Vue 3 响应式原理及实现

从零开始实现你自己的响应式库，从零开始实现 Vue 3 响应式模块。
本文完整内容见buid-your-own-vue-next

1. 实现响应式

响应基本类型变量

首先看一下响应式预期应该是什么样的，新建一个 demo.js 文件，内容如下：

// 这种写成一行完全是为了节省空间，实际上我会一行一个变量
let a = 1, b = 2, c = a * b
console.log('c:' + c) // 2
a = 2
console.log('c:' + c) // 期望得到4

思考一下，如何才能做到当 a 变动时 c 跟着变化？

显然，我们需要做的就是重新执行一下 let c = a * b 即可，像这样：

let a = 1, b = 2, c = a * b
console.log('c:' + c) // 2
a = 2
c = a * b
console.log('c:' + c) // 期望得到4

那么，现在我们把需要重新执行的代码写成一个函数，代码如下：

let a = 1, b = 2, c = 0
let effect = () => { c = a * b }
effect() // 首次执行更新c的值
console.log('c:' + c) // 2
a = 2
console.log('c:' + c) // 期望得到4

现在仍然没有达成预期的效果，实际上我们还需要两个方法，一个用来存储所有需要依赖更新的 effect，我们假设叫 track，一个用来触发执行这些 effect 函数，假设叫做 trigger。

注意： 这里我们的函数命名和 Vue 3 中保持一致，从而可以更容易理解 Vue 3 源码。

代码类似这样：

let a = 1, b = 2, c = 0
let effect = () => { c = a * b }

track() // 收集 effect 
effect() // 首次执行更新c的值
console.log('c:' + c) // 2
a = 2
trigger() // a变化时，触发effect的执行
console.log('c:' + c) // 期望得到4

那么 track 和 trigger 分别做了什么，是如何实现的呢？我们暂且可以简单理解为一个“发布-订阅者模式”，track 就是不断给一个数组 dep 添加 effect，trigger 用来遍历执行 dep 的每一项 effect。

现在来完成这两个函数

let a = 1, b = 2, c = 0
let effect = () => { c = a * b }

let dep = new Set()
let track = () => { dep.add(effect) }
let trigger = () => { dep.forEach(effect => effect()) }

track()
effect() // 首次执行更新c的值
console.log('c:' + c) // 2
a = 2
trigger() // a变化时，触发effect的执行
console.log('c:' + c) // 期望得到4，实际得到4

注意这里我们使用 Set 来定义 dep，原因就是 Set 本身不能添加重复的 key，读写都非常方便。

现在代码的执行结果已经符合预期了。

c: 2
c: 4

响应对象的不同属性

通常情况，我们定义的对象都有很多的属性，每一个属性都需要有自己的 dep（即每个属性都需要把那些依赖了自己的effect记录下来放进自己的 new Set() 中），如何来实现这样的功能呢？

有一段代码如下：

let obj = { a: 10, b: 20 }
let timesA = obj.a * 10
let divideA = obj.a / 10
let timesB = obj.b * 10
let divideB = obj.b / 10

// 100, 1, 200, 2
console.log(`${timesA}, ${divideA}, ${timesB}, ${divideB}`)
obj.a = 100
obj.b = 200
// 期望得到 1000, 10, 2000, 20
console.log(`${timesA}, ${divideA}, ${timesB}, ${divideB}`)

这段代码中，按照上文讲解的，属性a和b的dep应该是如下：

let depA = [
  () => { timesA = obj.a * 10 },
  () => { divideA = obj.a / 10 }
]
let depB = [ 
  () => { timesB = obj.b * 10 },
  () => { divideB = obj.b / 10 }
]

如果代码还是按照前文的方式来写显然是不科学的，这里就要开始做一点点抽象了，收集依赖我们可以假想用track('a') track('b')这种形式分别记录对象不同key的依赖项，那么显然我们还需要一个东西来存放这些 key 及相应的dep。

现在我们来实现这样的 track 函数及对应的 trigger 函数，代码如下：

const depsMap = new Map() // 每一项都是一个 Set 对象
function track(key) {
  let dep = depsMap.get(key)
  if(!dep) {
    depsMap.set(key, dep = new Set());
  }
  dep.add(effect)
}

function trigger(key) {
  let dep = depsMap.get(key)
  if(dep) {
    dep.forEach(effect => effect())
  }
}

这样就实现了对一个对象不同属性的依赖收集，那么现在这个代码最简单的使用方法将是下面这样：

const depsMap = new Map() // 每一项都是一个 Set 对象
function track(key) {
  ...
  
