Vue3 的响应式系统源码级 readonly 的实现原理与深层只读处理机制

readonly 是 Vue3 响应式系统的重要 API，它创建一个只读的响应式对象，任何修改尝试都会触发警告。下面详细解析其实现原理：

1. readonly 的基本定义与特性

• 功能：接收一个对象返回其只读代理，禁止任何修改操作
• 特性：深层只读（嵌套对象也会被处理）、响应式追踪（仍可收集依赖）
• 与 shallowReadonly 区别：shallowReadonly 只处理第一层属性

2. readonly 的创建流程

// 1. 入口函数
function readonly(target) {
  return createReactiveObject(
    target,
    true,  // isReadonly 标记
    readonlyHandlers,
    readonlyCollectionHandlers
  )
}

// 2. 创建响应式对象的核心函数
function createReactiveObject(target, isReadonly, baseHandlers, collectionHandlers) {
  // 检查缓存，避免重复代理
  const proxyMap = isReadonly ? readonlyMap : reactiveMap
  if (proxyMap.get(target)) {
    return proxyMap.get(target)
  }
  
  // 使用 Proxy 创建代理
  const proxy = new Proxy(
    target,
    collectionTypes.has(target.constructor) ? collectionHandlers : baseHandlers
  )
  
  proxyMap.set(target, proxy)
  return proxy
}

3. readonlyHandlers 的实现细节

const readonlyHandlers = {
  get: createGetter(true),  // isReadonly = true
  set(target, key) {
    // 在开发模式下输出警告
    if (__DEV__) {
      console.warn(`Set operation on key "${key}" failed: target is readonly.`)
    }
    return true
  },
  deleteProperty(target, key) {
    // 同样禁止删除操作
    if (__DEV__) {
      console.warn(`Delete operation on key "${key}" failed: target is readonly.`)
    }
    return true
  }
}

// 4. 创建 getter 拦截函数
function createGetter(isReadonly = false) {
  return function get(target, key, receiver) {
    // 对内置符号的特殊处理
    if (key === ReactiveFlags.IS_READONLY) {
      return isReadonly
    }
    
    const res = Reflect.get(target, key, receiver)
    
    // 深层只读处理：如果值是对象，递归创建 readonly
    if (isObject(res)) {
      return isReadonly ? readonly(res) : reactive(res)
    }
    
    // 依赖收集（即使是 readonly 也要追踪访问）
    if (!isReadonly) {
      track(target, TrackOpTypes.GET, key)
    }
    
    return res
  }
}

5. 深层只读的递归处理机制

• 当访问嵌套对象属性时，getter 会检测属性值类型
• 如果属性值是对象或数组，会递归调用 readonly() 进行处理
• 这确保了整个对象树的只读特性：

const original = { a: 1, nested: { b: 2 } }
const readOnlyObj = readonly(original)

// 尝试修改嵌套属性也会被阻止
readOnlyObj.nested.b = 3  // 触发警告

6. 集合类型的特殊处理
对于 Map、Set 等集合类型，使用 readonlyCollectionHandlers：

const readonlyCollectionHandlers = {
  get: createGetter(true)
  // 所有修改方法（set、add、delete等）都被重写为警告函数
}

7. 实现的关键技术点

• 缓存机制：使用 WeakMap 缓存代理对象，避免重复代理
• 类型标记：通过 ReactiveFlags.IS_READONLY 标识只读对象
• 深层代理：在 getter 中懒递归，避免一次性深度遍历的性能开销
• 依赖追踪：虽然不能修改，但仍需要追踪访问以维持响应式一致性

8. 实际应用场景

• Props 传递：组件接收的 props 会被自动转为 readonly
• 全局配置：应用级的不可变配置对象
• 开发辅助：在开发模式下防止意外修改共享状态

这种实现确保了只读对象的完整保护，同时保持了响应式系统的性能优化和类型安全特性。