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☠ Vue2/3 的对比与响应式原理剖析

一、Vue2

响应式原理:

1.对象

Vue.js 2.x 中的响应式是通过使用 ES5 的 Object.defineProperty() 方法实现的。这个方法允许我们定义一个对象的属性,其中包括 getter 和 setter。当对象的属性被访问或者修改时,这些 getter 和 setter 会被调用,这就是 Vue 的响应式实现。(一次只能监听一个属性,如果需要监听多个属性,你需要对每个属性都调用一次 Object.defineProperty(),遇到深层对象,需要进行递归遍历)

2.数组

Vue 2.x 中监听数组的方式是通过重写数组的变异方法(mutator methods),比如 push()、pop()、shift()、unshift()、splice()、sort() 和 reverse() 等。Vue 在这些方法被调用时,会触发视图的更新。

3.基本数据类型

也就是放在 data 对象里

ts
data: {
  message: "Hello, Vue!";
}

3.Object.defineProperty 的简单认识

js
// 定义一个新的属性 'name'
Object.defineProperty(obj, "name", {
  // 获取属性值时的操作
  get: function () {
    console.log(`获取属性 ${key}: ${internalValue}`);
    return internalValue;
  },
  // 设置属性值时的操作
  set: function (newValue) {
    console.log(`设置属性 ${key}: ${newValue}`);
    internalValue = newValue;
    // 这里可以添加额外的响应逻辑,比如更新UI等
  },
  // 设置属性的值为 'John'
  value: "John",
  // 设置属性为可写的
  writable: true,
  // 设置属性为可枚举的,即可被遍历
  enumerable: true,
  // 设置属性为可配置的,即可修改或删除
  configurable: true,
});

二、Vue3

响应式原理:

1.对象

Vue3 主要基于 ES6 的 Proxy 对象,使用 Proxy 对象来监听对象的属性的变化。当对对象的属性进行修改、添加或删除时,Proxy 会捕获到这些变化并触发相应的更新。

2.数组

Proxy 也可以监听数组的变化,包括对数组的元素的修改、添加和删除。当对数组进行变化操作时,Proxy 会捕获到这些变化并触发相应的更新。

3.基本数据类型

通过 class RefImpl 的 get 和 set 可以劫持到变化

ts
export function ref(value?: unknown) {
  return createRef(value, false)
}

function createRef(rawValue: unknown, shallow: boolean) {
  if (isRef(rawValue)) {
    return rawValue
  }
  return new RefImpl(rawValue, shallow)
}

// RefImpl类
constructor(
  value: T,
  public readonly __v_isShallow: boolean,
) {
  this._rawValue = __v_isShallow ? value : toRaw(value)// 保留原始值,用于比较新值和旧值,可以避免不必要的触发更新,从而提高性能
  this._value = __v_isShallow ? value : toReactive(value)
}

export const toReactive = <T extends unknown>(value: T): T =>
  isObject(value) ? reactive(value) : value // 如果是对象/数组类型,则使用reactive(reactive只能将引用类型变成响应式,而ref可以将引用类型和基本类型都变成响应式的原因所在)

// 数组也是为true
export const isObject = (val: unknown): val is Record<any, any> =>
  val !== null && typeof val === 'object'

3.原理总结

被代理对象中的任意属性发生修改,都应该将用到了这个属性的各个函数(副作用函数)重新执行一遍,那么在此执行之前,就需要先为每一个属性都做好副作用函数的收集(依赖收集)

effect: 回调函数,为被代理的对象加入依赖于它的处理函数
track:(依赖追踪/收集)在访问属性时收集依赖,记录哪些属性被哪些 effect 函数依赖。为每一个被代理的对象加入依赖它的函数(effect)
trigger:(依赖触发)在属性发生变化时,触发所有依赖于该属性的 effect 函数重新执行。

ts
get value() {
  track(this,'value') // 为this对象做依赖收集
  return this._value
}

set value(newVal) {
  if (newVal !== this._value) {
    this._value = convert(newVal)
    trigger(this, 'value') // 触发掉 'value' 上的所有副作用函数
  }
}