  // only for usage demo
  if(key === 'a'){
    dep.add(effectTimesA)
    dep.add(effectDivideA)
  }else if(key === 'b'){
    dep.add(effectTimesB)
    dep.add(effectDivideB)
  }
}

function trigger(key) {
  ...
}

let obj = { a: 10, b: 20 }
let timesA = 0
let divideA = 0
let timesB = 0
let divideB = 0
let effectTimesA = () => { timesA = obj.a * 10 }
let effectDivideA = () => { divideA = obj.a / 10 }
let effectTimesB = () => { timesB = obj.b * 10 }
let effectDivideB = () => { divideB = obj.b / 10 }

track('a')
track('b')

// 为了省事直接改成调用trigger，后文同样
trigger('a')
trigger('b')

// 100, 1, 200, 2
console.log(`${timesA}, ${divideA}, ${timesB}, ${divideB}`)
obj.a = 100
obj.b = 200

trigger('a')
trigger('b')
// 期望得到：1000, 10, 2000, 20 实际得到：1000, 10, 2000, 20
console.log(`${timesA}, ${divideA}, ${timesB}, ${divideB}`)

代码看起来仍然是臃肿无比，别着急，后面的设计会优化这个问题。

响应多个对象

我们已经实现了对一个对象的响应编程，那么要对多个对象实现响应式编程该怎么做呢？

脑袋一拍，继续往外嵌套一层对象不就可以了吗？没错，你可以用 ES6 中的 WeakMap 轻松实现，WeakMap 刚好可以（只能）把对象当作 key。（题外话，Map 和 WeakMap 的区别）

我们假想实现后是这样的效果：

let obj1 = { a: 10, b: 20 }
let obj2 = { c: 30, d: 40 }
const targetMap = new WeakMap()

// 省略代码
// 获取 obj1 的 depsMap
// 获取 obj2 的 depsMap

targetMap.set(obj1, "obj1's depsMap")
targetMap.set(obj2, "obj2's depsMap")

这里暂且不纠结为什么叫 targetMap，现在整体依赖关系如下：

名称	类型	key	值
targetMap	WeakMap	object	depsMap
depsMap	Map	property	dep
dep	Set		effect

targetMap: 存放每个响应式对象（所有属性）的依赖项
targetMap: 存放响应式对象每个属性对应的依赖项
dep: 存放某个属性对应的所有依赖项（当这个对象对应属性的值发生变化时，这些依赖项函数会重新执行）

现在我们可以实现这个功能了，核心代码如下：

const targetMap = new WeakMap();

function track(target, key) {
  let depsMap = targetMap.get(target)
  if(!depsMap){
    targetMap.set(target, depsMap = new Map())
  }

  let dep = depsMap.get(key)
  if(!dep) {
    depsMap.set(key, dep = new Set());
  }
  // 先忽略这个
  dep.add(effect)
}

function trigger(target, key) {
  let depsMap = targetMap.get(target)
  if(depsMap){
    let dep = depsMap.get(key)
    if(dep) {
      dep.forEach(effect => effect())
    }
  }
}

那么现在这个代码最简单的使用方法将是下面这样：

const targetMap = new WeakMap();

function track(target, key) {
  ...

  // only for usage demo
  if(key === 'a'){
    dep.add(effectTimesA)
    dep.add(effectDivideA)
  }
}

function trigger(target, key) {
  ...
}

let obj = { a: 10, b: 20 }
let timesA = 0
let divideA = 0
let effectTimesA = () => { timesA = obj.a * 10 }
let effectDivideA = () => { divideA = obj.a / 10 }

track(obj, 'a')
trigger(obj, 'a')

console.log(`${timesA}, ${divideA}`) // 100, 1
obj.a = 100

trigger(obj, 'a')
console.log(`${timesA}, ${divideA}`) // 1000, 10

至此，我们对响应式的基本概念有了了解，我们已经做到了收集所有响应式对象的依赖项，但是现在你可以看到代码的使用是极其繁琐的，主要是因为我们还没实现自动收集依赖项、自动触发修改。

