Vue3响应式核心之reactive源码分析

一、Reactive源码

1、reactive

源码路径：packages/reactivity/src/reactive.ts

export function reactive(target: object) {
  // if trying to observe a readonly proxy, return the readonly version.
  // 是否是只读响应式对象
  if (isReadonly(target)) {
    return target
  }
  return createReactiveObject(
    target,
    false,
    mutableHandlers,
    mutableCollectionHandlers,
    reactiveMap
  )
}

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当我们执行reactive({})的时候，会执行createReactiveObject这个工厂方法，返回一个响应式对象。

2、接着看工厂方法createReactiveObject

源码路径：packages/reactivity/src/reactive.ts

function createReactiveObject(
  target: Target,
  isReadonly: boolean,
  baseHandlers: ProxyHandler<any>,
  collectionHandlers: ProxyHandler<any>,
  proxyMap: WeakMap<Target, any>
) {
  // 仅对对象类型有效（对象、数组和 Map、Set 这样的集合类型），而对 string、number 和 boolean 这样的 原始类型 无效。
  if (!isObject(target)) {
    if (__DEV__) {
      console.warn(`value cannot be made reactive: ${String(target)}`)
    }
    return target
  }
  // target is already a Proxy, return it.
  // exception: calling readonly() on a reactive object
  if (
    target[ReactiveFlags.RAW] &&
    !(isReadonly && target[ReactiveFlags.IS_REACTIVE])
  ) {
    return target
  }
  // target already has corresponding Proxy
  const existingProxy = proxyMap.get(target)
  if (existingProxy) {
    return existingProxy
  }
  // only specific value types can be observed.
  const targetType = getTargetType(target)
  if (targetType === TargetType.INVALID) {
    return target
  }
  const proxy = new Proxy(
    target,
    targetType === TargetType.COLLECTION ? collectionHandlers : baseHandlers
  )
  proxyMap.set(target, proxy)
  return proxy
}

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仅对对象类型有效（对象、数组和 Map、Set 这样的集合类型），而对 string、number 和 boolean 这样的 原始类型 无效。

if (!isObject(target)) {
    if (__DEV__) {
      console.warn(`value cannot be made reactive: ${String(target)}`)
    }
    return target
}

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如果 target 已经是一个代理对象了，那么直接返回 target

if (
    target[ReactiveFlags.RAW] &&
    !(isReadonly && target[ReactiveFlags.IS_REACTIVE])
  ) {
    return target
}

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如果 target 已经有对应的代理对象了，那么直接返回代理对象

const existingProxy = proxyMap.get(target) // 存储响应式对象
if (existingProxy) {
    return existingProxy
}

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对于不能被观察的类型，直接返回 target

const targetType = getTargetType(target)
if (targetType === TargetType.INVALID) {
    return target
}

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// getTargetType源码
function getTargetType(value: Target) {
  return value[ReactiveFlags.SKIP] || !Object.isExtensible(value) // 不可扩展
    ? TargetType.INVALID
    : targetTypeMap(toRawType(value))
}

// ReactiveFlags枚举
export const enum ReactiveFlags {
  // 用于标识一个对象是否不可被转为代理对象，对应的值是 __v_skip 
  SKIP = '__v_skip', 
  // 用于标识一个对象是否是响应式的代理，对应的值是 __v_isReactive
  IS_REACTIVE = '__v_isReactive', 
  // 用于标识一个对象是否是只读的代理，对应的值是 __v_isReadonly
  IS_READONLY = '__v_isReadonly',
  // 用于标识一个对象是否是浅层代理，对应的值是 __v_isShallow
  IS_SHALLOW = '__v_isShallow',
  // 用于保存原始对象的 key，对应的值是 __v_raw
  RAW = '__v_raw'
}

// targetTypeMap
function targetTypeMap(rawType: string) {
  switch (rawType) {
    case 'Object':
    case 'Array':
      return TargetType.COMMON
    case 'Map':
    case 'Set':
    case 'WeakMap':
    case 'WeakSet':
      return TargetType.COLLECTION
    default:
      return TargetType.INVALID
  }
}

// toRawType
export const toRawType = (value: unknown): string => {
  // extract "RawType" from strings like "[object RawType]"
  return toTypeString(value).slice(8, -1)
}

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创建响应式对象（核心代码）

const proxy = new Proxy(
    target,
    targetType === TargetType.COLLECTION ? collectionHandlers : baseHandlers
)

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接下来将重点讲解baseHandlers这个回调函数。

二、baseHandlers

1、baseHandlers

baseHandlers是mutableHandlers, 来自于 baseHandlers文件。

mutableHandlers的源码如下，分别对get、set、deleteProperty、has、ownKeys做了代理。

export const mutableHandlers: ProxyHandler<object> = {
  get,
  set,
  deleteProperty,
  has,
  ownKeys
}

