前言

最近有位面試官分享了一道他的面試題：vue3的ref是如何實現(xiàn)響應(yīng)式的？下面有不少小伙伴回答的是Proxy，其實這些小伙伴只回答對了一半。

當(dāng)ref接收的是一個對象時確實是依靠Proxy去實現(xiàn)響應(yīng)式的。
但是ref還可以接收 string、number 或 boolean 這樣的原始類型，當(dāng)是原始類型時，響應(yīng)式就不是依靠Proxy去實現(xiàn)的，而是在value屬性的getter和setter方法中去實現(xiàn)的響應(yīng)式。

本文將通過debug的方式帶你搞清楚當(dāng)ref接收的是對象和原始類型時，分別是如何實現(xiàn)響應(yīng)式的。注：本文中使用的vue版本為3.4.19。

看個demo

還是老套路，我們來搞個demo，index.vue文件代碼如下：

<template>
  <div>
    <p>count的值為：{{ count }}</p>
    <p>user.count的值為：{{ user.count }}</p>
    <button @click="count++">count++</button>
    <button @click="user.count++">user.count++</button>
  </div>
</template>

<script setup lang="ts">
import { ref } from "vue";

const count = ref(0);

const user = ref({
  count: 0,
});
</script>

在上面的demo中我們有兩個ref變量，count變量接收的是原始類型，他的值是數(shù)字0。

count變量渲染在template的p標(biāo)簽中，并且在button的click事件中會count++。

user變量接收的是對象，對象有個count屬性。

同樣user.count也渲染在另外一個p標(biāo)簽上，并且在另外一個button的click事件中會user.count++。

接下來我將通過debug的方式帶你搞清楚，分別點擊count++和user.count++按鈕時是如何實現(xiàn)響應(yīng)式的。

開始打斷點

第一步從哪里開始下手打斷點呢？

既然是要搞清楚ref是如何實現(xiàn)響應(yīng)式的，那么當(dāng)然是給ref打斷點吖，所以我們的第一個斷點是打在const count = ref(0);代碼處。這行代碼是運行時代碼，是跑在瀏覽器中的。

要在瀏覽器中打斷點，需要在瀏覽器的source面板中打開index.vue文件，然后才能給代碼打上斷點。

那么第二個問題來了，如何在source面板中找到我們這里的index.vue文件呢？

很簡單，像是在vscode中一樣使用command+p（windows中應(yīng)該是control+p）就可以喚起一個輸入框。在輸入框里面輸入index.vue，然后點擊回車就可以在source面板中打開index.vue文件。如下圖：

然后我們就可以在瀏覽器中給const count = ref(0);處打上斷點了。

`RefImpl`類

刷新頁面此時斷點將會停留在const count = ref(0);代碼處，讓斷點走進(jìn)ref函數(shù)中。在我們這個場景中簡化后的ref函數(shù)代碼如下：

function ref(value) {
  return createRef(value, false);
}

可以看到在ref函數(shù)中實際是直接調(diào)用了createRef函數(shù)。

接著將斷點走進(jìn)createRef函數(shù)，在我們這個場景中簡化后的createRef函數(shù)代碼如下：

function createRef(rawValue, shallow) {
  return new RefImpl(rawValue, shallow);
}

從上面的代碼可以看到實際是調(diào)用RefImpl類new了一個對象，傳入的第一個參數(shù)是rawValue，也就是ref綁定的變量值，這個值可以是原始類型，也可以是對象、數(shù)組等。

接著將斷點走進(jìn)RefImpl類中，在我們這個場景中簡化后的RefImpl類代碼如下：

class RefImpl {
  private _value: T
  private _rawValue: T

  constructor(value) {
    this._rawValue = toRaw(value);
    this._value = toReactive(value);
  }
  get value() {
    trackRefValue(this);
    return this._value;
  }
  set value(newVal) {
    newVal = toRaw(newVal);
    if (hasChanged(newVal, this._rawValue)) {
      this._rawValue = newVal;
      this._value = toReactive(newVal);
      triggerRefValue(this, 4, newVal);
    }
  }
}

從上面的代碼可以看到RefImpl類由三部分組成：constructor構(gòu)造函數(shù)、value屬性的getter方法、value屬性的setter方法。

`RefImpl`類的`constructor`構(gòu)造函數(shù)

constructor構(gòu)造函數(shù)中的代碼很簡單，如下：

constructor(value) {
  this._rawValue = toRaw(value);
  this._value = toReactive(value);
}

