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详解vue computed的缓存实现原理

本文围绕下面这个例子,讲解一下computed初始化及更新时的流程,来看看计算属性是怎么实现的缓存,及依赖是怎么被收集的。

?

< div id = "app" >

   < span @ click = "change" >{{sum}}</ span >

</ div >

< script src = "./vue2.6.js" ></ script >

< script >

   new Vue({

     el: "#app",

     data() {

       return {

         count: 1,

       }

     },

     methods: {

       change() {

         this.count = 2

       },

     },

     computed: {

       sum() {

         return this.count + 1

       },

     },

   })

</ script >

初始化 computed

vue初始化时先执行init方法,里面的initState会进行计算属性的初始化

?

if (opts.computed) {initComputed(vm, opts.computed);}

下面是initComputed的代码

?

var watchers = vm._computedWatchers = Object.create( null );

// 依次为每个 computed 属性定义一个计算watcher

for (const key in computed) {

   const userDef = computed[key]

   watchers[key] = new Watcher(

       vm, // 实例

       getter, // 用户传入的求值函数 sum

       noop, // 回调函数 可以先忽视

       { lazy: true } // 声明 lazy 属性 标记 computed watcher

   )

   // 用户在调用 this.sum 的时候,会发生的事情

   defineComputed(vm, key, userDef)

}

每个计算属性对应的计算watcher的初始状态如下:

?

{

     deps: [],

     dirty: true ,

     getter: ƒ sum(),

     lazy: true ,

     value: undefined

}

可以看到它的 value 刚开始是 undefined,lazy 是 true,说明它的值是惰性计算的,只有到真正在模板里去读取它的值后才会计算。

这个 dirty 属性其实是缓存的关键,先记住它。

接下来看看比较关键的 defineComputed,它决定了用户在读取 this.sum 这个计算属性的值后会发生什么,继续简化,排除掉一些不影响流程的逻辑。

?

Object.defineProperty(target, key, {

     get() {

         // 从刚刚说过的组件实例上拿到 computed watcher

         const watcher = this ._computedWatchers && this ._computedWatchers[key]

         if (watcher) {

           // 只有dirty了才会重新求值

           if (watcher.dirty) {

             // 这里会求值,会调用get,会设置Dep.target

             watcher.evaluate()

           }

           // 这里也是个关键 等会细讲

           if (Dep.target) {

             watcher.depend()

           }

           // 最后返回计算出来的值

           return watcher.value

         }

     }

})

这个函数需要仔细看看,它做了好几件事,我们以初始化的流程来讲解它:

首先 dirty 这个概念代表脏数据,说明这个数据需要重新调用用户传入的 sum 函数来求值了。我们暂且不管更新时候的逻辑,第一次在模板中读取到 {{sum}} 的时候它一定是 true,所以初始化就会经历一次求值。

?

evaluate () {

   // 调用 get 函数求值

   this .value = this .get()

   // 把 dirty 标记为 false

   this .dirty = false

}

这个函数其实很清晰,它先求值,然后把 dirty 置为 false。再回头看看我们刚刚那段 Object.defineProperty 的逻辑,下次没有特殊情况再读取到 sum 的时候,发现 dirty是false了,是不是直接就返回 watcher.value 这个值就可以了,这其实就是计算属性缓存的概念。

依赖收集

初始化完成之后,最终会调用render进行渲染,而render函数会作为watcher的getter,此时的watcher为渲染watcher。

?

updateComponent = () => {

   vm._update(vm._render(), hydrating)

}

// 创建一个渲染watcher,渲染watcher初始化时,就会调用其get()方法,即render函数,就会进行依赖收集

new Watcher(vm, updateComponent, noop, {}, true /* isRenderWatcher */ )

看一下watcher中的get方法

?

get () {

     // 将当前watcher放入栈顶,同时设置给Dep.target

     pushTarget( this )

     let value

     const vm = this .vm

     // 调用用户定义的函数,会访问到this.count,从而访问其getter方法,下面会讲到

     value = this .getter.call(vm, vm)

     // 求值结束后,当前watcher出栈

     popTarget()

     this .cleanupDeps()

     return value

  }

渲染watcher的getter执行时(render函数),会访问到this.sum,就会触发该计算属性的getter,即在initComputed时定义的该方法,会把与sum绑定的计算watcher得到之后,因为初始化时dirty为true,会调用其evaluate方法,最终会调用其get()方法,把该计算watcher放入栈顶,此时Dep.target也为该计算watcher。

接着调用其get方法,就会访问到this.count,会触发count属性的getter(如下),就会将当前Dep.target存放的watcher收集到count属性对应的dep中。此时求值结束,调用popTarget()将该watcher出栈,此时上个渲染watcher就在栈顶了,Dep.target重新为渲染watcher。

?

