vue3中ref和reactive的深层原理

相对于Vue2的defineProperty实现的数据响应式，Vue3对数据响应的处理分工更加明确，通过组合式api中ref与reactive两个暴露给开发者的函数对数据进行包装，从而实现了数据响应式，那么它们有什么区别？下面我们一起来根据例子来学习！

ref：定义基本数据类型、引用数据类型的响应式。也就是说ref(value)，这个value类型可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型，但是在js中使用时必须以属性.value格式使用，在template中可以直接调用数据。

<template>
  <div>
    <div><button @click="changeValue">修改</button></div>
    <div>
      <p>当前strRef：{{ strRef }}</p>
      <p>当前objRef：姓名：{{ objRef.name }} 爱好：{{ objRef.hobboy }}</p>
      <p>当前arrRef：{{ arrRef }}</p>
    </div>
  </div>
</template>
<script>
import { defineComponent, ref, shallowRef } from 'vue'
export default defineComponent({
  setup () {
    const strRef = ref('sapper');// 基本数据类型
    const arrRef = ref([1, 3, 2]);// 数组类型
    const objRef = ref({  // 对象类型
      name: 'sapper',
      hobboy: ['吉他', '原神']
    })
    const changeValue = () => {
      strRef.value = '工兵';
      arrRef.value[1] = 4;
      objRef.value.hobboy[1] = '滑冰';
    }
    return {strRef,objRef,arrRef,changeValue}
  }
})
</script>

reactive：定义引用类型数据的响应式，不支持基本数据类型，如果需要写基本数据类型只能是放在对象中，也就是说reactive(value)，这个value类型必须是引用类型。

<template>
  <div>
    <div><button @click="changeValue">修改</button></div>
    <div>
      <div>当前objReactive：
        <br/>
        姓名：{{ objReactive.name }}<br/> 
        爱好：{{ objReactive.hobboy }}
      </div>
      <div>当前arrReactive：{{ arrReactive }}</div>
    </div>
  </div>
</template>
<script>
import { defineComponent, reactive } from 'vue'
export default defineComponent({
  setup () {
    const arrReactive = reactive([1, 3, 2]);// 数组类型
    const objReactive = reactive({  // 对象类型
      name: 'sapper',
      hobboy: ['吉他', '原神']
    })
    const changeValue = () => {
      arrReactive[1] = 4;
      objReactive.name = '工兵';
      objReactive.hobboy[1] = '滑冰';
    }
    return {objReactive,arrReactive,changeValue}
  }
})
</script>

从上面两个例子中我们可以看出不管什么类型数据，ref都需要以.value来调用ref定义的数据，对于引用数据类型来看，我们可以看出代码不美观，所以一般对于引用类型数据，都推荐使用reactive来定义；对于基本数据类型，可以使用ref也可以使用reactive来定义。既然到了这里我们都了解了ref和reactive的运用区别了，那么我们继续来一起探讨一下它们的响应原理又有什么区别？

揭秘ref

从上面的例子，我们先打印看一下基本数据类型（strRef）、引用数据类型（arrRef、ObjRef）的ref内部封装结构是什么样的？如下三图所示

从上面图片可以看出，不管是什么类型的数据，对于ref封装数据都是一个RefImpl对象，reference implement的简写，是引用实现的意思，每个RefImpl对象都有6个属性：

dep：是一个Set类型的数据，用来存储当前的ref值收集的依赖。
_ v _ isRef ：标记位，只要被ref定义了，都会标识当前数据为一个Ref，也就是它的值标记为true。
_ v _ isShallow：判断是否是shallowRef定义的数据。

