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从源码开始：探秘 Vue 响应式系统的实现原理

风影 已关注
10月26日 发表在 Vue 前端web框架 阅读 28 评论 20 | 免费使用 “AI大模型GPT4.0” 提问

Vue 的响应式系统是其核心特性之一，使得数据变化能够自动更新视图。让我们深入探讨 Vue 2 和 Vue 3 中响应式系统的实现原理。

Vue 2 响应式系统

在 Vue 2 中，响应式系统主要依赖于 Object.defineProperty 对对象的属性进行劫持和侦测。核心组件包括：

  1. Observer：

    • 当一个对象被传递给 Vue 实例时，Observer 会遍历对象的属性并使用 Object.defineProperty 给每个属性添加 getter 和 setter。这使得 Vue 可以侦测到属性的变化。

  2. Dep (Dependency)：

    • 每个响应式属性都会有一个与之关联的 Dep 实例。Dep 负责收集依赖（即观察者）。
    • 当 getter 被调用时，Dep 会将当前活跃的 watcher 添加到自身的订阅列表中。
    • 当 setter 被触发时，Dep 会通知所有订阅者数据已更新，这些订阅者会重新计算或重新渲染相关的组件。

  3. Watcher：

    • Watcher 是一个表现层桥梁，用于在响应式数据变化时作出反应。
    • 页面中的一个数据绑定或表达式通常会有一个对应的 Watcher 实例。
    • Watcher 会订阅相关数据的变化，并触发重新渲染或计算。

整体流程：
- Vue 实例化时，会对传入的数据进行响应式处理，创建 Observer。
- 在数据读取（访问）时，通过 Observer 劫持的 getter 触发，会收集 Watcher 到 Dep 中。
- 改变数据内容时，触发 setter 导致 Dep 通知更新，触发 Watcher 更新视图或计算逻辑。

Vue 3 响应式系统

Vue 3 采用了 Proxy 进行响应式处理，相较于 Vue 2，Proxy 的优势在于不需要逐个属性定义 getter 和 setter。

  1. Reactive：

    • Vue 3 中的 reactive 函数可以将对象转换为响应式对象，使用的是 JavaScript 的 Proxy 特性，可以代理整个对象，而非每个属性。

  2. Effect & Track/Trigger：

    • Effect 类似于 Vue 2 中的 Watcher，响应式数据的变化会触发这些 effects。
    • Track 与 Trigger 用于依赖追踪和触发更新：
      • track：在响应式对象的属性读取时，记录依赖。
      • trigger：属性更新时，根据之前 track 记录的依赖列表触发更新。

  3. Ref：

    • ref 用于将单个值变为响应式。
    • ref 作用于基本数据类型时，会通过包裹一个对象实现，当其值变化时也可以触发依赖更新。

总结

  • 性能优化：Vue 3 的 Proxy 可以完整代理整个对象，不再需要遍历所有属性定义 getter/setter，同时它可以原生支持数组等复杂结构的变化监听，大大简化了实现并提升了性能。
  • 数据追踪更高效：通过集中式的 track 和 trigger 管理依赖，Vue 3 的响应式系统更加灵活和可控，这有助于减少不必要的更新。

Vue 的响应式系统是 Vue 框架优雅和高效的基础之一，它允许开发者用声明式和简洁的方式去构建复杂的用户界面。

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20条评论
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有心无力
11月06日

Vue 的响应式系统真是太棒了，通过简单的 reactive 方法就能实现数据的自动更新。

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眸恨： @有心无力

对于响应式系统的理解，我想补充几点。在 Vue 的响应式机制中，reactive 方法不仅简单易用，而且底层实现利用了 getter 和 setter 来追踪依赖。这样一来，当 observable 对象发生变化时，相关依赖会自动触发更新。

例如，使用 reactive 创建一个响应式对象：

import { reactive } from 'vue';

const state = reactive({
  count: 0,
});

