深入聊一聊vue3中的reactive()

在vue3的开发中，reactive是提供实现响应式数据的方法。日常开发这个是使用频率很高的api。这篇文章笔者就来探索其内部运行机制。小白一枚，写得不好请多多见谅。

调试版本为3.2.45

什么是reactive?

reactive是Vue3中提供实现响应式数据的方法.

在Vue2中响应式数据是通过defineProperty来实现的.

而在Vue3响应式数据是通过ES6的Proxy来实现的
reactive注意点

reactive参数必须是对象(json/arr)

如果给reactive传递了其他对象,默认情况下修改对象,界面不会自动更新,如果想更新,可以通过重新赋值的方式。

<script setup>
import {reactive} from 'vue'
const data = reactive({ //定义对象
  name:'测试',
  age:10
})
const num = reactive(1)//定义基本数据类型
console.log(data)//便于定位到调试位置
</script>
<template>
<div>
<h1>{{ data.name }}</h1>
</div>
</template>
<style scoped></style>

设置断点

开始调试

接下来我们可以开始调试了，设置好断点后，只要重新刷新页面就可以进入调试界面。

复杂数据类型

我们先调试简单的基本数据类型

/*1.初始进来函数，判断目标对象target是否为只读对象，如果是直接返回*/
function reactive(target) {
    // if trying to observe a readonly proxy, return the readonly version.
    if (isReadonly(target)) {
        return target;
    }
    //创建一个reactive对象，五个参数后续会讲解
    return createReactiveObject(target, false, mutableHandlers, mutableCollectionHandlers, reactiveMap);
}
/*2.判断是来判断target是否为只读。*/
function isReadonly(value) {
    return !!(value && value["__v_isReadonly" /* ReactiveFlags.IS_READONLY */]);
}
/*3.创建一个reactive对象*/
/*createReactiveObject接收五个参数：
target被代理的对象，
isReadonl是不是只读的，
baseHandlers proxy的捕获器，
collectionHandlers针对集合的proxy捕获器，
proxyMap一个用于缓存proxy的`WeakMap`对象*/
function createReactiveObject(target, isReadonly, baseHandlers, collectionHandlers, proxyMap) {
//如果target不是对象则提示并返回
/*这里会跳转到如下方法
判断是否原始值是否为object类型 
const isObject = (val) => val !== null && typeof val === 'object';
*/
    if (!isObject(target)) {
        if ((process.env.NODE_ENV !== 'production')) {
            console.warn(`value cannot be made reactive: ${String(target)}`);
        }
        return target;
    }
    // 如果target已经是proxy是代理对象则直接返回.
    if (target["__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */] &&
        !(isReadonly && target["__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */])) {
        return target;
    }
    // 从proxyMap中获取缓存的proxy对象，如果存在的话，直接返回proxyMap中对应的proxy。否则创建proxy。
    const existingProxy = proxyMap.get(target);
    if (existingProxy) {
        return existingProxy;
    }
    // 并不是任何对象都可以被proxy所代理。这里会通过getTargetType方法来进行判断。
    const targetType = getTargetType(target);
    //当类型值判断出是不能代理的类型则直接返回
    if (targetType === 0 /* TargetType.INVALID */) {
        return target;
    }
    //通过使用Proxy函数劫持target对象，返回的结果即为响应式对象了。这里的处理函数会根据target对象不同而不同(这两个函数都是参数传入的)：
    //Object或者Array的处理函数是collectionHandlers;
    //Map,Set,WeakMap,WeakSet的处理函数是baseHandlers;
    const proxy = new Proxy(target, targetType === 2 /* TargetType.COLLECTION */ ? collectionHandlers : baseHandlers);
    proxyMap.set(target, proxy);
    return proxy;
}

