全面盤點vue3中的ref、reactive

知道大家使用Vue3 的時候有沒有這樣的疑惑，“ref、rective 都能創建一個響應式對象，我該如何選擇？”，“為什麼響應式對象解構之後就失去了響應式？應該如何處理？」 今天咱們就來全面盤點一下ref、reactive，相信看完你一定會有不一樣的收穫，一起學起來吧！

reactive()

#基本用法

在Vue3 中我們可以使用reactive() 建立一個響應式物件或陣列：

import { reactive } from 'vue'

const state = reactive({ count: 0 })

這個響應式物件其實就是一個Proxy， Vue 會在這個Proxy的屬性被存取時收集副作用，屬性被修改時觸發副作用。

要在元件範本中使用響應式狀態，需要在 setup() 函數中定義並傳回。 【相關推薦：vuejs影片教學、web前端開發】

<script>
import { reactive } from &#39;vue&#39;

export default {  setup() {    const state = reactive({ count: 0 })    return {      state    }  }}
</script>

<template>
  <div>{{ state.count }}</div>
</template>

當然，也可以使用<script setup> ，<script setup> 中頂層的導入和變數宣告可以在模板中直接使用。

<script setup>
import { reactive } from &#39;vue&#39;

const state = reactive({ count: 0 })

響應式代理vs 原始物件

#reactive() 傳回的是一個原始物件的Proxy，他們是不相等的：

const raw = {}
const proxy = reactive(raw)

console.log(proxy === raw) // false

原始物件在模板中也是可以使用的，但修改原始物件不會觸發更新。因此，要使用 Vue 的響應式系統，就必須使用代理程式。

<script setup>
const state = { count: 0 }
function add() {
  state.count++
}
</script>

<template>
  <button @click="add">
    {{ state.count }} <!-- 当点击button时，始终显示为 0 -->
  </button>
</template>

為保證存取代理的一致性，對同一個原始物件呼叫reactive() 會總是傳回同樣的代理對象，而對一個已存在的代理對象呼叫reactive() 會回傳本身：

const raw = {}
const proxy1 = reactive(raw)
const proxy2 = reactive(raw)

console.log(proxy1 === proxy2) // true

console.log(reactive(proxy1) === proxy1) // true

這個規則對巢狀物件也適用。依靠深層響應性，響應式物件內的巢狀物件依然是代理：

const raw = {}
const proxy = reactive({ nested: raw })
const nested = reactive(raw)

console.log(proxy.nested === nested) // true

shallowReactive()

在Vue 中，狀態預設都是深層響應式的。但在某些場景下，我們可能想要建立一個 淺層響應式物件 ，讓它只在頂層具有響應性，這時候可以使用 shallowReactive()。

const state = shallowReactive({
  foo: 1,
  nested: {
    bar: 2
  }
})

// 状态自身的属性是响应式的
state.foo++

// 下层嵌套对象不是响应式的，不会按期望工作
state.nested.bar++

注意：淺層響應式物件應該只用於元件中的根級狀態。避免將其嵌套在深層的響應式物件中，因為其內部的屬性具有不一致的回應行為，嵌套之後將很難理解和調試。

reactive() 的限制

reactive() 雖然強大，但也有以下幾個限制：

• 僅對物件類型有效（物件、陣列和Map、Set 這樣的集合類型），而對string、number 和boolean 這樣的原始型別無效。

• 因為Vue 的響應式系統是透過屬性存取進行追蹤的，如果我們直接「替換」一個響應式對象，這會導致對初始引用的響應性連接丟失：

  <script setup>
  import { reactive } from &#39;vue&#39;
  
  let state = reactive({ count: 0 })
  function change() {  // 非响应式替换
   state = reactive({ count: 1 })}
  </script>
  
  <template>
   <button @click="change">
     {{ state }} <!-- 当点击button时，始终显示为 { "count": 0 } -->
   </button>
  </template>

• 將響應式物件的屬性賦值或解構至本地變量，或將該屬性傳入一個函數時，會失去響應性：

  const state = reactive({ count: 0 })
  
  // n 是一个局部变量，和 state.count 失去响应性连接
  let n = state.count
  // 不会影响 state
  n++
  
  // count 也和 state.count 失去了响应性连接
  let { count } = state
  // 不会影响 state
  count++
  
  // 参数 count 同样和 state.count 失去了响应性连接
  function callSomeFunction(count) {
   // 不会影响 state
   count++
  }
  callSomeFunction(state.count)

#為了解決以上幾個限制，ref 閃耀登場了！

ref()