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接下来看看这些个拦截器的具体实现。

（1）、get的代理

const get = /*#__PURE__*/ createGetter()

function createGetter(isReadonly = false, shallow = false) {
  // 闭包返回 get 拦截器方法
  return function get(target: Target, key: string | symbol, receiver: object) {
       // 如果访问的是 __v_isReactive 属性，那么返回 isReadonly 的取反值
    if (key === ReactiveFlags.IS_REACTIVE) {
      return !isReadonly
      // 如果访问的是 __v_isReadonly 属性，那么返回 isReadonly 的值
    } else if (key === ReactiveFlags.IS_READONLY) {
      return isReadonly
      // 如果访问的是 __v_isShallow 属性，那么返回 shallow 的值
    } else if (key === ReactiveFlags.IS_SHALLOW) {
      return shallow
      // 如果访问的是 __v_raw 属性，那么返回 target
    } else if (
      key === ReactiveFlags.RAW &&
      receiver ===
        (isReadonly
          ? shallow
            ? shallowReadonlyMap
            : readonlyMap
          : shallow
          ? shallowReactiveMap
          : reactiveMap
        ).get(target)
    ) {
      return target
    }

    // target是否是数组
    const targetIsArray = isArray(target)

    if (!isReadonly) { // 可读
      // 如果是数组，并且访问的是数组的一些方法，那么返回对应的方法
      
    /**
     * Vue3中使用 arrayInstrumentations对数组的部分方法做了处理，为什么要这么做呢？ 
     * 对于 push、pop、 shift、 unshift、 splice 这些方法，
     * 写入和删除时底层会获取当前数组的length属性，如果我们在effect中使用的话，
     * 会收集length属性的依赖，当使用这些api是也会更改length，就会造成死循环：
     * */
      if (targetIsArray && hasOwn(arrayInstrumentations, key)) {
        // 返回重写的push、pop、 shift、 unshift、 splice 'includes', 'indexOf', 'lastIndexOf'
        return Reflect.get(arrayInstrumentations, key, receiver)
      }
      // 如果访问的是 hasOwnProperty 方法，那么返回 hasOwnProperty 方法
      if (key === 'hasOwnProperty') {
        return hasOwnProperty
      }
    }

    // 获取 target 的 key 属性值
    const res = Reflect.get(target, key, receiver)

    // 如果是内置的 Symbol，或者是不可追踪的 key，那么直接返回 res
    if (isSymbol(key) ? builtInSymbols.has(key) : isNonTrackableKeys(key)) {
      return res
    }

    // 如果不是只读的，那么进行依赖收集
    if (!isReadonly) {
      track(target, TrackOpTypes.GET, key)
    }

    // 如果是浅的，那么直接返回 res
    if (shallow) {
      return res
    }
    // 如果 res 是 ref，对返回的值进行解包
    if (isRef(res)) {
      // ref unwrapping - skip unwrap for Array + integer key.
      return targetIsArray && isIntegerKey(key) ? res : res.value
    }
    // 如果 res 是对象，递归代理
    if (isObject(res)) {
      // Convert returned value into a proxy as well. we do the isObject check
      // here to avoid invalid value warning. Also need to lazy access readonly
      // and reactive here to avoid circular dependency.
      return isReadonly ? readonly(res) : reactive(res)
    }

    return res
  }
}

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当target是数组的时候，'push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice'这些方法会改变数组长度，会导致无限递归，因此要先暂停收集依赖, 所以对数组的以上方法进行了拦截和重写

  if (targetIsArray && hasOwn(arrayInstrumentations, key)) {
    // 返回重写的push、pop、 shift、 unshift、 splice 'includes', 'indexOf', 'lastIndexOf'
    return Reflect.get(arrayInstrumentations, key, receiver)
  }

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重写的代码：

const arrayInstrumentations = /*#__PURE__*/ createArrayInstrumentations()

function createArrayInstrumentations() {
  const instrumentations: Record<string, Function> = {}
  // instrument length-altering mutation methods to avoid length being tracked
  // which leads to infinite loops in some cases (#2137)
  ;(['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice'] as const).forEach(key => {
    instrumentations[key] = function (this: unknown[], ...args: unknown[]) {
      // 由于上面的方法会改变数组长度,因此暂停收集依赖，不然会导致无限递归
      console.log('----自定义push等入口：this, args, key');
      pauseTracking()
      console.log('----自定义push等暂停收集依赖&执行开始')
      // 调用原始方法
      const res = (toRaw(this) as any)[key].apply(this, args)
      console.log('----自定义push等暂停收集依赖&执行结束')
      //复原依赖收集
      resetTracking()
      return res
    }
  })
  return instrumentations
}