getTargetType方法调用流程

//1.进入判断如果value有__v_skip属性且为true或对象是可拓展则返回0，否则走类型判断函数
function getTargetType(value) {
//Object.isExtensible() 方法判断一个对象是否是可扩展的（是否可以在它上面添加新的属性）。
    return value["__v_skip" /* ReactiveFlags.SKIP */] || !Object.isExtensible(value)
        ? 0 /* TargetType.INVALID */
        : targetTypeMap(toRawType(value));
}
//2.这里通过Object.prototype.toString.call(obj)来判断数据类型
const toRawType = (value) => {
    // extract "RawType" from strings like "[object RawType]"
    return toTypeString(value).slice(8, -1);
};
const toTypeString = (value) => objectToString.call(value);
//3.这里rawType是为'Object'所以会返回1
function targetTypeMap(rawType) {
    switch (rawType) {
        case 'Object':
        case 'Array':
            return 1 /* TargetType.COMMON */;
        case 'Map':
        case 'Set':
        case 'WeakMap':
        case 'WeakSet':
            return 2 /* TargetType.COLLECTION */;
        default:
            return 0 /* TargetType.INVALID */;//返回0说明除前面的类型外其他都不能被代理，如Date，RegExp，Promise等
    }
}

在createReactiveObject方法中const proxy = new Proxy(target, targetType === 2 /* TargetType.COLLECTION */ ? collectionHandlers : baseHandlers);这一条语句中，第二个参数判断target是否为Map或者Set类型。从而使用不同的handler来进行依赖收集。

在调试的文件node_modules/@vue/reactivity/dist/reactivity.esm-bundler.js中，我们从reactive函数的createReactiveObject函数调用的其中两个参数mutableHandlers和mutableCollectionHandlers开始往上查询

mutableHandlers的实现

const mutableHandlers = {
    get,// 获取值的拦截，访问对象时会触发
    set,// 更新值的拦截，设置对象属性会触发
    deleteProperty,// 删除拦截，删除对象属性会触发
    has,// 绑定访问对象时会拦截，in操作符会触发
    ownKeys// 获取属性key列表
};
function deleteProperty(target, key) {
    // key是否是target自身的属性
    const hadKey = hasOwn(target, key);
    // 旧值
    const oldValue = target[key];
    // 调用Reflect.deleteProperty从target上删除属性
    const result = Reflect.deleteProperty(target, key);
    // 如果删除成功并且target自身有key，则触发依赖
    if (result && hadKey) {
        trigger(target, "delete" /* TriggerOpTypes.DELETE */, key, undefined, oldValue);
    }
    return result;
}
//
function has(target, key) {
    //检查目标对象是否存在此属性。
    const result = Reflect.has(target, key);
    // key不是symbol类型或不是symbol的内置属性，进行依赖收集
    if (!isSymbol(key) || !builtInSymbols.has(key)) {
        track(target, "has" /* TrackOpTypes.HAS */, key);
    }
    return result;
}
/*ownKeys可以拦截以下操作:
1.Object.keys()
2.Object.getOwnPropertyNames()
3.Object.getOwnPropertySymbols()
4.Reflect.ownKeys()操作*/
function ownKeys(target) {
    track(target, "iterate" /* TrackOpTypes.ITERATE */, isArray(target) ? 'length' : ITERATE_KEY);
    return Reflect.ownKeys(target);
}

get方法实现

const get = /*#__PURE__*/ createGetter();
/*传递两个参数默认都为false
isReadonly是否为只读
shallow是否转换为浅层响应，即Reactive---> shallowReactive，shallowReactive监听了第一层属性的值，一旦发生改变，则更新视图;其他层，虽然值发生了改变，但是视图不会进行更新
*/
function createGetter(isReadonly = false, shallow = false) {
    return function get(target, key, receiver) {
    //1.是否已被reactive相关api处理过；
        if (key === "__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */) {
            return !isReadonly;
        }
     //2.是否被readonly相关api处理过
        else if (key === "__v_isReadonly" /* ReactiveFlags.IS_READONLY */) {
            return isReadonly;
        }
        else if (key === "__v_isShallow" /* ReactiveFlags.IS_SHALLOW */) {
            return shallow;
        }
      //3.检测__v_raw属性
        else if (key === "__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */ &&
            receiver ===
                (isReadonly
                    ? shallow
                        ? shallowReadonlyMap
                        : readonlyMap
                    : shallow
                        ? shallowReactiveMap
                        : reactiveMap).get(target)) {
            return target;
        }
      //4.如果target是数组，且命中了一些属性，则执行函数方法
        const targetIsArray = isArray(target);
        if (!isReadonly && targetIsArray && hasOwn(arrayInstrumentations, key)) {
            return Reflect.get(arrayInstrumentations, key, receiver);
        }
      //5.Reflect获取值
        const res = Reflect.get(target, key, receiver);
      //6.判断是否为特殊的属性值
        if (isSymbol(key) ? builtInSymbols.has(key) : isNonTrackableKeys(key)) {
            return res;
        }
        if (!isReadonly) {
            track(target, "get" /* TrackOpTypes.GET */, key);
        }
        if (shallow) {
            return res;
        }
      //7.判断是否为ref对象
        if (isRef(res)) {
            // ref unwrapping - skip unwrap for Array + integer key.
            return targetIsArray && isIntegerKey(key) ? res : res.value;
        }
      //8.判断是否为对象
        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;
    };
}