2. Proxy 和 Reflect

上一节讲到了我们实现了基本的响应功能，但是我们目前还是手动进行依赖收集和触发更新的。

解决这个问题的方法应该是：

当访问（GET）一个属性时，我们就调用 track(obj, <property>) 自动收集依赖项（存储 effect）
当修改（SET）一个属性时，我们就调用 trigger(obj, <property> 自动触发更新（执行存储的effect）

那么现在问题就是，我们如何在访问或修改一个属性时做到这样的事情？也即是如何拦截这种 GET 和 SET 操作？

Vue 2中我们使用 ES5 中的 Object.defineProperty 来拦截 GET 和 SET。
Vue 3中我们将使用 ES6 中的 Reflect 和 Proxy。（注意：Vue 3不再支持IE浏览器，所以可以用比较多的高级特性）

我们先来看一下怎么输出一个对象的一个属性值，可以用下面这三种方法：

使用 . => obj.a
使用 [] => obj['a']
使用 ES6 中的 Reflect => Reflect.get(obj, 'a')

这三种方法都是可行的，但是 Reflect 有非常强大的能力，后面会讲到。

Proxy

我们先来看看 Proxy，Proxy 是另一个对象的占位符，默认是对这个对象的委托。你可以在这里查看 Proxy 更详细的用法。

let obj = { a: 1}
let proxiedObj = new Proxy(obj, {})
console.log(proxiedObj.a) // 1

这个过程可以表述为，获取 proxiedObj.a 时，直接去从查找 obj.a然后返回给 proxiedObj，再输出 proxiedObj.a。

Proxy 的第二个参数被称为 handler，handler就是包含捕捉器（trap）的占位符对象，即处理器对象，捕捉器允许我们拦截一些基本的操作，如：

查找属性
枚举
函数的调用

现在我们的示例代码修改为：

let obj = { a: 1}
let proxiedObj = new Proxy(obj, {
  get(target, key) {
    console.log('Get')
    return target[key]
  }
})
console.log(proxiedObj.a) // 1

这段代码中，我们直接使用 target[key] 返回值，它直接返回了原始对象的值，不做任何其它操作，这对于这个简单的示例来说没任何问题，。

现在我们看一下下面这段稍微复杂一点的代码：

let obj = {
  a: 1,
  get b() { return this.a }
}

let proxiedObj = new Proxy(obj, {
  get(target, key, receiver) {
    return target[key] // 这里的target是obj
  }
})

let childObj = Object.create(proxiedObj)
childObj.a = 2
console.log(childObj.b) // 期望得到2 实际输出1

这段代码的输出结果就是错误的，这是什么情况？难道是原型继承写错了吗？我们尝试把Proxy相关代码去掉，发现输出是正常的......
这个问题其实就出在 return target[key]这一行：

当读取 childObj.b 时，childObj 上没有属性 b，因此会从原型链上查找
原型链是 proxiedObj
读取 proxiedObj.b 时，会触发Proxy捕捉器（trap）中的 get，这直接从原始对象中返回了 target[key]
这里target[key] 中 key 是一个 getter，因此这个 getter 中的上下文 this 即为target，这里的 target 就是 obj，因此直接返回了 1。

参考为什么要使用 Reflect

那么我们怎么解决这个 this 出错的问题呢？

Reflect

现在我们就可以讲讲 Reflect 了。你可以在这里查看 Reflect 更详细的用法。

捕获器 get 有第三个参数叫做 receiver。

Proxy 中 handler.get(target, prop, receiver) 中的参数 receiver ：Proxy 或者继承 Proxy 的对象。
Reflect.get(target, prop, receiver) 中的参数 receiver ：如果target 对象中指定了 getter，receiver 则为 getter 调用时的 this 值。

这确保了当我们的对象从另一个对象继承了值或函数时使用 this 值的正确性。

我们修改刚才的示例如下：

let obj = {
  a: 1,
  get b() { return this.a }
}

let proxiedObj = new Proxy(obj, {
  // 本例中这里的receiver为调用时的对象childOjb
  get(target, key, receiver) {
    // 这里的target是obj
    // 这意思是把receiver作为this去调用target[key]
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  }
})

let childObj = Object.create(proxiedObj)
childObj.a = 2;
console.log(childObj.b) // 期望得到2 实际输出1