// 修改 count 会自动更新所有依赖这个值的组件
function increment() {
  state.count++;
}

increment(); // 调用后，所有使用 state.count 的地方都会更新

除了基本的响应式功能，通过 computed 方法还可以导出计算属性，这在处理复杂的数据逻辑时非常有用。比如：

import { computed } from 'vue';

const doubledCount = computed(() => state.count * 2);

为了更深入地理解 Vue 的响应式系统，可以考虑查阅 Vue.js 官方文档 ，其中提供了更详细的实现原理与示例，帮助掌握响应式编程的精髓。

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伤不起
11月11日

了解了 Vue 2 的 Object.defineProperty 和 Vue 3 的 Proxy，感觉 Vue 3 优化了很多，性能提升明显！

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fmz_84： @伤不起

说到 Vue 3 的响应式系统，确实在性能上有显著提升。使用 Proxy 时，能够更灵活地代理对象，拦截更多的操作，而 Object.defineProperty 限制较多，主要只支持对对象属性的访问和修改。

在 Vue 2 中，操作数组时需要使用特别的方法如 Vue.set() 来确保响应式生效，对于 Vue 3 则不再需要这些额外的处理了，这对开发体验来说非常友好。

另外，基于 Proxy 的实现，Vue 3 还能够更好地处理对象嵌套的情况。例如，动态添加新属性时，它会自动地使新属性变得响应式，而在 Vue 2 中，这将是一个需要手动处理的过程。这些变化无疑使得响应式系统更加灵活且高效。

如果想更深入了解这方面的内容，可以参考 Vue 3 源码解析 里相关的介绍和示例代码。通过实际编码，可以更好地理解这些概念。

11月20日 回复 举报
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飞蛾
11月13日

Proxy 的使用真是方便，不同于 Vue 2 中逐个属性定义，reactive 直接处理整个对象，代码更简洁。

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casio： @飞蛾

使用 Proxy 确实让 Vue 的响应式系统变得更加优雅和高效，相比于 Vue 2 的数据劫持，Vue 3 的实现省去了许多繁琐的操作。在 Proxy 的帮助下，整个对象都可以被一并处理，变化也能实时追踪，大大提高了性能。

可以考虑一下如下的简化示例，展示如何使用 Vue 3 的 reactive 方法来创建一个响应式对象：

import { reactive } from 'vue';

const state = reactive({
  count: 0,
  students: ['Alice', 'Bob']
});

// 当 count 改变时，相关的组件将自动更新
function increment() {
  state.count++;
  console.log(`当前计数: ${state.count}`);
}

// 使用这个函数
increment();

这里的 reactive 不仅使得状态管理变得简洁，而且让我们能够以更清晰的方式来处理数据。对于更复杂的应用，可以结合 computed 和 watch 来实现更灵活的响应式效果。想了解更多关于 Vue 3 响应式系统的细节，可以参考 Vue 3 的官方文档。

整体来看，这样的设计模式无疑使得开发者可以更专注于业务逻辑，而非繁杂的状态管理。

5天前 回复 举报
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只言
11月14日

通过跟踪和触发机制，Vue 3 的更新逻辑更高效，减少不必要的重渲染，大大提高了性能！

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红橙子： @只言

在聊到 Vue 3 的响应式系统时，发现它的更新逻辑确实通过细致的跟踪和触发机制来优化性能。例如，利用 Proxy 实现响应式数据代理，可以更精准地控制数据变更的监听。这种方式相比于 Vue 2 中的 Object.defineProperty 更加灵活，能够支持更深层次的响应性。

对于实现细节，可以参考以下代码示例，展示如何在 Vue 3 中进行响应式数据创建：

import { reactive } from 'vue';

const state = reactive({
  count: 0
});

const increment = () => {
  state.count++;
};

console.log(state.count); // 输出当前数值
increment(); 
console.log(state.count); // 输出增加后的数值