检测__v_isReactive属性，如果为true，表示target已经是一个响应式对象了。
依次检测__v_isReadonly和__v_isShallow属性，判断是否为只读和浅层响应,如果是则返回对应包装过的target。
检测__v_raw属性，这里是三元的嵌套，主要判断原始数据是否为只读或者浅层响应，然后在对应的Map里面寻找是否有该目标对象，如果都为true则说明target已经为响应式对象。
如果target是数组,需要对一些方法（针对includes、indexOf、lastIndexOf、push、pop、shift、unshift、splice）进行特殊处理。并对数组的每个元素执行收集依赖,然后通过Reflect获取数组函数的值。
Reflect获取值。
判断是否为特殊的属性值，symbol, __proto__，__v_isRef，__isVue, 如果是直接返回前面得到的res，不做后续处理;
如果为ref对象，target不是数组的情况下，会自动解包。
如果res是Object，进行深层响应式处理。从这里就能看出，Proxy是懒惰式的创建响应式对象，只有访问对应的key，才会继续创建响应式对象，否则不用创建。

set方法实现

例子：data.name='2'

const set = /*#__PURE__*/ createSetter();
  //shallow是否转换为浅层响应，默认为false
function createSetter(shallow = false) {
    //1.传递四个参数
    return function set(target, key, value, receiver) {
        let oldValue = target[key];
        //首先获取旧值，如果旧值是ref类型，且新值不是ref类型，则不允许修改
        if (isReadonly(oldValue) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
            return false;
        }
     //2.根据传递的shallow参数，来执行之后的操作
        if (!shallow) {
            if (!isShallow(value) && !isReadonly(value)) {
                oldValue = toRaw(oldValue);
                value = toRaw(value);
            }
            if (!isArray(target) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
                oldValue.value = value;
                return true;
            }
        }
      //3.检测key是不是target本身的属性
        const hadKey = isArray(target) && isIntegerKey(key)
            ? Number(key) < target.length
            : hasOwn(target, key);
        //利用Reflect.set()来修改值,返回一个Boolean值表明是否成功设置属性
        //Reflect.set(设置属性的目标对象, 设置的属性的名称, 设置的值, 如果遇到 `setter`，`receiver`则为`setter`调用时的`this`值)
        const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
        // 如果目标是原始原型链中的某个元素，则不要触发
        if (target === toRaw(receiver)) {
        //如果不是target本身的属性那么说明执行的是'add'操作,增加属性
            if (!hadKey) {
                trigger(target, "add" /* TriggerOpTypes.ADD */, key, value);
            }
      //4.比较新旧值，是否触发依赖
            else if (hasChanged(value, oldValue)) {
      //5.触发依赖
                trigger(target, "set" /* TriggerOpTypes.SET */, key, value, oldValue);
            }
        }
        return result;
    };
}

1、以data.name='2'这段代码为例,四个参数分别为:

target:目标对象,即target={"name": "测试","age": 10}(此处为普通对象)

key:修改的对应key,即key: "name"

value:修改的值，即value: "2"

receiver:目标对象的代理。即receiver=Proxy {"name": "测试","age": 10}

2、shallow为false的时候。

第一个判断:如果新值不是浅层响应式并且不是readonly,新旧值取其对应的原始值。

第二个判断：如果target不是数组并且旧值是ref类型，新值不是ref类型，直接修改oldValue.value为value

3.检测key是不是target本身的属性。这里的hadKey有两个方法,isArray就不解释，就是判断是否为数组

isIntegerKey:判断是不是数字型的字符串key值

//判断参数是否为string类型，是则返回true
const isString = (val) => typeof val === 'string';
//如果参数是string类型并且不是'NaN',且排除-值（排除负数）,然后将 key 转换成数字再隐式转换为字符串，与原 key 对比
const isIntegerKey = (key) => isString(key) &&
    key !== 'NaN' &&
    key[0] !== '-' &&
    '' + parseInt(key, 10) === key;