现在我们弄清楚了为什么要结合 Reflect 来使用 Proxy，有了这些知识，就可以继续完善我们的代码了。

实现reactive函数

现在修改我们的示例代码为：

let obj = { a: 1}
let proxiedObj = new Proxy(obj, {
  get(target, key, receiver) {
    console.log('Get')
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  }
  set(target, key, value, receiver) {
    console.log('Set')
    return Reflect.set(target, key, value, receiver)
  }
})
console.log(proxiedObj.a) // Get 1

接下来我们要做的就是结合 Proxy 的 handler 和之前实现了的 track、trigger 来完成一个响应式模块。

首先，我们来封装一下 Proxy 相关代码，和Vue 3保持一致叫reactive。

function reactive(target) {
  const handler = {
    get(target, key, receiver) {
      return Reflect.get(target, key, receiver)
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      return Reflect.set(target, key, value, receiver)
    }
  }
  return new Proxy(target, handler)
}

这里有一个问题，当我们每次调用 reactive 时都会重新定义一个 handler 的对象，为了优化这个，我们把 handler 提出去，代码如下：

const reactiveHandler = {
  get(target, key, receiver) {
    return Reflect.get(target, key, receiver)
  },
  set(target, key, value, receiver) {
    return Reflect.set(target, key, value, receiver)
  }
}

function reactive(target) {
  return new Proxy(target, reactiveHandler)
}

现在把reactive引入到我们的第一节中最后的示例代码中。

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = 0
let divideA = 0
let effectTimesA = () => { timesA = obj.a * 10 }
let effectDivideA = () => { divideA = obj.a / 10 }

track(obj, 'a')
trigger(obj, 'a')

console.log(`${timesA}, ${divideA}`) // 100, 1
obj.a = 100

trigger(obj, 'a')
console.log(`${timesA}, ${divideA}`) // 1000, 10

现在我们要做的是去掉示例代码中的 track 和 trigger。

回到本节开头提出的解决方案，我们已经可以拦截 GET 和 SET 操作了，只需要在适当的时候调用 track 和 trigger 方法即可，我们修改 reactiveHandler 代码如下：

const reactiveHandler = {
  get(target, key, receiver) {
    const result = Reflect.get(target, key, receiver)
    track(target, key)
    return result
  },
  set(target, key, value, receiver) {
    const oldVal = target[key]
    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)

    // 这里判断条件不对，result为一个布尔值
    if(oldVal !== result){
      trigger(target, key)
    }
    return result
  }
}

现在我们的示例代码可以精简为这样：

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = 0
let divideA = 0
let effectTimesA = () => { timesA = obj.a * 10 }
let effectDivideA = () => { divideA = obj.a / 10 }

// 恢复调用 effect 的形式
effectTimesA()
effectDivideA()

console.log(`${timesA}, ${divideA}`) // 100, 1
obj.a = 100

console.log(`${timesA}, ${divideA}`) // 1000, 10

我们已经去掉了手动 track 和 trigger 代码，至此，我们已经实现了 reactive 函数，看起来和Vue 3源码差不多了。

但这还有点问题：

track 函数中的 effect 现在还没处理，只能手动添加
reactive 现在只能作用于对象，基本类型变量怎么处理？

下一个章节我们将解决这个问题，让我们的代码更加接近Vue 3。

3. activeEffect 和 ref

首先，我们修改一下示例代码：

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = 0
let effect = () => { timesA = obj.a * 10 }
effect()

console.log(timesA) // 100
obj.a = 100
// 新增一行，使用到obj.a
console.log(obj.a)
console.log(timesA) // 1000

由上节知识可以知道，当 effect 执行时我们访问到了 obj.a，因此会触发 track 收集该依赖 effect。同理，console.log(obj.a) 这一行也同样触发了 track，但这并不是响应式代码，我们预期不触发 track。