通过这种方式，任何对 state.count 的修改都会自动触发视图更新，而无需手动去处理依赖关系，这大大简化了开发过程。

对于想深入了解 Vue 3 响应式原理的朋友，可以查看官方文档中的响应式原理 部分，相信会有更深入的收获和理解！

11月26日 回复 举报
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风亦有情
11月15日

我在项目中使用了 Vue 3 的 ref 来处理基本数据类型，挺方便的。以下是示例：

const count = ref(0);
count.value++;
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蛊惑灬： @风亦有情

对于处理响应式数据的方式，使用 ref 确实是很方便的，特别是当我们需要使用基本数据类型时。通过引用类型的包裹，能确保无论何时对 value 属性的修改，都能触发视图的更新。

例如，有时我们可能需要避免直接在组件内修改 count 的值，而是通过一个方法来处理：

import { ref } from 'vue';

const count = ref(0);

function increment() {
    count.value++;
}

// 在组件的地方调用 increment() 来增加计数

这样做的一个好处是，它遵循了分离关注点（Separation of Concerns）的原则，让状态管理更加清晰。

在使用 Vue 3 的响应式系统时，使用组合式 API 可以让逻辑更加模块化，有助于提高代码的可维护性。进一步的，可以查阅一些关于 Vue 3 响应式原理的资料，例如Vue 3 的官方文档，进一步学习如何使用 reactive 和其他响应式 API，来更好地组织项目中的状态管理。

这样，你的响应式数据处理会更具灵活性和扩展性，尤其是在处理复杂逻辑时。

11月20日 回复 举报
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卡德蕾拉
11月21日

Vue 2 的响应式系统原理给我启发很大，现在理解了重新渲染的原因，能避免一些优化的误区。

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潜意识： @卡德蕾拉

理解 Vue 2 的响应式系统的一些细节确实很重要，尤其是在处理复杂组件时更容易避免性能瓶颈。比如，使用 computed 属性和 watch 来优化状态变化的响应可以极大提高应用的性能。通过合适地选择数据属性的 reactive 和 computed，还可以减少不必要的重新渲染。

以下是一个简单的示例，展示如何使用 computed 来避免不必要的计算：

new Vue({
  el: '#app',
  data: {
    price: 100,
    quantity: 2
  },
  computed: {
    total() {
      return this.price * this.quantity;
    }
  }
});

在这个例子中，total 是一个计算属性，它不会在每次数据更新时都进行计算，只有当 price 或 quantity 更新时才会重新计算，这样减少了不必要的渲染。

此外，建议对响应式的实现源码进行深入钻研，了解依赖收集的机制以及如何通过 Object.defineProperty 来实现数据劫持，可以进一步提升对 Vue 设计思想的理解。可以参考一些优秀的资源，例如 Vue.js 源码分析 或者 深入浅出 Vue.js 的书籍，帮助加深理解。

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余音
11月26日

可以尝试使用 Vue 3 的 computed 来优化性能，它与响应式系统完美结合。以下是示例：

const doubled = computed(() => count.value * 2);
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幽幽： @余音

对于性能优化，使用 computed 确实是一个聪明的选择。它可以帮助我们避免不必要的计算，尤其是在依赖的数据发生变化时。对于像 count 这样的响应式数据，尽量让计算属性处理其派生状态是一个明智的做法。

还可以考虑使用 watch 来观察某些响应式属性的变化，从而在需要时执行特定的逻辑，这对于需要异步操作或者复杂逻辑的场景尤其有用。举个例子：

import { ref, computed, watch } from 'vue';

const count = ref(0);
const doubled = computed(() => count.value * 2);

watch(count, (newValue) => {
    console.log(`Count changed to: ${newValue}, doubled: ${doubled.value}`);
});