4.Proxy 和 Reflect 的简单认识

Proxy

const p = new Proxy(target, handler)
参数:
target:要使用 Proxy 包装的目标对象(可以是任何类型的对象,包括原生数组,函数,甚至另一个代理)
handler:一个通常以函数作为属性的对象,各属性中的函数分别定义了在执行各种操作时代理 p 的行为。

注意:
1.Proxy 可以代理对象、数组,不能代理基本数据类型,会报错。Proxy 常常搭配 Reflect 使用

2.访问 proxyObj 的深层属性时,并不会触发 set。所以 proxy 如果想实现深度监听,需要再次使用 proxy 对对象中的对象属性代理

3.直接 Proxy 代理是懒代理:
    set:只对第一层监听,只能拦截直接属性的赋值
    get:无论几层都可以监听到,不存在的属性仍然可以被 get 拦截到

4.代理数组:
push 时会触发两次 get 和两次 set,这和 push 的实现原理有关:push 操作除了增加数组的数据项之外,也会引发数组本身其他相关属性的改变;
proxyArr[1]这种修改只会执行一次。

js
// 创建一个简单的对象
const target = {
  name: "张三",
  age: 30,
  family: {
    father: "李四",
  },
};

const handler = {
  // 在获取属性时拦截
  get: function (target, key) {
    console.log(`获取属性:${key}`);
    return target[key];
  },
  // 在设置属性时拦截
  set: function (target, key, value) {
    console.log(`设置属性:${key} 值:${value}`);
    target[key] = value;
  },
};

// 创建代理对象
const proxyObj = new Proxy(target, handler);

//执行了get
console.log(proxyObj.name); //输出:获取属性:name (张三)

// 只执行了set
proxyObj.age = 35; //输出:设置属性:age 值:35

// 只执行了get,没有执行set,但是是修改成功的。
// 只执行了 get 没有执行 set 是因为 family 属性本身也是一个对象,
// 当访问 proxyObj.family 时,get 拦截器会被触发,
// 因此,对 family 对象的修改并不会触发 proxyObj 的 set 拦截器。
// 而属性的值还是被修改成功,这是因为 proxyObj.family 返回的不是代理对象,
// 而是原始的 family 对象。因此,当你直接修改 family 对象的属性时,不会触发 proxyObj 的 set 拦截器
proxyObj.family.father = "王五"; //输出:获取属性:family

// 只执行了set
proxyObj.family = { a: "test" }; //输出:设置属性:family 值:{a:'test'}

// 只执行了get
console.log(proxyObj.family.father); //输出:获取属性:family (李四)

// 只执行了get
console.log(proxyObj.family.mother); //输出:获取属性:family (undefined)
js
/* Reflect对象(内置)提供了一组与Proxy对象的拦截操作对应的方法 */

let target = {
  name: "John",
  age: 30,
};

let handler = {
  get: function (target, prop, receiver) {
    console.log(`获取属性:${prop}`);
    return Reflect.get(target, prop, receiver); // 使用 Reflect.get 方法获取属性值
  },
  set: function (target, prop, value, receiver) {
    console.log(`设置属性:${prop} to ${value}`);
    return Reflect.set(target, prop, value, receiver); // 使用 Reflect.set 方法设置属性值
  },
};

let proxy = new Proxy(target, handler);

console.log(proxy.name); // 输出: 获取属性:name,然后输出 John
proxy.age = 35; // 输出: 设置属性:age to 35

三、Vue2 和 Vue3 比较

选项式 api 和组合式 api

选项 API(Options API):这是 Vue 2 中最常见的一种方式,通过在组件选项中声明 data、methods、computed、watch 等来组织代码。它将相关功能按照选项的形式组织在一起,使得组件的结构相对清晰,适合较小规模的应用或者新手入门。
组合式 API(Composition API):这是 Vue 3 中引入的一种全新的 API,它允许开发者根据逻辑功能来组织代码,而不是按照固定的选项。它提供了 setup 函数,使得代码更加灵活和可复用,尤其适用于大型应用或者需要更高度组织的情况。
比较: Vue 2 的选项 API 一旦项目大起来功能越来越多,维护就变得困难。Vue 3 的组合式 API 很好的解决了这一问题,因为它可以将某一个功能模块放在一起。