我们想要的是只在 effect 中的代码才触发 track。

能想到怎么来实现吗？

只响应需要依赖更新的代码（effect）

首先，我们定义一个变量 shouldTrack，暂且认为它表示是否需要执行 track，我们修改 track 代码，只需要增加一层判断条件，如下：

const targetMap = new WeakMap();
let shouldTrack = null
function track(target, key) {
  if(shouldTrack){
    let depsMap = targetMap.get(target)
    if(!depsMap){
      targetMap.set(target, depsMap = new Map())
    }

    let dep = depsMap.get(key)
    if(!dep) {
      depsMap.set(key, dep = new Set());
    }

    // 这里的 effect 为使用时定义的 effect
    // shouldTrack 时应该把对应的 effect 传进来
    dep.add(effect)
    // 如果有多个就手写多个
    // dep.add(effect1)
    // ...
  }
}

现在我们需要解决的就是 shouldTrack 赋值问题，当有需要响应式变动的地方，我们就写一个 effect 并赋值给 shouldTrack，然后 effect 执行完后重置 shouldTrack 为 null，这样结合刚才修改的 track 函数就解决了这个问题，思路如下：

let shouldTrack = null
// 这里省略 track trigger reactive 代码
...

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = 0
let effect = () => { timesA = obj.a * 10 }
shouldTrack = effect // (*)
effect()
shouldTrack = null // (*)

console.log(timesA) // 100
obj.a = 100
console.log(obj.a)
console.log(timesA) // 1000

此时，执行到 console.log(obj.a) 时，由于 shouldTrack 值为 null，所以并不会执行 track，完美。

完美了吗？显然不是，当有很多的 effect 时，你的代码会变成下面这样：


let effect1 = () => { timesA = obj.a * 10 }
shouldTrack = effect1 // (*)
effect1()
shouldTrack = null // (*)

let effect2 = () => { timesB = obj.a * 10 }
shouldTrack = effect1 // (*)
effect2()
shouldTrack = null // (*)

我们来优化一下这个问题，为了和Vue 3保持一致，这里我们修改 shouldTrack 为 activeEffect，现在它表示当前运行的 effect。

我们把这段重复使用的代码封装成函数，如下：

let activeEffect = null
// 这里省略 track trigger reactive 代码
...

function effect(eff) {
  activeEffect = eff
  activeEffect()
  activeEffect = null
}

同时我们还需要修改一下 track 函数：

function track(target, key) {
  if(activeEffect){
    ...
    // 这里不用再根据条件手动添加不同的 effect 了！
    dep.add(activeEffect)
  }
}

那么现在的使用方法就变成了：

const targetMap = new WeakMap();
let activeEffect = null
function effect (eff) { ... }
function track() { ... }
function trigger() { ... }
function reactive() { ... }

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = 0
let timesB = 0
effect(() => { timesA = obj.a * 10 })
effect(() => { timesB = obj.b * 10 })

console.log(timesA) // 100
obj.a = 100
console.log(obj.a)
console.log(timesA) // 1000

现阶段完整代码

现在新建一个文件reactive.ts，内容就是当前实现的完整响应式代码：

const targetMap = new WeakMap();
let activeEffect = null
function effect(eff) {
  activeEffect = eff
  activeEffect()
  activeEffect = null
}

function track(target, key) {
  if(activeEffect){
    let depsMap = targetMap.get(target)
    if(!depsMap){
      targetMap.set(target, depsMap = new Map())
    }

    let dep = depsMap.get(key)
    if(!dep) {
      depsMap.set(key, dep = new Set());
    }
    dep.add(activeEffect)
  }
}

function trigger(target, key) {
  let depsMap = targetMap.get(target)
  if(depsMap){
    let dep = depsMap.get(key)
    if(dep) {
      dep.forEach(effect => effect())
    }
  }
}

const reactiveHandler = {
  get(target, key, receiver) {
    const result = Reflect.get(target, key, receiver)
    track(target, key)
    return result
  },
  set(target, key, value, receiver) {
    const oldVal = target[key]
    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
    if(oldVal !== result){
      trigger(target, key)
    }
    return result
  }
}

function reactive(target) {
  return new Proxy(target, reactiveHandler)
}

现在我们已经解决了非响应式代码也触发track的问题，同时也解决了上节中留下的问题：track 函数中的 effect 只能手动添加。

接下来我们解决上节中留下的另一个问题：reactive 现在只能作用于对象，基本类型变量怎么处理？

实现ref

修改 demo.js 代码如下：

import { effect, reactive } from "./reactive"