Vue 提供了一個 ref() 方法來允許我們建立使用任何值類型的響應式 ref 。

基本用法

ref() 將傳入的參數包裝為帶有value 屬性的ref 對象：

import { ref } from 'vue'

const count = ref(0)

console.log(count) // { value: 0 }

count.value++
console.log(count.value) // 1

和響應式物件的屬性類似，ref 的value 屬性也是響應式的。同時，當值為物件類型時，Vue 會自動使用 reactive() 處理這個值。

一個包含物件的ref 可以響應式地取代整個物件：

<script setup>
import { ref } from &#39;vue&#39;

let state = ref({ count: 0 })
function change() {
  // 这是响应式替换
  state.value = ref({ count: 1 })
}
</script>

<template>
  <button @click="change">
    {{ state }} <!-- 当点击button时，显示为 { "count": 1 } -->
  </button>
</template>

ref 從一般物件解構屬性或將屬性傳遞給函數時，不會遺失回應性：

參考前端進階面試題詳細解答

const state = {
  count: ref(0)
}
// 解构之后，和 state.count 依然保持响应性连接
const { count } = state
// 会影响 state
count.value++

// 该函数接收一个 ref, 和传入的值保持响应性连接
function callSomeFunction(count) {
  // 会影响 state
  count.value++
}
callSomeFunction(state.count)

ref() 讓我們能建立使用任何值類型的ref 對象，並且能夠在不遺失響應性的前提下傳遞這些物件。這個功能非常重要，經常用於將邏輯提取到 組合式函數 中。

// mouse.js
export function useMouse() {
  const x = ref(0)
  const y = ref(0)

  // ...
  return { x, y }
}

<script setup>
import { useMouse } from &#39;./mouse.js&#39;
// 可以解构而不会失去响应性
const { x, y } = useMouse()
</script>

ref 的解包

所谓解包就是获取到 ref 对象上 value 属性的值。常用的两种方法就是 .value 和 unref()。 unref() 是 Vue 提供的方法，如果参数是 ref ，则返回 value 属性的值，否则返回参数本身。

ref 在模板中的解包

当 ref 在模板中作为顶层属性被访问时，它们会被自动解包，不需要使用 .value 。下面是之前的例子，使用 ref() 代替：

<script setup>
import { ref } from &#39;vue&#39;

const count = ref(0)
</script>

<template>
  <div>
    {{ count }} <!-- 无需 .value -->
  </div>
</template>

还有一种情况，如果文本插值（{{ }}）计算的最终值是 ref ，也会被自动解包。下面的非顶层属性会被正确渲染出来。

<script setup>
import { ref } from &#39;vue&#39;

const object = { foo: ref(1) }

</script>

<template>
  <div>
    {{ object.foo }} <!-- 无需 .value -->
  </div>
</template>

其他情况则不会被自动解包，如：object.foo 不是顶层属性，文本插值（{{ }}）计算的最终值也不是 ref：

const object = { foo: ref(1) }

下面的内容将不会像预期的那样工作：

<div>{{ object.foo + 1 }}</div>

渲染的结果会是 [object Object]1，因为 object.foo 是一个 ref 对象。我们可以通过将 foo 改成顶层属性来解决这个问题：

const object = { foo: ref(1) }
const { foo } = object

<div>{{ foo + 1 }}</div>

现在结果就可以正确地渲染出来了。

ref 在响应式对象中的解包

当一个 ref 被嵌套在一个响应式对象中，作为属性被访问或更改时，它会自动解包，因此会表现得和一般的属性一样：

const count = ref(0)
const state = reactive({ count })

console.log(state.count) // 0

state.count = 1
console.log(state.count) // 1

只有当嵌套在一个深层响应式对象内时，才会发生解包。当 ref 作为 浅层响应式对象 的属性被访问时则不会解包：

const count = ref(0)
const state = shallowReactive({ count })

console.log(state.count) // { value: 0 } 而不是 0

如果将一个新的 ref 赋值给一个已经关联 ref 的属性，那么它会替换掉旧的 ref：

const count = ref(1)
const state = reactive({ count })

const otherCount = ref(2)
state.count = otherCount

console.log(state.count) // 2
// 此时 count 已经和 state.count 失去连接
console.log(count.value) // 1

ref 在数组和集合类型的解包

跟响应式对象不同，当 ref 作为响应式数组或像 Map 这种原生集合类型的元素被访问时，不会进行解包。

const books = reactive([ref('Vue 3 Guide')])
// 这里需要 .value
console.log(books[0].value)

const map = reactive(new Map([['count', ref(0)]]))
// 这里需要 .value
console.log(map.get('count').value)

toRef()

toRef 是基于响应式对象上的一个属性，创建一个对应的 ref 的方法。这样创建的 ref 与其源属性保持同步：改变源属性的值将更新 ref 的值，反之亦然。

const state = reactive({
  foo: 1,
  bar: 2
})

const fooRef = toRef(state, 'foo')

// 更改源属性会更新该 ref
state.foo++
console.log(fooRef.value) // 2

// 更改该 ref 也会更新源属性
fooRef.value++
console.log(state.foo) // 3

toRef() 在你想把一个 prop 的 ref 传递给一个组合式函数时会很有用：

<script setup>
import { toRef } from &#39;vue&#39;

const props = defineProps(/* ... */)