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下图是执行结果：

可以用以下代码来理解：

let arr = [1,2,3]
let obj = {
    'push': function(...args) {
        // 暂停收集依赖逻辑
        return Array.prototype.push.apply(this, [...args])
        // 启动收集依赖逻辑
    }
}
let proxy = new Proxy(arr, {	
   get: function (target, key, receiver) {
       console.log('get的key为 ===>' + key);
       let res = '';
       if(key === 'push') { //重写push
        res = Reflect.get(obj, key, receiver)
       } else {
        res = Reflect.get(target, key, receiver)
       }
       return res
   },
   set(target, key, value, receiver){
       console.log('set的key为 ===>' + key, value);
       return Reflect.set(target, key, value, receiver);
   }
})

proxy.push('99')

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特殊属性的不进行依赖收集

// 如果是内置的 Symbol，或者是不可追踪的 key，那么直接返回 res
    if (isSymbol(key) ? builtInSymbols.has(key) : isNonTrackableKeys(key)) {
        return res;
    }

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这一步是为了过滤一些特殊的属性，例如原生的Symbol类型的属性，如：Symbol.iterator、Symbol.toStringTag等等，这些属性不需要进行依赖收集，因为它们是内置的，不会改变；

还有一些不可追踪的属性，如：proto、__v_isRef、__isVue这些属性也不需要进行依赖收集；

依赖收集

// 如果不是只读的，那么进行依赖收集
    if (!isReadonly) {
        track(target, "get" /* TrackOpTypes.GET */, key);
    }

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浅的不进行递归代理

if (shallow) {
  return res;
}

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对返回值进行解包

 // 如果 res 是 ref，对返回的值进行解包
    if (isRef(res)) {
        // 对于数组和整数类型的 key，不进行解包
        return targetIsArray && isIntegerKey(key) ? res : res.value;
    }

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这一步是为了处理ref的情况，如果res是ref，那么就对res进行解包，这里有一个判断，如果是数组，并且key是整数类型，那么就不进行解包；因为reactive是深层响应式的，所以要把属性为ref的进行解包

对象的递归代理

 // 如果 res 是对象，那么对返回的值进行递归代理
    if (isObject(res)) {
        return isReadonly ? readonly(res) : reactive(res);
    }

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(2)、set的代理

const set = /*#__PURE__*/ createSetter()

function createSetter(shallow = false) {
  // 返回一个set方法
  return function set(
    target: object,
    key: string | symbol,
    value: unknown,
    receiver: object
  ): boolean {
    let oldValue = (target as any)[key] // 获取旧值
    //  如果旧值是只读的，并且是 ref，并且新值不是 ref
    if (isReadonly(oldValue) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
      return false
    }
    if (!shallow) { // 非shallow
      // 新值非shallow && 非只读
      if (!isShallow(value) && !isReadonly(value)) {
        // 获取新旧值的原始值
        oldValue = toRaw(oldValue)
        value = toRaw(value)
      }
      // 代理对象非数组 & 旧值是ref & 新值非ref
      if (!isArray(target) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
        oldValue.value = value
        return true
      }
    } else {
      // in shallow mode, objects are set as-is regardless of reactive or not
    }
    console.log('----set', target, key, value)

    // 是数组 & key是整型数字 ? 
    // 如果 key 小于数组的长度，那么就是有这个 key ： 
    // 如果不是数组，那么就是普通对象，直接判断是否有这个 key
    // 数组会触发两次set: index和新增的值 和 'length'和新增之后的数组长度
    const hadKey =
      isArray(target) && isIntegerKey(key)
        ? Number(key) < target.length
        : hasOwn(target, key) 
    // 设置key-value 
    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
    // don't trigger if target is something up in the prototype chain of original
    // 如果目标对象是原始数据的原型链中的某个元素，则不会触发依赖收集
    if (target === toRaw(receiver)) {
      if (!hadKey) {// 如果没有这个 key，那么就是新增了一个属性，触发 add 事件
        trigger(target, TriggerOpTypes.ADD, key, value)
      } else if (hasChanged(value, oldValue)) { // // 如果有这个 key，那么就是修改了一个属性，触发 set 事件
        trigger(target, TriggerOpTypes.SET, key, value, oldValue)
      }
    }
    // 返回结果，这个结果为 boolean 类型，代表是否设置成功
    return result
  }
}

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主要逻辑：

获取旧值

let oldValue = target[key];

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判断旧值是否是只读的

// 如果旧值是只读的，并且是 ref，并且新值不是 ref，那么直接返回 false，代表设置失败
    if (isReadonly(oldValue) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
        return false;
    }

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