在構(gòu)造函數(shù)中首先會將toRaw(value)的值賦值給_rawValue屬性中，這個toRaw函數(shù)是vue暴露出來的一個API，他的作用是根據(jù)一個 Vue 創(chuàng)建的代理返回其原始對象。因為ref函數(shù)不光能夠接受普通的對象和原始類型，而且還能接受一個ref對象，所以這里需要使用toRaw(value)拿到原始值存到_rawValue屬性中。

接著在構(gòu)造函數(shù)中會執(zhí)行toReactive(value)函數(shù)，將其執(zhí)行結(jié)果賦值給_value屬性。toReactive函數(shù)看名字你應(yīng)該也猜出來了，如果接收的value是原始類型，那么就直接返回value。如果接收的value不是原始類型（比如對象），那么就返回一個value轉(zhuǎn)換后的響應(yīng)式對象。這個toReactive函數(shù)我們在下面會講。

_rawValue屬性和_value屬性都是RefImpl類的私有屬性，用于在RefImpl類中使用的，而暴露出去的也只有value屬性。

經(jīng)過constructor構(gòu)造函數(shù)的處理后，分別給兩個私有屬性賦值了：

_rawValue中存的是ref綁定的值的原始值。
如果ref綁定的是原始類型，比如數(shù)字0，那么_value屬性中存的就是數(shù)字0。

如果ref綁定的是一個對象，那么_value屬性中存的就是綁定的對象轉(zhuǎn)換后的響應(yīng)式對象。

`RefImpl`類的`value`屬性的`getter`方法

我們接著來看value屬性的getter方法，代碼如下：

get value() {
  trackRefValue(this);
  return this._value;
}

當(dāng)我們對ref的value屬性進(jìn)行讀操作時就會走到getter方法中。

我們知道template經(jīng)過編譯后會變成render函數(shù)，執(zhí)行render函數(shù)會生成虛擬DOM，然后由虛擬DOM生成真實DOM。

在執(zhí)行render函數(shù)期間會對count變量進(jìn)行讀操作，所以此時會觸發(fā)count變量的value屬性對應(yīng)的getter方法。

在getter方法中會調(diào)用trackRefValue函數(shù)進(jìn)行依賴收集，由于此時是在執(zhí)行render函數(shù)期間，所以收集的依賴就是render函數(shù)。

最后在getter方法中會return返回_value私有屬性。

`RefImpl`類的`value`屬性的`setter`方法

我們接著來看value屬性的setter方法，代碼如下：

set value(newVal) {
  newVal = toRaw(newVal);
  if (hasChanged(newVal, this._rawValue)) {
    this._rawValue = newVal;
    this._value = toReactive(newVal);
    triggerRefValue(this, 4, newVal);
  }
}

當(dāng)我們對ref的value的屬性進(jìn)行寫操作時就會走到setter方法中，比如點擊count++按鈕，就會對count的值進(jìn)行+1，觸發(fā)寫操作走到setter方法中。

給setter方法打個斷點，點擊count++按鈕，此時斷點將會走到setter方法中。初始化count的值為0，此時點擊按鈕后新的count值為1，所以在setter方法中接收的newVal的值為1。如下圖：

從上圖中可以看到新的值newVal的值為1，舊的值this._rawValue的值為0。然后使用if (hasChanged(newVal, this._rawValue))判斷新的值和舊的值是否相等，hasChanged的代碼也很簡單，如下：

const hasChanged = (value, oldValue) => !Object.is(value, oldValue);

Object.is方法大家平時可能用的比較少，作用也是判斷兩個值是否相等。和==的區(qū)別為Object.is不會進(jìn)行強制轉(zhuǎn)換，其他的區(qū)別大家可以參看mdn上的文檔。

使用hasChanged函數(shù)判斷到新的值和舊的值不相等時就會走到if語句里面，首先會執(zhí)行this._rawValue = newVal將私有屬性_rawValue的值更新為最新值。接著就是執(zhí)行this._value = toReactive(newVal)將私有屬性_value的值更新為最新值。

最后就是執(zhí)行triggerRefValue函數(shù)觸發(fā)收集的依賴，前面我們講過了在執(zhí)行render函數(shù)期間由于對count變量進(jìn)行讀操作。觸發(fā)了getter方法，在getter方法中將render函數(shù)作為依賴進(jìn)行收集了。