// 将 `props.foo` 转换为 ref，然后传入一个组合式函数
useSomeFeature(toRef(props, &#39;foo&#39;))
</script>

当 toRef 与组件 props 结合使用时，关于禁止对 props 做出更改的限制依然有效。如果将新的值传递给 ref 等效于尝试直接更改 props，这是不允许的。在这种场景下，你可以考虑使用带有 get 和 set 的 computed 替代。

注意：即使源属性当前不存在，toRef() 也会返回一个可用的 ref。这让它在处理可选 props 的时候非常有用，相比之下 toRefs 就不会为可选 props 创建对应的 refs 。下面我们就来了解一下 toRefs 。

toRefs()

toRefs() 是将一个响应式对象上的所有属性都转为 ref ，然后再将这些 ref 组合为一个普通对象的方法。这个普通对象的每个属性和源对象的属性保持同步。

const state = reactive({
  foo: 1,
  bar: 2
})

// 相当于
// const stateAsRefs = {
//   foo: toRef(state, 'foo'),
//   bar: toRef(state, 'bar')
// }
const stateAsRefs = toRefs(state)

state.foo++
console.log(stateAsRefs.foo.value) // 2

stateAsRefs.foo.value++
console.log(state.foo) // 3

从组合式函数中返回响应式对象时，toRefs 相当有用。它可以使我们解构返回的对象时，不失去响应性：

// feature.js
export function useFeature() {
  const state = reactive({
    foo: 1,
    bar: 2
  })

  // ...
  // 返回时将属性都转为 ref
  return toRefs(state)
}

<script setup>
import { useFeature } from &#39;./feature.js&#39;
// 可以解构而不会失去响应性
const { foo, bar } = useFeature()
</script>

toRefs 只会为源对象上已存在的属性创建 ref。如果要为还不存在的属性创建 ref，就要用到上面提到的 toRef。

以上就是 ref、reactive 的详细用法，不知道你有没有新的收获。接下来，我们来探讨一下响应式原理。

响应式原理

Vue2 的限制

大家都知道 Vue2 中的响应式是采⽤ Object.defineProperty() , 通过 getter / setter 进行属性的拦截。这种方式对旧版本浏览器的支持更加友好，但它有众多缺点：

• 初始化时只会对已存在的对象属性进行响应式处理。也是说新增或删除属性，Vue 是监听不到的。必须使用特殊的 API 处理。

• 数组是通过覆盖原型对象上的7个⽅法进行实现。如果通过下标去修改数据，Vue 同样是无法感知的。也要使用特殊的 API 处理。

• 无法处理像 Map、 Set 这样的集合类型。

• 带有响应式状态的逻辑不方便复用。

Vue3 的响应式系统

针对上述情况，Vue3 的响应式系统横空出世了！Vue3 使用了 Proxy 来创建响应式对象，仅将 getter / setter 用于 ref ，完美的解决了上述几条限制。下面的代码可以说明它们是如何工作的：

function reactive(obj) {
  return new Proxy(obj, {
    get(target, key) {
      track(target, key)
      return target[key]
    },
    set(target, key, value) {
      target[key] = value
      trigger(target, key)
    }
  })
}

function ref(value) {
  const refObject = {
    get value() {
      track(refObject, 'value')
      return value
    },
    set value(newValue) {
      value = newValue
      trigger(refObject, 'value')
    }
  }
  return refObject
}

不难看出，当将一个响应性对象的属性解构为一个局部变量时，响应性就会“断开连接”。因为对局部变量的访问不会触发 get / set 代理捕获。

我们回到响应式原理。在 track() 内部，我们会检查当前是否有正在运行的副作用。如果有，就会查找到存储了所有追踪了该属性的订阅者的 Set，然后将当前这个副作用作为新订阅者添加到该 Set 中。

// activeEffect 会在一个副作用就要运行之前被设置
let activeEffect

function track(target, key) {
  if (activeEffect) {
    const effects = getSubscribersForProperty(target, key)
    effects.add(activeEffect)
  }
}

副作用订阅将被存储在一个全局的 WeakMap<target, Map<key, Set<effect>>> 数据结构中。如果在第一次追踪时没有找到对相应属性订阅的副作用集合，它将会在这里新建。这就是 getSubscribersForProperty() 函数所做的事。

在 trigger() 之中，我们会再次查找到该属性的所有订阅副作用。这一次我们全部执行它们：

function trigger(target, key) {
  const effects = getSubscribersForProperty(target, key)
  effects.forEach((effect) => effect())
}

这些副作用就是用来执行 diff 算法，从而更新页面的。

这就是响应式系统的大致原理，Vue3 还做了编译器的优化，diff 算法的优化等等。不得不佩服尤大大，把 Vue 的响应式系统又提升了一个台阶！

（学习视频分享：vuejs入门教程、编程基础视频）

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