// 在闭包中,会保留对于 count 这个 key 所定义的 dep

const dep = new Dep()

 

// 闭包中也会保留上一次 set 函数所设置的 val

let val

 

Object.defineProperty(obj, key, {

   get: function reactiveGetter () {

     const value = val

     // Dep.target 此时就是计算watcher

     if (Dep.target) {

       // 收集依赖

       dep.depend()

     }

     return value

   },

})

?

// dep.depend()

depend () {

   if (Dep.target) {

     Dep.target.addDep( this )

   }

}

?

// watcher 的 addDep函数

addDep (dep: Dep) {

   // 这里做了一系列的去重操作 简化掉

  

   // 这里会把 count 的 dep 也存在自身的 deps 上

   this .deps.push(dep)

   // 又带着 watcher 自身作为参数

   // 回到 dep 的 addSub 函数了

   dep.addSub( this )

}

?

class Dep {

   subs = []

 

   addSub (sub: Watcher) {

     this .subs.push(sub)

   }

}

通过这两段代码,计算watcher就被属性所绑定dep所收集。watcher依赖dep,dep同时也依赖watcher,它们之间的这种相互依赖的数据结构,可以方便知道一个watcher被哪些dep依赖和一个dep依赖了哪些watcher。

接着执行watcher.depend()

?

// watcher.depend

depend () {

   let i = this .deps.length

   while (i--) {

     this .deps[i].depend()

   }

}

还记得刚刚的 计算watcher 的形态吗?它的 deps 里保存了 count 的 dep。也就是说,又会调用 count 上的 dep.depend()

?

class Dep {

   subs = []

  

   depend () {

     if (Dep.target) {

       Dep.target.addDep( this )

     }

   }

}

这次的 Dep.target 已经是 渲染watcher 了,所以这个 count 的 dep 又会把 渲染watcher 存放进自身的 subs 中。

最终count的依赖收集完毕,它的dep为:

?

{

     subs: [ sum的计算watcher,渲染watcher ]

}

派发更新

那么来到了此题的重点,这时候 count 更新了,是如何去触发视图更新的呢?

再回到 count 的响应式劫持逻辑里去:

?

// 在闭包中,会保留对于 count 这个 key 所定义的 dep

const dep = new Dep()

 

// 闭包中也会保留上一次 set 函数所设置的 val

let val

 

Object.defineProperty(obj, key, {

   set: function reactiveSetter (newVal) {

       val = newVal

       // 触发 count 的 dep 的 notify

       dep.notify()

     }

   })

})

好,这里触发了我们刚刚精心准备的 count 的 dep 的 notify 函数。

?

class Dep {

   subs = []

  

   notify () {

     for (let i = 0, l = subs.length; i < l; i++) {

       subs[i].update()

     }

   }

}

这里的逻辑就很简单了,把 subs 里保存的 watcher 依次去调用它们的 update 方法,也就是

调用 计算watcher 的 update 调用 渲染watcher 的 update

计算watcher的update

?

update () {

   if ( this .lazy) {

     this .dirty = true

   }

}

仅仅是把 计算watcher 的 dirty 属性置为 true,静静的等待下次读取即可(再次执行render函数时,会再次访问到sum属性,此时的dirty为true,就会进行再次求值)。

渲染watcher的update

这里其实就是调用 vm._update(vm._render()) 这个函数,重新根据 render 函数生成的 vnode 去渲染视图了。
而在 render 的过程中,一定会访问到su 这个值,那么又回到sum定义的get上:

?

Object.defineProperty(target, key, {

     get() {

         const watcher = this ._computedWatchers && this ._computedWatchers[key]

         if (watcher) {

           // 上一步中 dirty 已经置为 true, 所以会重新求值

           if (watcher.dirty) {

             watcher.evaluate()

           }

           if (Dep.target) {

             watcher.depend()

           }

           // 最后返回计算出来的值

           return watcher.value

         }

     }

})

由于上一步中的响应式属性更新,触发了 计算 watcher 的 dirty 更新为 true。所以又会重新调用用户传入的 sum 函数计算出最新的值,页面上自然也就显示出了最新的值。

至此为止,整个计算属性更新的流程就结束了。

总结一下 初始化data和computed,分别代理其set以及get方法, 对data中的所有属性生成唯一的dep实例。 对computed中的sum生成唯一watcher,并保存在vm._computedWatchers中 执行render函数时会访问sum属性,从而执行initComputed时定义的getter方法,会将Dep.target指向sum的watcher,并调用该属性具体方法sum。 sum方法中访问this.count,即会调用this.count代理的get方法,将this.count的dep加入sum的watcher,同时该dep中的subs添加这个watcher。 设置vm.count = 2,调用count代理的set方法触发dep的notify方法,因为是computed属性,只是将watcher中的dirty设置为true。 最后一步vm.sum,访问其get方法时,得知sum的watcher.dirty为true,调用其watcher.evaluate()方法获取新的值。

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