Vue3响应式系统原理

描述
Vue3的响应式系统是其核心机制，能够自动追踪数据依赖，在数据变化时触发相关组件的更新。该系统基于ES6的Proxy和Reflect API实现，相比Vue2的Object.defineProperty具有更强大的功能和更好的性能。

解题过程

1. 核心目标分析

   • 我们需要建立一个系统，当数据被读取时，能记录下"谁在读取它"（依赖收集）
   • 当数据被修改时，能通知"所有读取过它的地方"进行更新（依赖触发）

2. 基本实现原理

   • 使用Proxy代理目标对象，拦截get/set操作
   • 使用WeakMap、Map和Set构建依赖关系图
   • 通过effect函数建立响应式依赖

3. 详细实现步骤

   步骤1：创建响应式对象

   function reactive(target) {
     return new Proxy(target, {
       get(obj, key) {
         // 依赖收集：记录当前正在执行的effect
         track(obj, key)
         return Reflect.get(obj, key)
       },
       set(obj, key, value) {
         const result = Reflect.set(obj, key, value)
         // 依赖触发：通知所有依赖这个属性的effect
         trigger(obj, key)
         return result
       }
     })
   }
   

   步骤2：建立依赖收集系统

   // 存储所有的依赖关系
   const targetMap = new WeakMap()  // WeakMap<target, Map<key, Set<effect>>>
   let activeEffect = null
   
   function track(target, key) {
     if (!activeEffect) return
   
     let depsMap = targetMap.get(target)
     if (!depsMap) {
       targetMap.set(target, (depsMap = new Map()))
     }
   
     let deps = depsMap.get(key)
     if (!deps) {
       depsMap.set(key, (deps = new Set()))
     }
   
     deps.add(activeEffect)
   }
   

   步骤3：实现依赖触发

   function trigger(target, key) {
     const depsMap = targetMap.get(target)
     if (!depsMap) return
   
     const deps = depsMap.get(key)
     if (deps) {
       deps.forEach(effect => effect())
     }
   }
   

   步骤4：创建effect函数

   function effect(fn) {
     activeEffect = fn
     fn()  // 执行函数，触发getter，收集依赖
     activeEffect = null
   }
   

4. 完整工作流程示例

   // 创建响应式对象
   const state = reactive({ count: 0 })
   
   // 建立响应式effect
   effect(() => {
     console.log('count发生了变化:', state.count)
   })
   
   // 修改数据，自动触发effect
   state.count = 1  // 输出："count发生了变化: 1"
   

5. 进阶特性实现

   嵌套effect支持：

   const effectStack = []
   
   function effect(fn) {
     const execute = () => {
       cleanup(effect)  // 清除旧依赖
       activeEffect = effect
       effectStack.push(effect)
       fn()
       effectStack.pop()
       activeEffect = effectStack[effectStack.length - 1]
     }
     execute()
   }
   

   调度器实现：

   function effect(fn, options = {}) {
     const effect = () => {
       // ...执行逻辑
     }
     effect.scheduler = options.scheduler  // 支持自定义调度
     return effect
   }
   

通过这种设计，Vue3能够精确追踪每个属性的依赖关系，在数据变化时高效地触发更新，同时支持更复杂的响应式场景如嵌套effect、计算属性等。