4.比较新旧值，如果新旧值不同，则触发依赖进行更新

hasChanged方法

//Object.is()方法判断两个值是否是相同的值。
const hasChanged = (value, oldValue) => !Object.is(value, oldValue);

5.触发依赖，这里太过复杂，笔者也没搞懂，如果有兴趣的读者可自行去调试

<script setup>
import { reactive } from "vue";
const data = reactive({
  name: "测试",
  age: 10,
});
data.name='1'//这里并未收集依赖，在处理完 createSetupContext 的上下文后，组件会停止依赖收集，并且开始执行 setup 函数。具体原因有兴趣的读者可以自行去了解
const testClick = ()=>{
  data.name='test'
}
</script>
<template>
  <div>
    <h1>{{ data.name }}</h1>
    <el-button @click="testClick">Click</el-button>
  </div>
</template>
<style scoped></style>

基本数据类型

const num = reactive(2)

这里比较简单，在createReactiveObject函数方法里面：

if (!isObject(target)) {
        if ((process.env.NODE_ENV !== 'production')) {
            console.warn(`value cannot be made reactive: ${String(target)}`);
        }
        return target;
    }

因为判断类型不是对象，所以会在控制台打印出警告，并且直接返回原数据

proxy对象

<script>
const data = reactive({
  name: "测试",
  age: 10,
});
const num = reactive(data)//定义一个已经是响应式对象
</script>

1.调试开始进来reactive函数，然后会经过isReadonly函数,这里跟前面不同的是，target是一个proxy对象，它已经被代理过有set,get等handler。所以在isReadonly函数读取target的时候，target会进行get函数的读取操作。

function reactive(target) {
    // if trying to observe a readonly proxy, return the readonly version.
    if (isReadonly(target)) {
        return target;
    }
    return createReactiveObject(target, false, mutableHandlers, mutableCollectionHandlers, reactiveMap);
}

2.可以看到get传入的参数有个key="__v_isReadonly",这里的isReadonly返回是false，接下来进入createReactiveObject函数

这里说明下，在本次调试中常见的vue里面定义的私有属性有:

__v_skip:是否无效标识，用于跳过监听
__v_isReactive:是否已被reactive相关api处理过
__v_isReadonly:是否被readonly相关api处理过
__v_isShallow:是否为浅层响应式对象
__v_raw:当前代理对象的源对象，即target

3.在createReactiveObject函数中，经过target["__v_isReactive"]的时候会触发target的get函数，这时候get函数传入的参数中key='__v_raw'

if (target["__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */] &&
    !(isReadonly && target["__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */])) {
            return target;
}

由上图可知我们检测target即已定义过的proxy对象,被reactiveapi处理过就会有__v_raw私有属性，然后再进行receiver的判断，判断target是否为只读或浅层响应。如果都不是则从缓存proxy的WeakMap对象中获取该元素。最后直接返回target的原始数据(未被proxy代理过)。

最后回到之前的判断，由下图可知，target的__v_raw属性存在，isReadonly为false,__v_isReactive的值为true,可以说明reactive函数需要处理的对象是一个被reactiveAPI处理过的对象，然后直接返回该对象的原始数据。

ref类型

经过ref函数处理，其本质也是一个对象，所以使用reactive函数处理ref类型就跟处理复杂数据类型一样过程。有些内容跟这里差不多，也有对此补充，如果觉得不错请各位帮忙点个赞

(开发中应该不会有这种嵌套行为吧，这里只是为了测试多样化)。

<script setup>
import { reactive,ref } from "vue";
const data = reactive({
  name: "测试",
  age: 10,
});
const numRef = ref(1)
const dataRef = ref({
  name: "测试2",
  age: 20,
})
const num = reactive(numRef)
const dataReactive = reactive(dataRef)
console.log('data',data)
console.log('numRef',numRef)
console.log('num',num)
console.log('dataRef',dataRef)
console.log('dataReactive',dataReactive)
</script>