与ref不同的是，当使用shallowRef为引用类型创建响应性时，修改深层属性，不具备响应性。只有对.value的引用时才触发。
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const state = shallowRef({ count: 1 })
// 不会触发更改
state.value.count = 2
// 会触发更改
state.value = { count: 2 }
_ rawValue：用于保存当前ref值对应的原始值，如果传递的参数是对象，它就是用于保存转化前的原始值，否则_ value与_ rawValue相同。
_ value：用于保存ref当前值，如果传递的参数是对象，它就是用于保存经过reactive函数转化后的值，否则_ value与_ rawValue相同。从上面例子我们可以发现，对于引用类型的数据，它的值就是一个proxy对象，这其实就是reactive封装数据后对象（后面会说）。我们先看一下下图，发现_ rawValue就是没有做响应性处理的原始值，在看看_ value是一个proxy对象就是做了reactive响应处理的值。

_ rawValue与_ value就是为了区分引用类型数据是否做响应式处理。
value：保存的是当前的值。

既然我们清楚了ref给数据封装了什么属性，接下来开始探讨源码究竟给怎么给上面6个属性进行赋值的：

ref函数：Vue3向开发者暴露的是ref函数，其实它就是封装了一个createRef函数。
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export function ref(value?: unknown) {
return createRef(value, false)
}
createRef函数：有两个参数，一个是要做响应处理的数据，一个是判断数据是否为shallowRef定义的数据。它主要做的事情就是判断当前rawValue（暂时没有做响应处理的数据）是否为ref类型数据、创建RefImpl实例对象。
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function createRef(rawValue: unknown, shallow: boolean) {
if (isRef(rawValue)) {
return rawValue
}
return new RefImpl(rawValue, shallow)
}
RefImpl类：创建RefImpl类给_ rawValue和_ value属性赋值，判断当前定义的ref数据是否为shallowRef定义的数据，然后获取响应性值时对数据依赖进行收集并返回_ value，修改响应式值时修改并通知依赖更新。

ref定义的数据为什么需要带.value调用数据？ 就是因为RefImpl类暴露给实例对象的get、set方法是value，所以在调用的时候，需要带上。

其实，RefImpl实例关键就在于trackRefValue(this)和triggerRefValue(this, newVal)的两个函数的处理，我们大概也知道它们就是依赖收集、依赖更新。这里就不一一探讨。

揭秘Reactive

上面也说了reactive封装数据的用法，它只支持传入引用类型数据（数组、对象），如果需要在reactive中使用基础类型只能放在对象中。既然这样我们来探讨一下reactive函数究竟做了什么？

const arrReactive = reactive([1, 3, 2]);// 数组类型
const objReactive = reactive({  // 对象类型
  name: 'sapper',
  hobboy: ['吉他', '原神']
})
const changeValue = () => {
  arrReactive[1] = 4;
  objReactive.name = '工兵';
  objReactive.hobboy[1] = '滑冰';
  console.log('arrReactive',arrReactive);
  console.log('objReactive',objReactive);
}

从上图可以看出，使用reactive封装的数据返回的都是一个proxy对象，proxy就是代理，如把一个对象代理到另一个对象，好比如房子所有者，代理房子给二手房东销售，二手房东就可以拥有房子销售权利。从上图我们可以看到Proxy对象有三个属性：

**[[Handler]]**：创建Proxy对象传入的第二个参数，是对当前需要代理的目标target进行一些相关配置处理。
**[[Target]]**：需要代理的目标target，也就是被代理的目标。

**[[IsRevoked]]**：表示是否可撤销，生成可撤销的proxy对象用Proxy.revocable()方法。那么Proxy对象可以做什么？我们看看下面例子：

const houseOwner = {home:'房源',price:1200,type:'一房一厅'};
const proxyOwner = new Proxy(houseOwner,{
  get:function (target,key){
    console.log(`${key}属性被访问！`)
    return target[key];
  },
  set:function(target,key,value){
    if(target[key]===value){
      return;
    }
    target[key] = value;
    return target[key];
  },
})
console.log(proxyOwner);
proxyOwner.price = 1300;// 对被代理对象的修改
proxyOwner.remark = '采光点好！';
console.log(proxyOwner.price);// price属性被访问

