由上图可知我们检测target即已定义过的proxy对象,被reactiveapi处理过就会有__v_raw私有属性，然后再进行receiver的判断，判断target是否为只读或浅层响应。如果都不是则从缓存proxy的WeakMap对象中获取该元素。最后直接返回target的原始数据(未被proxy代理过)。
最后回到之前的判断，由下图可知，target的__v_raw属性存在，isReadonly为false,__v_isReactive的值为true,可以说明reactive函数需要处理的对象是一个被reactiveAPI处理过的对象，然后直接返回该对象的原始数据。
ref类型
经过ref函数处理，其本质也是一个对象，所以使用reactive函数处理ref类型就跟处理复杂数据类型一样过程。有些内容跟这里差不多，也有对此补充，如果觉得不错请各位帮忙点个赞
(开发中应该不会有这种嵌套行为吧，这里只是为了测试多样化)。
<script setup>
import { reactive,ref } from "vue";
const data = reactive({
name: "测试",
age: 10,
});
const numRef = ref(1)
const dataRef = ref({
name: "测试2",
age: 20,
})
const num = reactive(numRef)
const dataReactive = reactive(dataRef)
console.log('data',data)
console.log('numRef',numRef)
console.log('num',num)
console.log('dataRef',dataRef)
console.log('dataReactive',dataReactive)
</script>
Map类型和Set类型
Map 类型是键值对的有序列表，而键和值都可以是任意类型。
Set和Map类似，也是一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所以，在Set中，没有重复的key。
<script setup>
import { reactive } from "vue";
const mapData = new Map();
mapData.set('name','张三')
const setData = new Set([1,2,3,1,1])
console.log(mapData)
console.log(setData)
const mapReactive = reactive(mapData)
console.log(mapReactive)
</script>
由上图可知Map结构和Set结构使用typeof判断是object,所有流程前面会跟复杂数据类型一样，知道在createReactiveObject函数的getTargetType()函数开始不同。
在getTargetType函数里面toRawType()判断数据类型所用方法为Object.prototype.toString.call()
const targetType = getTargetType(target);
function getTargetType(value) {
return value["__v_skip" /* ReactiveFlags.SKIP */] || !Object.isExtensible(value)
? 0 /* TargetType.INVALID */
: targetTypeMap(toRawType(value));
}
function targetTypeMap(rawType) {//rawType="Map",这里返回值为2
switch (rawType) {
case 'Object':
case 'Array':
return 1 /* TargetType.COMMON */;
case 'Map':
case 'Set':
case 'WeakMap':
case 'WeakSet':
return 2 /* TargetType.COLLECTION */;
default:
return 0 /* TargetType.INVALID */;
}
}这时候targetType=2,在createReactiveObject的函数中const proxy = new Proxy(target, targetType === 2 /* TargetType.COLLECTION */ ? collectionHandlers : baseHandlers);的三元表达式中可得知，这里的handler为collectionHandlers。
网上查找可在reactive函数中return createReactiveObject(target, false, mutableHandlers, mutableCollectionHandlers, reactiveMap);这条语句找到,当rawType=1时handler是用mutableHandlers,rawType=1时是用mutableCollectionHandlers。
mutableCollectionHandlers方法：
const mutableCollectionHandlers = {
get: /*#__PURE__*/ createInstrumentationGetter(false, false)
};
//解构createInstrumentations
const [mutableInstrumentations, readonlyInstrumentations, shallowInstrumentations, shallowReadonlyInstrumentations] = /* #__PURE__*/ createInstrumentations();
//传入两个参数，是否为可读，是否为浅层响应
function createInstrumentationGetter(isReadonly, shallow) {
const instrumentations = shallow
? isReadonly
? shallowReadonlyInstrumentations
: shallowInstrumentations
: isReadonly
? readonlyInstrumentations
: mutableInstrumentations;
return (target, key, receiver) => {
if (key === "__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */) {
return !isReadonly;
}
else if (key === "__v_isReadonly" /* ReactiveFlags.IS_READONLY */) {
return isReadonly;
}
else if (key === "__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */) {
return target;
}
return Reflect.get(hasOwn(instrumentations, key) && key in target
? instrumentations
: target, key, receiver);
};
}//篇幅问题以及这方面笔者并未深入，所以就大概带过
function createInstrumentations() {
//创建了四个对象，对象内部有很多方法,其他去掉了，完整可自行去调试查看
const mutableInstrumentations = {
get(key) {
return get$1(this, key);
},
get size() {
return size(this);
},
has: has$1,
add,
set: set$1,
delete: deleteEntry,
clear,
forEach: createForEach(false, false)
};
.................
//通过createIterableMethod方法操作keys、values、entries、Symbol.iterator迭代器方法
const iteratorMethods = ['keys', 'values', 'entries', Symbol.iterator];
iteratorMethods.forEach(method => {
mutableInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, false, false);
readonlyInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, true, false);
shallowInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, false, true);
shallowReadonlyInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, true, true);
});
return [
mutableInstrumentations,
readonlyInstrumentations,
shallowInstrumentations,
shallowReadonlyInstrumentations
];
}后续比较复杂，加上笔者技术力还不够，暂时先到这里吧
总结：关于reactive的源码调试就到这了，这只是其中一小部分的源码，希望有兴趣的读者可以以此深入
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