所以此時執(zhí)行triggerRefValue函數(shù)時會將收集的依賴全部取出來執(zhí)行一遍，由于render函數(shù)也是被收集的依賴，所以render函數(shù)會重新執(zhí)行。重新執(zhí)行render函數(shù)時從count變量中取出的值就是新值1，接著就是生成虛擬DOM，然后將虛擬DOM掛載到真實DOM上，最終在頁面上count變量綁定的值已經(jīng)更新為1了。

看到這里你是不是以為關(guān)于ref實現(xiàn)響應(yīng)式已經(jīng)完啦？

我們來看demo中的第二個例子，user對象，回顧一下在template和script中關(guān)于user對象的代碼如下：

<template>
  <div>
    <p>user.count的值為：{{ user.count }}</p>
    <button @click="user.count++">user.count++</button>
  </div>
</template>

<script setup lang="ts">
import { ref } from "vue";

const user = ref({
  count: 0,
});
</script>

在button按鈕的click事件中執(zhí)行的是：user.count++，前面我們講過了對ref的value屬性進(jìn)行寫操作會走到setter方法中。但是我們這里ref綁定的是一個對象，點擊按鈕時也不是對user.value屬性進(jìn)行寫操作，而是對user.value.count屬性進(jìn)行寫操作。所以在這里點擊按鈕不會走到setter方法中，當(dāng)然也不會重新執(zhí)行收集的依賴。

那么當(dāng)ref綁定的是對象時，我們改變對象的某個屬性時又是怎么做到響應(yīng)式更新的呢？

這種情況就要用到Proxy了，還記得我們前面講過的RefImpl類的constructor構(gòu)造函數(shù)嗎？代碼如下：

class RefImpl {
  private _value: T
  private _rawValue: T

  constructor(value) {
    this._rawValue = toRaw(value);
    this._value = toReactive(value);
  }
}

其實就是這個toReactive函數(shù)在起作用。

`Proxy`實現(xiàn)響應(yīng)式

還是同樣的套路，這次我們給綁定對象的名為user的ref打個斷點，刷新頁面代碼停留在斷點中。還是和前面的流程一樣最終斷點走到RefImpl類的構(gòu)造函數(shù)中，當(dāng)代碼執(zhí)行到this._value = toReactive(value)時將斷點走進(jìn)toReactive函數(shù)。代碼如下：

const toReactive = (value) => (isObject(value) ? reactive(value) : value);

在toReactive函數(shù)中判斷了如果當(dāng)前的value是對象，就返回reactive(value)，否則就直接返回value。這個reactive函數(shù)你應(yīng)該很熟悉，他會返回一個對象的響應(yīng)式代理。因為reactive不接收number這種原始類型，所以這里才會判斷value是否是對象。

我們接著將斷點走進(jìn)reactive函數(shù)，看看他是如何返回一個響應(yīng)式對象的，在我們這個場景中簡化后的reactive函數(shù)代碼如下：

function reactive(target) {
  return createReactiveObject(
    target,
    false,
    mutableHandlers,
    mutableCollectionHandlers,
    reactiveMap
  );
}

從上面的代碼可以看到在reactive函數(shù)中是直接返回了createReactiveObject函數(shù)的調(diào)用，第三個參數(shù)是mutableHandlers。從名字你可能猜到了，他是一個Proxy對象的處理器對象，后面會講。

接著將斷點走進(jìn)createReactiveObject函數(shù)，在我們這個場景中簡化后的代碼如下：

function createReactiveObject(
  target,
  isReadonly2,
  baseHandlers,
  collectionHandlers,
  proxyMap
) {
  const proxy = new Proxy(target, baseHandlers);
  return proxy;
}

在上面的代碼中我們終于看到了大名鼎鼎的Proxy了，這里new了一個Proxy對象。new的時候傳入的第一個參數(shù)是target，這個target就是我們一路傳進(jìn)來的ref綁定的對象。第二個參數(shù)為baseHandlers，是一個Proxy對象的處理器對象。這個baseHandlers是調(diào)用createReactiveObject時傳入的第三個參數(shù)，也就是我們前面講過的mutableHandlers對象。

在這里最終將Proxy代理的對象進(jìn)行返回，我們這個demo中ref綁定的是一個名為user的對象，經(jīng)過前面講過函數(shù)的層層return后，user.value的值就是這里return返回的proxy對象。

