Vue3 reactive和ref详解

reactive

Vue3.0中的reactive

• reactive 是 Vue3 中提供的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，
• 在 Vue3 中响应式数据是通过 ES6 的 Proxy来实现的。
• reactive 参数必须是对象 (json / arr)
• 如果给 reactive 传递了其它对象

默认情况下，修改对象无法实现界面的数据绑定更新。
如果需要更新，需要进行重新赋值。(即不允许直接操作数据，需要放个新的数据来替代原数据)

在 reactive 使用基本类型参数

基本类型(数字、字符串、布尔值)在 reactive 中无法被创建成 proxy 对象，也就无法实现监听。

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

点击 button ，我们期望的结果是数字从 0 变成 1，然而实际上界面上的数字并没有发生任何改变。

查看控制台，它的输出是这样的(我点了 3 次)

出现提示

value cannot be made reactive: 0

而输出的值确实发生了变化，只不过这种变化并没有反馈到界面上，也就是说并没有实现双向数据绑定。当然，如果是 ref 的话，就不存在这样的问题。而如果要使用 reactive ，我们需要将参数从 基本类型 转化为 对象。

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

将参数替换成了对象 {num: 0}，此时，点击按钮界面就会产生改变(我点了 3 次)。

在控制台打印消息

可以看到，msg 成功被创建成了 proxy 对象，他通过劫持对象的 get 和 set 方法实现了对象的双向数据绑定。

深层的、对象内部的变化也能被察觉到(注意下面代码中的 inner )

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

数组变化也不在话下。

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

在-reactive-使用-date-参数在 reactive 使用 Date 参数

如果参数不是数组、对象，而是稍微奇怪一点的数据类型，例如说 Date ，那么麻烦又来了。

 
!
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

这里我先打印了 msg 两次，可以看到，点击一次 button ，msg 的数据是存在变化的，但界面并未发生变化，同时我们发现在控制台里，msg 并未被识别成 proxy。

就算我们把 Date 放在对象里，就像这样

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

也仍然不起效果。

显然，对于这种数据类型，我们需要做特殊处理。

这个特殊处理就是重新赋值(，而不是直接修改原来的值)。

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

这里我采用了拷贝的方案重新赋值了 msg.date，界面成功发生了变化(日期 + 1)。

响应式代理 vs. 原始对象

值得注意的是，reactive() 返回的是一个源对象的 Proxy，它和源对象是不相等的：

const raw = {}
const proxy = reactive(raw)
 
// 代理和原始对象不是全等的
console.log(proxy === raw) // false
1
2
3
4
5

只有代理是响应式的，更改原始的对象不会触发更新。因此，使用 Vue 的响应式系统的最佳实践是 仅使用代理作为状态。

为保证访问代理的一致性，对同一个对象调用 reactive() 会总是返回同样的代理，而对代理调用 reactive() 则会返回它自己：

// 在同一个对象上调用 reactive() 会返回相同的代理
console.log(reactive(raw) === proxy) // true
 
// 在一个代理上调用 reactive() 会返回它自己
console.log(reactive(proxy) === proxy) // true
1
2
3
4
5

这个规则对深层级的对象也适用。依靠深层响应性，响应式对象内的深层级对象依然是代理：

const proxy = reactive({})
 
const raw = {}
proxy.nested = raw
 
console.log(proxy.nested === raw) // false
1
2
3
4
5
6

ref

ref是什么

在Vue3中对Object等复杂数据类型变为响应式数据使用 reactive()，对于Number、String、Boolean、undefined、null等基本数据类型使用 ref() 变为响应式数据。
reative() 底层使用的是Proxy代理的方式。那 ref() 呢？
我们都知道Proxy的代理目标必须是非原始值（Object），所以我们没有任何手段拦截对原始值的操作

let str = 'vue'
//无法拦截对值的修改
str = 'vue3'
1
2
3

对于这个问题，可以使用一个非原始值（Object）去“包裹”原始值（Number、String、Boolean、undefined、null），间接实现响应式。例如：

const wrapper = {
    value: 'vue'
}
// 使用proxy代理wrapper，间接实现对原始值的拦截
const name = reactive(wrapper)
// 修改值可以触发响应
name.value = 'vue3'
1
2
3
4
5
6
7