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = 0
let sum = 0
effect(() => { timesA = obj.a * 10 })
effect(() => { sum = timesA + obj.b })

obj.a = 100
console.log(sum) // 期望: 1020

这段代码并不能实现预期效果，因为当 timesA 正常更新时，我们希望能更新 sum（即重新执行 () => { sum = timesA + obj.b }），而实际上由于 timesA 并不是一个响应式对象，没有 track 其依赖，所以这一行代码并不会执行。

那我们如何才能让这段代码正常工作呢？其实我们把基本类型变量包装成一个对象去调用 reactive 即可。
看过 Vue composition API 的同学可能知道，Vue 3中用一个 ref 函数来实现把基本类型变量变成响应式对象，通过 .value 获取值，ref 返回的就是一个 reactive 对象。

实现这样的一个有 value 属性的对象有这两种方法：

直接给一个对象添加 value 属性

function ref(intialValue) {
  return reactive({
    value: intialValue
  })
}

用 getter 和 setter 来实现

function ref(raw) {
  const r = {
    get value() {
      track(r, 'value')
      return raw
    },
    set value(newVal) {
      raw = newVal
      trigger(r, 'value)
    }
  }
  return r
}

现在我们的示例代码修改成：

import { effect, reactive } from "./reactive"

function ref(intialValue) {
  return reactive({
    value: intialValue
  })
}

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = ref(0)
let sum = 0
effect(() => { timesA.value = obj.a * 10 })
effect(() => { sum = timesA.value + obj.b })

// 期望: timesA: 100  sum: 120 实际：timesA: 100  sum: 120
console.log(`timesA: ${timesA.value}  sum: ${sum}`)

obj.a = 100
// 期望: timesA: 1000  sum: 1020 实际：timesA: 1000  sum: 1020
console.log(`timesA: ${timesA}  sum: ${sum}`)

增加了 ref 处理基本类型变量后，我们的示例代码运行结果符合预期了。至此我们已经解决了遗留问题：reactive 只能作用于对象，基本类型变量怎么处理？

Vue 3中的 ref 是用第二种方法来实现的，现在我们整理一下代码，把 ref 放到 reactive.j 中。

现阶段完整代码

const targetMap = new WeakMap();
let activeEffect = null
function effect(eff) {
  activeEffect = eff
  activeEffect()
  activeEffect = null
}

function track(target, key) {
  if(activeEffect){
    let depsMap = targetMap.get(target)
    if(!depsMap){
      targetMap.set(target, depsMap = new Map())
    }

    let dep = depsMap.get(key)
    if(!dep) {
      depsMap.set(key, dep = new Set());
    }
    dep.add(activeEffect)
  }
}

function trigger(target, key) {
  let depsMap = targetMap.get(target)
  if(depsMap){
    let dep = depsMap.get(key)
    if(dep) {
      dep.forEach(effect => effect())
    }
  }
}

const reactiveHandler = {
  get(target, key, receiver) {
    const result = Reflect.get(target, key, receiver)
    track(target, key)
    return result
  },
  set(target, key, value, receiver) {
    const oldVal = target[key]
    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
    if(oldVal !== result){
      trigger(target, key)
    }
    return result
  }
}

function reactive(target) {
  return new Proxy(target, reactiveHandler)
}

function ref(raw) {
  const r = {
    get value() {
      track(r, 'value')
      return raw
    },
    set value(newVal) {
      raw = newVal
      trigger(r, 'value)
    }
  }
  return r
}

有同学可能就要问了，为什么不直接用第一种方法实现 ref，而是选择了比较复杂的第二种方法呢？
主要有三方面原因：

根据定义，ref 应该只有一个公开的属性，即 value，如果使用了 reactive 你可以给这个变量增加新的属性，这其实就破坏了 ref 的设计目的，它应该只用来包装一个内部的 value 而不应该作为一个通用的 reactive 对象；
Vue 3中有一个 isRef 函数，用来判断一个对象是 ref 对象而不是 reactive 对象，这种判断在很多场景都是非常有必要的；
性能方面考虑，Vue 3中的 reactive 做的事情远比第二种实现 ref 的方法多，比如有各种检查。