这样可以帮助我们监控 count 的变化，并在每次变化时执行相应的操作。

对于想深入了解 Vue 响应式系统的人，建议查阅 Vue 官方文档中的 响应式原理 一节，能够帮助更全面地理解如何更有效地利用响应式特性。

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塑料荷花
前天

刚转向 Vue 3，Proxy 使得响应式处理变得更加自然和直观，搭配 Composition API 的使用很流畅。

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失心疯： @塑料荷花

Vue 3 的 Proxy 机制确实让响应式状态管理变得更加灵活。这种方式不仅减少了样板代码，还能更好地捕捉对象的变化。通过 Composition API，可以轻松地将逻辑拆分成可复用的函数，使得代码结构更清晰。

下面是一个简单的示例，演示了如何利用 reactive 和 ref 组合使用，实现响应式状态管理：

import { reactive, ref } from 'vue';

const state = reactive({
  count: 0,
});

const increment = () => {
  state.count++;
};

const message = ref('当前计数为: ');

const displayMessage = () => {
  message.value = `当前计数为: ${state.count}`;
};

// 使用示例
increment(); // 增加计数
displayMessage(); // 更新消息
console.log(message.value); // 输出当前计数的信息

这种方式让我们可以将状态和它的逻辑分开，使得组件更加可读和维护。对于新手来说，也更容易学习和理解。

可以参考更系统化的内容，例如 Vue 3 官方文档，里面有详细的指导和实践示例，帮助更好地理解响应式系统和 Composition API 的强大之处。

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悸动
前天

在一些复杂的应用中，了解响应式系统的内核会帮助我更好地做性能优化，值得深入研究。

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风情： @悸动

在复杂的应用场景中，深入理解 Vue 的响应式系统确实能够显著提升性能优化的能力。例如，使用 Vue 的侦听器和计算属性时，可以避免不必要的渲染，从而提高应用的响应速度。这是因为计算属性是基于它们的依赖进行缓存的，只有在相关依赖发生变化时才会重新计算。

一个简单的示例是，通过合理使用计算属性来替代方法，这样在模板中就不会每次渲染都调用方法，实现性能提升：

computed: {
  computedMessage() {
    return this.message + ' - computed';
  }
},
methods: {
  methodMessage() {
    return this.message + ' - method';
  }
}

在这个例子中，computedMessage 将在 this.message 发生变化时重新计算，而 methodMessage 则会在每次渲染时都执行。这样就能避免不必要的函数调用，提升性能。

此外，Vue 2.x 和 Vue 3.x 的响应式系统有所不同，Vue 3 采用了 Proxy 技术，能够对对象的操作进行更细粒度的捕捉。如果有兴趣，可以参考这篇关于 Vue 3 响应式系统的深入分析：Vue 3 响应式系统详解。了解这些底层实现无疑会帮助实现更高效的代码和优化策略。

11月23日 回复 举报
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晶莹
刚才

明白了 Vue 3 的 track 和 trigger 机制，能更好地调试和理解数据更新的流程。值得一提的是，利用 toRefs 可以轻松处理响应式对象的 destructuring。

const { a, b } = toRefs(state);
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空口： @晶莹

了解 Vue 3 的 track 和 trigger 机制确实是深入理解响应式系统的关键。可以进一步探索如何利用这些机制提升性能，如在复杂组件渲染时，合理选择 computed 属性和方法。toRefs 的使用确实提供了一种简洁的方式来处理响应式对象的解构，避免了不必要的“丢失反应性”的问题。

另外，使用 shallowReactive 和 shallowReadonly 也可以带来灵活性的提升，这些 API 允许你控制响应式深度，从而优化性能。例如：

import { reactive, shallowReactive } from 'vue';

const state = shallowReactive({
  user: {
    name: 'John',
    age: 30
  },
  status: 'active'
});

// 修改状态时只会响应最外层的属性
state.status = 'inactive'; // 响应式
state.user.name = 'Doe'; // 不响应式

这个特性很重要，尤其是在处理大型结构时，可以避免不必要的性能开销。

关于更多 Vue 3 总体架构和响应式系统的设计思路，可以参考官方文档中的Composition API部分，获取更深入的理解。

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