这样做会导致两个问题：

• 过程繁琐：即用户为了创建一个响应式的原始值，不得不顺带创建一个包裹对象。
• 规范问题：包裹对象由用户定义，意味着不规范。用户可以随意命名，例如wrapper.value、wrapper.val

为了解决这两个问题，我们可以封装一个函数，将包裹对象的创建工作都封装到该函数中：

//封装一个ref函数
function ref(val){
    //创建包裹对象
    const wrapper = {
        value: val
    }
    // 将包裹对象变成响应式对象
    return reactive(wrapper)
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9

此时ref()返回的就是包裹着原始数据的响应式数据。

又会引出一个问题：如何区分一个refval是原始值的包裹对象，还是一个非原始值的响应式数据呢？

const refval1 = ref(1)
const refval2 = reactive({ value: 1 })
1
2

我们可以给包裹对象定义一个不可枚举且不可写的属性__v_isRef，若它的值为true，代表这个对象是一个ref。

function ref(val){
    const wrapper = {
        value: val
    }
    // 使用Object.defineProperty在wrapper上定义一个不可枚举的属性__v_isRef，并且值为ture
    Object.defineProperty(wrapper,'__v_isRef',{
        value: true
    })
    return reactive(wrapper)
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

本段小结
我们这个时候可以得出结论：

1. ref本质上是一个包裹对象，因为JavaScript提供针对原始值的代理，内部使用的依旧是Proxy代理的方式，间接实现原始值的响应式方法。
2. 包裹对象和普通对象本质上没有任何区别，为了区分ref与普通响应式对象，会给包裹对象添加一个__v_isRef的属性，并设置为true。

响应丢失问题

ref除了解决原始数据的响应式，还解决了响应丢失问题。

什么是响应丢失问题

在大家使用vue3编写组件的时候，通常会把数据暴露到模板中使用：

在我们修改响应式数据的值时，不会触发重新渲染

再点击按钮之后，从控制台中可以看出数据已经改变，但是页面文字并没有做出相应的改变。

因为扩展运算符(...)导致，响应式对象变成了一个普通对象。把一个普通对象暴露到模板中使用，是不会在渲染函数与响应式数据之间建立响应式联系的。

 return {
     ...obj
 }
 //等价于
 return {
     foo:'hello',
     bar:'vue3'
 }
1
2
3
4
5
6
7
8

能否在副作用函数中，即使通过普通对象来访问属性值也能够建立响应式联系？
答案是可以的，代码如下：

//obj是响应式数据
const obj = reactive({ foo: 'hello', bar: 'vue3' });

// newObj对象下具有与obj对象同名的属性，并且每个属性值都是一个对象
// 该对象具有一个访问属性值value，当读取value时，其实读取的时obj对象下相应的属性值
const newObj = {
    foo:{
        get value(){
            return obj.foo
        }
    },
    bar:{
        get value(){
            return obj.bar
        }
    }
}

effect(()=>{
    // 通过newobj对象读取foo属性值
    console.log(newObj.foo.value)
)
// 能触发响应
obj.foo = 100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

也就是说当副作用函数内读取newObj.foo时，等价于间接读取了obj.foo的值。这样响应式数据自然能够与副作用函数建立响应式联系。当我们尝试修改obj.foo的值时，能够触发副作品用函数重新执行。

观察newObj对象，可以发现它的结构存在相似之处：

const newObj = {
    foo:{
        get value(){
            return obj.foo
        }
    },
    bar:{
        get value(){
            return obj.bar
        }
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

foo和bar结构十分相似，我们可以将这种结构抽象出来并封装成函数。

// toRef接受两个参数，第一个参数obj为响应式数据，第二个参数是obj对象一个键
// 该函数会返回一个类似ref结构的对象
function toRef(obj,key){
    const wrapper = {
        get value(){
            return obj[key]
        }
    }
    return wrapper
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