生命周期

setup:相当于 vue2 前的 created 周期->创建时(beforeCreate 和 created 的结合)
onBeforeMount:DOM 即将挂载
onMounted:DOM 挂载完毕
onBeforeUpdate:DOM 即将更新
onUpdated:DOM 更新完毕
onBeforeUnmount:即将销毁
onUnmounted:销毁完毕

添加了路由缓存后新增两个(当卸载和重新进去组件后只会执行这两个):
onActivated 和 onDeactivated

v-for 和 v-if 优先级

vue2 v-for 优先级更大:v-if < v-for
vue3 v-if 优先级更大:v-if > v-for

diff 算法的优化

当数据发生改变的时候,vue 会生成新的 dom 树,然后和之前的 dom 树进行比较,也就是新旧虚拟 dom 的一个对比,但是在 vue2 中这是一个全量的比较,它是每一个节点都会进行比较,没有变化的静态内容也会进行比较,会消耗一些时间。 怎么样快速区别出更新的内容,这就是 vue3 所优化的一个地方。它是根据节点会不会发生变化来添加静态标记、动态标记,而后比较时会忽略所有的静态节点,只对有标记的动态节点进行对比,而且在多层的嵌套下依然有效,提高了效率。

静态提升

以前 vue2 不管元素有没有更新,每次都会创建然后渲染。 vue3 使用静态提升后,静态元素页面初始的时候只渲染一次,而在更新渲染的时候,不需要再创建,提升性能

事件监听缓存

以前事件是一个动态绑定,追踪变化,现在是缓存起来进行复用,以减少事件绑定的开销

更好的 Tree-shaking(如果没用到,就不会被打包进来)

在 Vue 2 中,Vue 实例在项目中是单例的,很多 api 功能都被放在了 this 上,捆绑程序无法检测到该对象的哪些属性在代码中被使用到,而且由于 Vue 的源代码是使用 CommonJS 格式编写的,所以它不支持 tree shaking。这意味着即使你只使用了 Vue 的一部分功能,你的最终打包文件仍然会包含整个 Vue 库的代码。

在 Vue 3 中,Vue 的源代码被重写为使用 ES Modules 格式,这使得 Vue 3 支持 tree shaking。vue3 将全局 API 进行分块,这意味着如果你只使用了 Vue 的一部分功能,那么你的最终打包文件只会包含你实际使用的那部分代码,未使用的代码会被移除。这可以帮助减小最终打包文件的大小,提高应用的加载性能。

tree shaking 的前提是所有的东西都必须用 ES6 module 的 import 来写,要充分利用 tree shaking,你还需要使用支持 tree shaking 的打包工具,如 Webpack 或 Rollup,并且需要正确配置它们。

通过 Tree shaking,Vue3 给我们带来的好处是:
减少程序体积(更小)
减少程序执行时间(更快)
便于将来对程序架构进行优化(更友好)

响应式实现方式的升级

Vue2 用 object.defineProties 有以下几个缺点:
1.一次只能对一个属性进行监听,需要遍历来对所有属性监听;
2.在遇到一个对象的属性还是一个对象的情况下,需要递归监听,会消耗一些时间、性能;
3.新增的对象属性监听不到,需要进行手动监听(vue2 通过$set 解决);
4.对于数组通过 push、unshift 方法增加的元素,无法监听(vue2 通过改写数组方法解决)。

vue3 用 proxy 后直接监听整个对象,无论嵌套多少层都可以监听到(proxy 的 get 方法),同样对数组适用,基本类型是类似 Vue2 包装在一个内部对象中,然后对这个对象进行代理(class 的 get 和 set)。

vue2 和 vue3 组件通信对比

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