4. Computed

回到上节中最后的示例代码：

import { effect, reactive, ref } from "./reactive"

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = ref(0)
let sum = 0
effect(() => { timesA.value = obj.a * 10 })
effect(() => { sum = timesA.value + obj.b })

看到 timesA 和 sum 两个变量，有同学就会说：“这不就是计算属性吗，不能像Vue 2一样用 computed 来表示吗？” 显然是可以的，看过 Vue composition API 的同学可能知道，Vue 3中提供了一个 computed 函数。

示例代码如果使用 computed 将变成这样：

import { effect, reactive, computed } from "./reactive"

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = computed(() => obj.a * 10)
let sum = computed(() => timesA.value + obj.b)

现在的问题就是如何实现 computed ？

实现computed

我们拿 timesA 前后的改动来说明，思考一下 computed 应该是什么样的？

返回响应式对象，也许是 ref()
内部需要执行 effect 函数以收集依赖

function computed(getter) {
  const result = ref();
  effect(() => result.value = getter())
  return result
}

现在测试一下示例代码：

import { effect, reactive, ref } from "./reactive"

let obj = reactive({ a: 10, b: 20 })
let timesA = computed(() => obj.a * 10)
let sum = computed(() => timesA.value + obj.b)

// 期望: timesA: 1000  sum: 1020 实际：timesA: 1000  sum: 1020
console.log(`timesA: ${timesA.value}  sum: ${sum.value}`)

obj.a = 100
 // 期望: timesA: 1000  sum: 1020
console.log(`timesA: ${timesA.value}  sum: ${sum.value}`)

结果符合预期。
这样实现看起来很容易，实际上Vue 3中的 computed 支持传入一个 getter 函数或传入一个有 get 和 set 的对象，并且有其它操作，这里我们不做实现，感兴趣可以去看源码。

现阶段完整代码

至此我们已经实现了一个简易版本的响应式库了，完整代码如下：

const targetMap = new WeakMap();
let activeEffect = null
function effect(eff) {
  activeEffect = eff
  activeEffect()
  activeEffect = null
}

function track(target, key) {
  if(activeEffect){
    let depsMap = targetMap.get(target)
    if(!depsMap){
      targetMap.set(target, depsMap = new Map())
    }

    let dep = depsMap.get(key)
    if(!dep) {
      depsMap.set(key, dep = new Set());
    }
    dep.add(activeEffect)
  }
}

function trigger(target, key) {
  let depsMap = targetMap.get(target)
  if(depsMap){
    let dep = depsMap.get(key)
    if(dep) {
      dep.forEach(effect => effect())
    }
  }
}

const reactiveHandler = {
  get(target, key, receiver) {
    const result = Reflect.get(target, key, receiver)
    track(target, key)
    return result
  },
  set(target, key, value, receiver) {
    const oldVal = target[key]
    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
    if(oldVal !== result){
      trigger(target, key)
    }
    return result
  }
}

function reactive(target) {
  return new Proxy(target, reactiveHandler)
}

function ref(raw) {
  const r = {
    get value() {
      track(r, 'value')
      return raw
    },
    set value(newVal) {
      raw = newVal
      trigger(r, 'value')
    }
  }
  return r
}

function computed(getter) {
  const result = ref();
  effect(() => result.value = getter())
  return result
}

尚存问题

我们现在的代码非常简易，有很多细节尚未实现，你都可以在源码中学习到，比如：

操作一些内置的属性，如 Symbol.iterator、Array.length 等触发了 track 如何处理
嵌套的对象，如何递归响应
对象某个 key 对应的 value 本身是一个 reactive 对象，如何处理

你也可以自己尝试着实现它们。

本文完整内容见从零开始创建你的Vue 3

Vue 3 响应式原理及实现

1. 实现响应式

响应基本类型变量

响应对象的不同属性

响应多个对象

2. Proxy 和 Reflect

Proxy

Reflect

实现reactive函数

3. activeEffect 和 ref

只响应需要依赖更新的代码（effect）

现阶段完整代码

实现ref

现阶段完整代码

4. Computed

实现computed

现阶段完整代码

尚存问题

natee

引用和评论

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