手写 Vue3 响应式系统:实现 Computed

开发 前端
我们通过标记是否 dirty 来实现缓存,当 sheduler 执行的时候,说明数据变了,把 dirty 置为 true,重新计算 computed 的值,否则直接拿缓存。

​上篇文章​​我们实现了基本的响应式系统,这篇文章继续实现 computed。

首先,我们简单回顾一下:

响应式系统的核心就是一个 WeakMap --- Map --- Set 的数据结构。

图片

WeakMap 的 key 是原对象,value 是响应式的 Map。这样当对象销毁的时候,对应的 Map 也会销毁。

Map 的 key 就是对象的每个属性,value 是依赖这个对象属性的 effect 函数的集合 Set。

然后用 Proxy 代理对象的 get 方法,收集依赖该对象属性的 effect 函数到对应 key 的 Set 中。

还要代理对象的 set 方法,修改对象属性的时候调用所有该 key 的 effect 函数。

上篇文章我们按照这样的思路实现了一个比较完善的响应式系统,然后今天继续实现 computed。

实现 computed

首先,我们把之前的代码重构一下,把依赖收集和触发依赖函数的执行抽离成 track 和 trigger 函数:

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逻辑还是添加 effect 到对应的 Set,以及触发对应 Set 里的 effect 函数执行,但抽离出来清晰多了。

然后继续实现 computed。

computed 的使用大概是这样的:

const value = computed(() => {
return obj.a + obj.b;
});

对比下 effect:

effect(() => {
console.log(obj.a);
});

区别只是多了个返回值。

所以我们基于 effect 实现 computed 就是这样的:

function computed(fn) {
const value = effect(fn);

return value
}

当然,现在的 effect 是没有返回值的,要给它加一下:

图片

只是在之前执行 effect 函数的基础上把返回值记录下来返回,这个改造还是很容易的。

现在 computed 就能返回计算后的值了:

图片

但是现在数据一变,所有的 effect 都执行了,而像 computed 这里的 effect 是没必要每次都重新执行的,只需要在数据变了之后执行。

所以我们添加一个 lazy 的 option 来控制 effect 不立刻执行,而是把函数返回让用户自己执行。

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然后 computed 里用 effect 的时候就添加一个 lazy 的 option,让 effect 函数不执行,而是返回出来。

computed 里创建一个对象,在 value 的 get 触发时调用该函数拿到最新的值:

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我们测试下:

图片

可以看到现在 computed 返回值的 value 属性是能拿到计算后的值的,并且修改了 obj.a. 之后会重新执行计算函数,再次拿 value 时能拿到新的值。

只是多执行了一次计算,这是因为 obj.a 变的时候会执行所有的 effect 函数:

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这样每次数据变了都会重新执行 computed 的函数来计算最新的值。

这是没有必要的,effect 的函数是否执行应该也是可以控制的。所以我们要给它加上调度的功能:

图片

可以支持传入 schduler 回调函数,然后执行 effect 的时候,如果有 scheduler 就传给它让用户自己来调度,否则才执行 effect 函数。

这样用户就可以自己控制 effect 函数的执行了:

图片

然后再试一下刚才的代码:

图片

可以看到,obj.a 变了之后并没有执行 effect 函数来重新计算,因为我们加了 sheduler 来自己调度。这样就避免了数据变了以后马上执行 computed 函数,可以自己控制执行。

现在还有一个问题,每次访问 res.value 都要计算:

图片

能不能加个缓存呢?只有数据变了才需要计算,否则直接拿之前计算的值。

当然是可以的,加个标记就行:

图片

scheduler 被调用的时候就说明数据变了,这时候 dirty 设置为 true,然后取 value 的时候就重新计算,之后再改为 false,下次取 value 就直接拿计算好的值了。

我们测试下:

图片

我们访问 computed 值的 value 属性时,第一次会重新计算,后面就直接拿计算好的值了。

修改它依赖的数据后,再次访问 value 属性会再次重新计算,然后后面再访问就又会直接拿计算好的值了。

至此,我们完成了 computed 的功能。

但现在的 computed 实现还有一个问题,比如这样一段代码:

let res = computed(() => {
return obj.a + obj.b;
});

effect(() => {
console.log(res.value);
});

我们在一个 effect 函数里用到了 computed 值,按理说 obj.a 变了,那 computed 的值也会变,应该触发所有的 effect 函数。

但实际上并没有:

图片

这是为什么呢?

这是因为返回的 computed 值并不是一个响应式的对象,需要把它变为响应式的,也就是 get 的时候 track 收集依赖,set 的时候触发依赖的执行:

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我们再试一下:

图片

现在 computed 值变了就能触发依赖它的 effect 了。

至此,我们的 computed 就很完善了。

完整代码如下:

const data = {
a: 1,
b: 2
}

let activeEffect
const effectStack = [];

function effect(fn, options = {}) {
const effectFn = () => {
cleanup(effectFn)

activeEffect = effectFn
effectStack.push(effectFn);

const res = fn()

effectStack.pop()
activeEffect = effectStack[effectStack.length - 1]

return res
}
effectFn.deps = []
effectFn.options = options;

if (!options.lazy) {
effectFn()
}

return effectFn
}

function computed(fn) {
let value
let dirty = true
const effectFn = effect(fn, {
lazy: true,
scheduler(fn) {
if(!dirty) {
dirty = true
trigger(obj, 'value');
}
}
});

const obj = {
get value() {
if (dirty) {
value = effectFn()
dirty = false
}
track(obj, 'value');
console.log(obj);
return value
}
}

return obj
}

function cleanup(effectFn) {
for (let i = 0; i < effectFn.deps.length; i++) {
const deps = effectFn.deps[i]
deps.delete(effectFn)
}
effectFn.deps.length = 0
}

const reactiveMap = new WeakMap()

const obj = new Proxy(data, {
get(targetObj, key) {
track(targetObj, key);

return targetObj[key]
},
set(targetObj, key, newVal) {
targetObj[key] = newVal

trigger(targetObj, key)
}
})

function track(targetObj, key) {
let depsMap = reactiveMap.get(targetObj)

if (!depsMap) {
reactiveMap.set(targetObj, (depsMap = new Map()))
}
let deps = depsMap.get(key)

if (!deps) {
depsMap.set(key, (deps = new Set()))
}

deps.add(activeEffect)

activeEffect.deps.push(deps);
}

function trigger(targetObj, key) {
const depsMap = reactiveMap.get(targetObj)

if (!depsMap) return

const effects = depsMap.get(key)

const effectsToRun = new Set(effects)
effectsToRun.forEach(effectFn => {
if(effectFn.options.scheduler) {
effectFn.options.scheduler(effectFn)
} else {
effectFn()
}
})
}

总结

上篇文章我们实现了响应式的核心数据结构,依赖的收集、数据变化后通知依赖函数执行。今天我们在那基础上实现了 computed。

我们改造了 effect 函数,让它返回传入的 fn,然后在 computed 里自己执行来拿到计算后的值。

我们又支持了 lazy 和 scheduler 的 option,lazy 是让 effect 不立刻执行传入的函数,scheduler 是在数据变动触发依赖执行的时候回调 sheduler 来调度。

我们通过标记是否 dirty 来实现缓存,当 sheduler 执行的时候,说明数据变了,把 dirty 置为 true,重新计算 computed 的值,否则直接拿缓存。

此外,computed 的 value 并不是响应式对象,我们需要单独的调用下 track 和 trigger。

这样,我们就实现了完善的 computed 功能,vue3 内部也是这样实现的。

责任编辑:武晓燕 来源: 神光的编程秘籍
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