Map类型和Set类型

Map 类型是键值对的有序列表，而键和值都可以是任意类型。
Set和Map类似，也是一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所以，在Set中，没有重复的key。
```
<script setup>
import { reactive } from "vue";
const mapData = new Map();
mapData.set('name','张三')
const setData = new Set([1,2,3,1,1])
console.log(mapData)
console.log(setData)
const mapReactive = reactive(mapData)
console.log(mapReactive)
</script>
```
由上图可知Map结构和Set结构使用typeof判断是object,所有流程前面会跟复杂数据类型一样，知道在createReactiveObject函数的getTargetType()函数开始不同。

在getTargetType函数里面toRawType()判断数据类型所用方法为Object.prototype.toString.call()

const targetType = getTargetType(target);
function getTargetType(value) {
    return value["__v_skip" /* ReactiveFlags.SKIP */] || !Object.isExtensible(value)
        ? 0 /* TargetType.INVALID */
        : targetTypeMap(toRawType(value));
}
function targetTypeMap(rawType) {//rawType="Map",这里返回值为2
    switch (rawType) {
        case 'Object':
        case 'Array':
            return 1 /* TargetType.COMMON */;
        case 'Map':
        case 'Set':
        case 'WeakMap':
        case 'WeakSet':
            return 2 /* TargetType.COLLECTION */;
        default:
            return 0 /* TargetType.INVALID */;
    }
}

这时候targetType=2,在createReactiveObject的函数中const proxy = new Proxy(target, targetType === 2 /* TargetType.COLLECTION */ ? collectionHandlers : baseHandlers);的三元表达式中可得知，这里的handler为collectionHandlers。

网上查找可在reactive函数中return createReactiveObject(target, false, mutableHandlers, mutableCollectionHandlers, reactiveMap);这条语句找到,当rawType=1时handler是用mutableHandlers,rawType=1时是用mutableCollectionHandlers。

mutableCollectionHandlers方法：

const mutableCollectionHandlers = {
    get: /*#__PURE__*/ createInstrumentationGetter(false, false)
};
//解构createInstrumentations
const [mutableInstrumentations, readonlyInstrumentations, shallowInstrumentations, shallowReadonlyInstrumentations] = /* #__PURE__*/ createInstrumentations();
//传入两个参数，是否为可读，是否为浅层响应
function createInstrumentationGetter(isReadonly, shallow) {
    const instrumentations = shallow
        ? isReadonly
            ? shallowReadonlyInstrumentations
            : shallowInstrumentations
        : isReadonly
            ? readonlyInstrumentations
            : mutableInstrumentations;
    return (target, key, receiver) => {
        if (key === "__v_isReactive" /* ReactiveFlags.IS_REACTIVE */) {
            return !isReadonly;
        }
        else if (key === "__v_isReadonly" /* ReactiveFlags.IS_READONLY */) {
            return isReadonly;
        }
        else if (key === "__v_raw" /* ReactiveFlags.RAW */) {
            return target;
        }
        return Reflect.get(hasOwn(instrumentations, key) && key in target
            ? instrumentations
            : target, key, receiver);
    };
}

//篇幅问题以及这方面笔者并未深入，所以就大概带过
function createInstrumentations() {
//创建了四个对象，对象内部有很多方法,其他去掉了，完整可自行去调试查看
    const mutableInstrumentations = {
        get(key) {
            return get$1(this, key);
        },
        get size() {
            return size(this);
        },
        has: has$1,
        add,
        set: set$1,
        delete: deleteEntry,
        clear,
        forEach: createForEach(false, false)
    };
    .................
    //通过createIterableMethod方法操作keys、values、entries、Symbol.iterator迭代器方法
    const iteratorMethods = ['keys', 'values', 'entries', Symbol.iterator];
    iteratorMethods.forEach(method => {
        mutableInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, false, false);
        readonlyInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, true, false);
        shallowInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, false, true);
        shallowReadonlyInstrumentations[method] = createIterableMethod(method, true, true);
    });
    return [
        mutableInstrumentations,
        readonlyInstrumentations,
        shallowInstrumentations,
        shallowReadonlyInstrumentations
    ];
}

后续比较复杂，加上笔者技术力还不够，暂时先到这里吧

总结：关于reactive的源码调试就到这了，这只是其中一小部分的源码，希望有兴趣的读者可以以此深入，输出文章，共同进步成长。最后，如果这篇文章对你有所收获，请点个赞，如果有写的不对的地方，请大神们指出。