Vue3 的响应式系统源码级 computed 的懒计算与值缓存实现原理与内存管理机制
知识点描述:
Vue3 的 computed 属性是基于响应式系统 effect 的高级 API,它实现了一种懒计算(lazy evaluation)和值缓存(value caching)的机制。本题目将深入源码解析 computed 如何通过 effect 的 lazy 选项延迟计算,如何通过 _dirty 标志和调度器控制缓存失效与重新计算,以及如何管理计算过程中的依赖收集,避免内存泄漏。
讲解步骤:
第一步:computed 的基本结构与 lazy 初始化
- computed 接受一个 getter 函数或具有 get/set 的对象,返回一个 ComputedRefImpl 实例。
- 在构造函数中,会创建一个 effect 副作用函数,但传入
lazy: true选项。这意味着 effect 不会立即执行 getter 函数,从而实现了懒计算。 - 内部维护
_value存储缓存值,_dirty标志位表示缓存是否“脏”(即是否需要重新计算),默认为 true。
第二步:依赖收集与 getter 的延迟执行
4. 当模板或 reactive 对象首次访问 computed 的 .value 属性时,会触发其 getter。
5. 首先检查 _dirty 标志。若为 true,则调用 effect 的 run 方法执行用户传入的 getter 函数,并将结果存入 _value,然后将 _dirty 设为 false。
6. 在执行 getter 时,会访问响应式数据,从而触发它们的 track 操作。computed 的 effect 会被这些响应式数据作为依赖收集起来,建立依赖关系。
第三步:缓存机制与脏检查触发重新计算
7. 只要响应式数据未变化,后续访问 .value 都会直接返回缓存的 _value 值,因为 _dirty 为 false,不会重新计算,这是性能优化的关键。
8. 当 computed 依赖的响应式数据发生变化时,会触发 computed 的 effect 的调度器(scheduler)。
9. scheduler 的核心操作是将 _dirty 标志设为 true。注意:scheduler 不会立即执行计算,只是标记缓存失效。这是 computed 懒计算的核心,计算会推迟到下次访问 .value 时才进行。
第四步:计算过程中的依赖收集与重新计算时机控制
10. 在 scheduler 中将 _dirty 设为 true 后,如果这个 computed 又被其他 effect 依赖(比如模板的渲染 effect 依赖了 computed),scheduler 还会调用 trigger 来通知那些依赖 computed 的副作用重新执行。
11. 当模板的渲染 effect 重新执行时,会再次读取 computed 的 .value,此时 _dirty 为 true,于是触发重新计算,计算完成后 _dirty 又被设为 false。
12. 这个机制确保了只有在真正需要计算值的时候(即访问时)才进行计算,同时保证了依赖 computed 的副作用能及时更新。
第五步:setter 的实现与内存管理
13. 如果 computed 接受一个对象并设置了 set 函数,那么对 .value 赋值时会调用用户自定义的 setter,通常用于更新 computed 依赖的响应式数据,从而间接触发 computed 重新计算。
14. 内存管理方面,computed 的 effect 在被创建时,会通过 effect 的 stop 方法在 computed 不再被需要时(例如组件卸载时),手动清理其与所有响应式数据的依赖联系,防止内存泄漏。