當(dāng)我們對user.value響應(yīng)式對象的屬性進(jìn)行讀操作時，就會觸發(fā)這里Proxy的get攔截。

當(dāng)我們對user.value響應(yīng)式對象的屬性進(jìn)行寫操作時，就會觸發(fā)這里Proxy的set攔截。

get和set攔截的代碼就在mutableHandlers對象中。

`Proxy`的`set`和`get`攔截

在源碼中使用搜一下mutableHandlers對象，看到他的代碼是這樣的，如下：

const mutableHandlers = new MutableReactiveHandler();

從上面的代碼可以看到mutableHandlers對象是使用MutableReactiveHandler類new出來的一個對象。

我們接著來看MutableReactiveHandler類，在我們這個場景中簡化后的代碼如下：

class MutableReactiveHandler extends BaseReactiveHandler {
  set(target, key, value, receiver) {
    let oldValue = target[key];

    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
    if (target === toRaw(receiver)) {
      if (hasChanged(value, oldValue)) {
        trigger(target, "set", key, value, oldValue);
      }
    }
    return result;
  }
}

在上面的代碼中我們看到了set攔截了，但是沒有看到get攔截。

MutableReactiveHandler類是繼承了BaseReactiveHandler類，我們來看看BaseReactiveHandler類，在我們這個場景中簡化后的BaseReactiveHandler類代碼如下：

class BaseReactiveHandler {
  get(target, key, receiver) {
    const res = Reflect.get(target, key, receiver);
    track(target, "get", key);
    return res;
  }
}

在BaseReactiveHandler類中我們找到了get攔截，當(dāng)我們對Proxy代理返回的對象的屬性進(jìn)行讀操作時就會走到get攔截中。

前面講過了經(jīng)過層層return后user.value的值就是這里的proxy響應(yīng)式對象，而我們在template中使用user.count將其渲染到p標(biāo)簽上，在template中讀取user.count，實際就是在讀取user.value.count的值。

同樣的template經(jīng)過編譯后會變成render函數(shù)，執(zhí)行render函數(shù)會生成虛擬DOM，然后將虛擬DOM轉(zhuǎn)換為真實DOM渲染到瀏覽器上。在執(zhí)行render函數(shù)期間會對user.value.count進(jìn)行讀操作，所以會觸發(fā)BaseReactiveHandler這里的get攔截。

在get攔截中會執(zhí)行track(target, "get", key)函數(shù)，執(zhí)行后會將當(dāng)前render函數(shù)作為依賴進(jìn)行收集。到這里依賴收集的部分講完啦，剩下的就是依賴觸發(fā)的部分。

我們接著來看MutableReactiveHandler，他是繼承了BaseReactiveHandler。在BaseReactiveHandler中有個get攔截，而在MutableReactiveHandler中有個set攔截。

當(dāng)我們點擊user.count++按鈕時，會對user.value.count進(jìn)行寫操作。由于對count屬性進(jìn)行了寫操作，所以就會走到set攔截中，set攔截代碼如下：

class MutableReactiveHandler extends BaseReactiveHandler {
  set(target, key, value, receiver) {
    let oldValue = target[key];

    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
    if (target === toRaw(receiver)) {
      if (hasChanged(value, oldValue)) {
        trigger(target, "set", key, value, oldValue);
      }
    }
    return result;
  }
}

我們先來看看set攔截接收的4個參數(shù)，第一個參數(shù)為target，也就是我們proxy代理前的原始對象。第二個參數(shù)為key，進(jìn)行寫操作的屬性，在我們這里key的值就是字符串count。第三個參數(shù)是新的屬性值。

第四個參數(shù)receiver一般情況下是Proxy返回的代理響應(yīng)式對象。這里為什么會說是一般是呢？看一下MDN上面的解釋你應(yīng)該就能明白了：

假設(shè)有一段代碼執(zhí)行 obj.name = "jen"， obj 不是一個 proxy，且自身不含 name 屬性，但是它的原型鏈上有一個 proxy，那么，那個 proxy 的 set() 處理器會被調(diào)用，而此時，obj 會作為 receiver 參數(shù)傳進(jìn)來。

接著來看set攔截函數(shù)中的內(nèi)容，首先let oldValue = target[key]拿到舊的屬性值，然后使用Reflect.set(target, key, value, receiver)