从这个例子，可以看出Proxy对象的第二个参数给代理目标带上相关属性：set方法、get方法，再回到reactive封装的数据中，数据的Handler属性给数据带上了五个属性：deleteProperty、get、set、has、ownKeys。这五个属性怎么来的？我们一起探讨一下Vue3的源码实现：

// 源码位置：core-main/packages/reactivity/src/reactive.ts
// Vue3中暴露给开发者的是reactive方法
export function reactive(target: object) {
  // 判断target是否只读，是就不做处理
  if (isReadonly(target)) {
    return target
  }
  return createReactiveObject(
    target,
    false,
    mutableHandlers,
    mutableCollectionHandlers,
    reactiveMap
  )
}

createReactiveObject函数主要为了创建Proxy实例对象，参数传了五个属性： target（目标数据）、isReadonly（target是否只读）、mutableHandlers（ProxyHandler）、mutableCollectionHandlers（ProxyHandler类型）、proxyMap（数据集合）。我们先了解一波createReactiveObject函数：

ReactiveFlags：响应式数据标记。

export const enum ReactiveFlags {
  SKIP = '__v_skip',// 标记对象不可进行代理
  IS_REACTIVE = '__v_isReactive',// 是否是Reactive封装的
  IS_READONLY = '__v_isReadonly',// 是否只读
  IS_SHALLOW = '__v_isShallow',// 是否是shallowRef封装的
  RAW = '__v_raw'// 是否是proxy原始的target
}

TargetType：target的数据类型。

const enum TargetType {
  INVALID = 0,
  COMMON = 1,// Array、Object类型
  COLLECTION = 2 // Set、Map、WaekMap、WeakSet类型
}

baseHandlers：对于Array、Object类型数据，Proxy实例的第二个参数。传入的baseHandlers就是mutableHandlers。这个函数主要是为了给Proxy对象带上五个属性。

// 源码位置：core-main/packages/reactivity/src/baseHandlers.ts
export const mutableHandlers: ProxyHandler<object> = {
  // createGetter() 主要实现依赖收集和Reflect.set(target, key, value, receiver)
  get,
  // createSetter() 主要实现通知依赖更新和Reflect.get(target, key, receiver)
  set,
  // deleteProperty() 主要是删除target的指定key的属性Reflect.deleteProperty(target, key)
  deleteProperty,
  // has() 主要是判断target是否存在指定key的属性，Reflect.has(target, key)
  has,
  // ownKeys() 主要是获取target的key数组，Reflect.ownKeys(target)
  ownKeys
}

collectionHandlers：对于Set、Map、WaekMap、WeakSet类型数据，Proxy实例的第二个参数。传入的baseHandlers就是mutableCollectionHandlers。mutableCollectionHandlers主要是对 set、map、weakSet、weakMap 四种类型的对象进行劫持。

// 源码位置：core-main/packages/reactivity/src/mutableCollectionHandlers.ts
export const mutableCollectionHandlers: ProxyHandler<CollectionTypes> = {
  get: /*#__PURE__*/ createInstrumentationGetter(false, false)
}
function createInstrumentationGetter(isReadonly: boolean, shallow: boolean) {
  const instrumentations = shallow? 
    isReadonly? shallowReadonlyInstrumentations: shallowInstrumentations
    : isReadonly? readonlyInstrumentations: mutableInstrumentations

  return (target: CollectionTypes,key: string | symbol,receiver: CollectionTypes) => {
    ...
    return Reflect.get(
      hasOwn(instrumentations, key) && key in target? instrumentations:target,
      key,
      receiver
    )
  }
}

总结：

ref：定义基本数据类型、引用数据类型的响应式。封装数据类型为ref类型，主要就是创建了RefImpl实例对象。
reactive：定义引用类型数据的响应式，不支持基本数据类型，如果需要写基本数据类型只能是放在对象中。封装数据为reactive类型，主要是创建了Proxy实例对象，通过Reflect实现数据的获取与修改。

作者：路灯下的光
链接：https://juejin.cn/post/7185798606522155068
来源：稀土掘金
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