这个时候可以重新实现newObj对象了：

const newObj = {
    foo:toRef(obj,'foo'),
    bar:toRef(obj,'bar')
}
1
2
3
4

如果响应式数据的键特别多，我们可以封装toRefs函数，来批量的转换：

function toRefs(obj){
    const ret = {}
    // 使用for...in 循环遍历对象
    for(const key in obj){
        // 逐个调用toRef完成转换
        ret[key] = toRef(obj,key)
    }
    return ret
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9

现在可以用一步操作即可完成一个对象的转换：

const newObj = {...toRefs(obj)}
1

通过toRef和toRefs转换为真正的ref数据，为了概念上的统一，我们需要为toRef函数增加一段代码：

function toRef(obj,key){
    const wrapper = {
        get value(){
            return obj[key]
        }
    }
    // 定义__v_isRef属性
    Object.defineProperty(wrapper,'__v_isRef',{
        value: true
    })
    return wrapper
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

上文中通过toRef函数创建的ref是只读，我们可以通过给返回的对象添加setter函数

function toRef(obj,key){
    const wrapper = {
        get value(){
            return obj[key]
        },
        set value(val){
            obj[key] = val
        }
    }
    
    Object.defineProperty(wrapper,'__v_isRef',{
        value: true
    })
    return wrapper
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

当设置value属性的值时，最终设置的是响应式数据的同名属性的值，这样就能正确地触发响应了。

自动脱ref

toRef函数的确解决了响应丢失的问题，但同时也带来了新的问题。由于toRefs会把响应式数据的第一层属性值转换为ref，因此必须通过value属性访问值。这其实增加了用户的心智负担。
通常情况下用户是在模板中访问数据

{{foo}}/{{bar}}
1

用户肯定不希望编写下面代码

{{foo.value}}/{{bar.value}}
1

因此需要自动脱ref的能力。所谓自动脱ref，指的是属性的访问行为，即如果读取的属性是一个ref，则直接将该ref对应的value属性值返回。
要实现此功能，需要使用Proxy为newObj创建一个代理对象，通过代理来实现最终目标，这时就用到了上文中介绍的ref标识，即__v_isRef属性。

function proxyRefs(target){
    return new Proxy(target,{
        get(target,key,receiver){
           const value = Reflect.get(target,key,receiver)
           //自动脱ref实现
           return value.__v_isRef? value.value : value
        }
    })
}
// 调用 proxyRefs 函数创建代理
const newObj = proxyRefs({...toRefs(obj)})

实际上，我们在编写vue.js组件时，组件中的setup函数所返回的数据会传递proxyRefs函数进行处理。
js复制代码export default {
    setup() {
      const count = ref(0);
      return { count };
    }
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

这就是为什么我们可以在模板中直接访问一个ref的值，而无须通过value属性来访问：

{{ count }}
1

既然读取属性的值有自动脱ref的能力，对应地，设置属性的值也应该有自动为ref设置值的能力，只需要添加对应的set拦截函数即可：

function proxyRefs(target){
    return new Proxy(target,{
        get(target,key,receiver){
           const value = Reflect.get(target,key,receiver)
           //自动脱ref实现
           return value.__v_isRef? value.value : value
        },
        set(target,key,newValue，receiver){
            // 通过target读取真实
            const value = target[key]
            // 如果值是Ref，则设置其对应的value属性值
            if(__v_isRef){
                value.value = newValue
                return true
            }
            return Reflect.set(target,key,newValue,receiver)
        }
    })
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

自动脱ref不仅存在上述场景。在Vue.js中，reactive函数也有自动脱ref的能力。

const count = ref(0);
const obj = reactive({ count });

obj.count // 0
1
2
3
4

obj.count本应该是一个ref，但是由于自动脱ref能力的存在，使得我们无须通过value属性即可读取ref的值。

总结

• ref是一个包裹对象，使用的是Proxy代理，间接实现响应式数据。包裹对象和普通对象没有本质区别，使用Object.defineProperty定义一个不可枚举且不可写的属性： __v_isRef，进行标识包裹对象，设置为true
• 解决响应丢失问题，本质是通过对响应式对象进行一层包装。实现两个函数toRef和toRefs
• 自动脱ref能力，为了减轻用户的心智负担，自动对暴露到模板中的响应式数据进行脱ref处理。

参考

vue3-effect源码解析