在Proxy中一般都是搭配Reflect進(jìn)行使用，在Proxy的get攔截中使用Reflect.get，在Proxy的set攔截中使用Reflect.set。

這樣做有幾個好處，在set攔截中我們要return一個布爾值表示屬性賦值是否成功。如果使用傳統(tǒng)的obj[key] = value的形式我們是不知道賦值是否成功的，而使用Reflect.set會返回一個結(jié)果表示給對象的屬性賦值是否成功。在set攔截中直接將Reflect.set的結(jié)果進(jìn)行return即可。

還有一個好處是如果不搭配使用可能會出現(xiàn)this指向不對的問題。

前面我們講過了receiver可能不是Proxy返回的代理響應(yīng)式對象，所以這里需要使用if (target === toRaw(receiver))進(jìn)行判斷。

接著就是使用if (hasChanged(value, oldValue))進(jìn)行判斷新的值和舊的值是否相等，如果不相等就執(zhí)行trigger(target, "set", key, value, oldValue)。

這個trigger函數(shù)就是用于依賴觸發(fā)，會將收集的依賴全部取出來執(zhí)行一遍，由于render函數(shù)也是被收集的依賴，所以render函數(shù)會重新執(zhí)行。重新執(zhí)行render函數(shù)時從user.value.count屬性中取出的值就是新值1，接著就是生成虛擬DOM，然后將虛擬DOM掛載到真實DOM上，最終在頁面上user.value.count屬性綁定的值已經(jīng)更新為1了。

這就是當(dāng)ref綁定的是一個對象時，是如何使用Proxy去實現(xiàn)響應(yīng)式的過程。

看到這里有的小伙伴可能會有一個疑問，為什么ref使用RefImpl類去實現(xiàn)，而不是統(tǒng)一使用Proxy去代理一個擁有value屬性的普通對象呢？比如下面這種：

const proxy = new Proxy(
  {
    value: target,
  },
  baseHandlers
);

如果是上面這樣做那么就不需要使用RefImpl類了，全部統(tǒng)一成Proxy去使用響應(yīng)式了。

但是上面的做法有個問題，就是使用者可以使用delete proxy.value將proxy對象的value屬性給刪除了。而使用RefImpl類的方式去實現(xiàn)就不能使用delete的方法去將value屬性給刪除了。

總結(jié)

這篇文章我們講了ref是如何實現(xiàn)響應(yīng)式的，主要分為兩種情況：ref接收的是number這種原始類型、ref接收的是對象這種非原始類型。

當(dāng)ref接收的是number這種原始類型時是依靠RefImpl類的value屬性的getter和setter方法中去實現(xiàn)的響應(yīng)式。

當(dāng)我們對ref的value屬性進(jìn)行讀操作時會觸發(fā)value的getter方法進(jìn)行依賴收集。

當(dāng)我們對ref的value屬性進(jìn)行寫操作時會進(jìn)行依賴觸發(fā)，重新執(zhí)行render函數(shù)，達(dá)到響應(yīng)式的目的。
當(dāng)ref接收的是對象這種非原始類型時，會調(diào)用reactive方法將ref的value屬性轉(zhuǎn)換成一個由Proxy實現(xiàn)的響應(yīng)式對象。

當(dāng)我們對ref的value屬性對象的某個屬性進(jìn)行讀操作時會觸發(fā)Proxy的get攔截進(jìn)行依賴收集。

當(dāng)我們對ref的value屬性對象的某個屬性進(jìn)行寫操作時會觸發(fā)Proxy的set攔截進(jìn)行依賴觸發(fā)，然后重新執(zhí)行render函數(shù)，達(dá)到響應(yīng)式的目的。

最后我們講了為什么ref不統(tǒng)一使用Proxy去代理一個有value屬性的普通對象去實現(xiàn)響應(yīng)式，而是要多搞個RefImpl類。

因為如果使用Proxy去代理的有value屬性的普通的對象，可以使用delete proxy.value將proxy對象的value屬性給刪除了。而使用RefImpl類的方式去實現(xiàn)就不能使用delete的方法去將value屬性給刪除了。

70%的人都答錯了的面試題，vue3的ref是如何實現(xiàn)響應(yīng)式的？

看個demo

開始打斷點

RefImpl類

RefImpl類的constructor構(gòu)造函數(shù)

RefImpl類的value屬性的getter方法

RefImpl類的value屬性的setter方法

Proxy實現(xiàn)響應(yīng)式

Proxy的set和get攔截