前言：

本篇內(nèi)容基于Vue3響應(yīng)式對(duì)象是如何實(shí)現(xiàn)的(2)實(shí)現(xiàn)。

計(jì)算屬性

Vue3的官方文檔中，對(duì)于計(jì)算屬性有這樣的描述：

• 對(duì)于任何包含響應(yīng)式數(shù)據(jù)的復(fù)雜邏輯，我們都應(yīng)該使用計(jì)算屬性。
• 計(jì)算屬性只會(huì)在相關(guān)響應(yīng)式依賴發(fā)生改變時(shí)重新求值。

從上面的描述可以明確計(jì)算屬性的需求，計(jì)算屬性計(jì)算的是響應(yīng)式數(shù)據(jù)（滿足描述1），且計(jì)算結(jié)果應(yīng)當(dāng)被緩存（滿足描述2）。讓我們一個(gè)一個(gè)來實(shí)現(xiàn)，先使用computed創(chuàng)建一個(gè)計(jì)算屬性。

function effect(fn) { // 副作用函數(shù)
  const effectFn = () => {
    cleanup(effectFn)
    activeEffect = effectFn
    effectStack.push(effectFn)
    fn()
    effectStack.pop()
    activeEffect = effectStack[effectStack.length - 1]
  }
  effectFn.deps = [] 
  effectFn()
}
...
const data = { foo: 1, bar: 2 }
const obj = new Proxy(data, { // 響應(yīng)式對(duì)象
  get(target, key) {
    track(target, key)
    return target[key]
  },
  set(target, key, newValue) {
    target[key] = newValue
    trigger(target, key)
    return true
  }
})
...
const sumRes = computed(() => obj.foo + obj.bar) // （1）
console.log(sumRes.value)

在（1）處，我們簡單寫了一個(gè)計(jì)算屬性的功能，為了實(shí)現(xiàn)通過sumRes.value讀取計(jì)算屬性值功能，在實(shí)現(xiàn)計(jì)算屬性時(shí)，需要返回一個(gè)對(duì)象，通過對(duì)象內(nèi)的get觸發(fā)副作用函數(shù)。

function computed(getter) {
  const effectFn = effect(getter)
  const obj = {
    get value() {
      return effectFn()
    }
  }
  return obj
}

但這個(gè)函數(shù)顯然是無法執(zhí)行的，這是因?yàn)榍懊嫖覀冊(cè)趯?shí)現(xiàn)effect時(shí)，需要直接執(zhí)行副作用函數(shù)，不需要提供返回值。沒有返回值，computed自然無法獲取到effect的執(zhí)行結(jié)果。因此，當(dāng)在計(jì)算屬性中使用effect時(shí)，需要將副作用函數(shù)返回給計(jì)算屬性，由計(jì)算屬性決定何時(shí)執(zhí)行，而不再由effect立即執(zhí)行（即懶執(zhí)行）。

為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，就需要向effect中添加一個(gè)開關(guān)lazy，考慮到我們可能將來還需要對(duì)effect配置其它特性，我們使用一個(gè)對(duì)象options來封裝這個(gè)開關(guān)。

function effect(fn, options = {}) {
  const effectFn = () => {
    cleanup(effectFn)
    activeEffect = effectFn
    effectStack.push(effectFn)
    const res = fn() // （1）
    effectStack.pop()
    activeEffect = effectStack[effectStack.length - 1]
    return res // （2）
  }
  effectFn.deps = []
  effectFn.options = options // （3）
  if (!options.lazy) { // （4）
    effectFn()
  }
  return effectFn // （5）
}

我們?cè)冢?）處放置了lazy開關(guān)，不需要懶執(zhí)行的副作用函數(shù)同樣會(huì)自動(dòng)執(zhí)行。在（1）（2）（5）處返回了副作用函數(shù)的結(jié)果，供懶執(zhí)行使用。同時(shí)在（3）處向下傳遞了options，保證在effect發(fā)生嵌套時(shí)，也使得副作用函數(shù)執(zhí)行預(yù)期的行為?；谏鲜?code>effect的修改，我們?cè)?code>computed中設(shè)置lazy開關(guān)。

function computed(getter) {
  const effectFn = effect(getter, { lazy: true })
  const obj = {
    get value() { // （6）
      return effectFn()
    }
  }
  return obj
}
const sumRes = computed(() => obj.foo + obj.bar)

從上圖中可以看出，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了描述1，即使用計(jì)算屬性進(jìn)行響應(yīng)式數(shù)據(jù)的計(jì)算，當(dāng)響應(yīng)式數(shù)據(jù)的值發(fā)生變化時(shí)，計(jì)算屬性的值也會(huì)隨之改變。但觀察上文代碼的（6）處，不難發(fā)現(xiàn)，無論什么情況下，只要讀取sumRes.value的值，就會(huì)觸發(fā)一次副作用函數(shù)，使其重新進(jìn)行可能不必要的執(zhí)行。所以接著，我們嘗試實(shí)現(xiàn)描述2，緩存計(jì)算屬性的結(jié)果。

先從最簡單的入手，我們用一個(gè)變量value來緩存上次計(jì)算的值，并添加一個(gè)dirty開關(guān)，記錄是否需要重新觸發(fā)副作用函數(shù)。

function computed(getter) {
  let value
  let dirty = true
  const effectFn = effect(getter, { lazy: true })
  const obj = {
    get value() {
      if(dirty) {
        value = effectFn()
        dirty = false
      }
      return value
    }
  }
  return obj
}

修改之后，緩存的值就能生效了。但這樣做產(chǎn)生了一個(gè)明顯的BUG，當(dāng)dirty的值被置為false時(shí)，無法再變?yōu)?code>true，這也就意味著，無論響應(yīng)式數(shù)據(jù)obj.bar與obj.foo如何變化，計(jì)算屬性的值永遠(yuǎn)都只能是緩存的值value，如下圖所示。

為了解決這個(gè)問題，我們需要一種方式，能夠在obj.bar或obj.foo的值變化時(shí)，在獲取sumRes.value之前，將dirty開關(guān)的值置為true。受前面懶加載的啟發(fā)，我們嘗試能不能通過配置options來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

const obj = new Proxy(data, {
  get(target, key) {
    track(target, key)
    return target[key]
  },
  set(target, key, newValue) {
    target[key] = newValue
    trigger(target, key)
    return true
  }
})

再來回憶一下響應(yīng)式對(duì)象的整個(gè)流程，當(dāng)響應(yīng)式對(duì)象中的數(shù)據(jù)被修改時(shí)，執(zhí)行了trigger去觸發(fā)收集的副作用函數(shù)。而在計(jì)算屬性中，我們不再需要自動(dòng)的觸發(fā)副作用函數(shù)。所以自然會(huì)想到，能否在這個(gè)地方將dirty置為true呢？按照這個(gè)思路，我們先對(duì)trigger進(jìn)行修改。

function trigger(target, key) {
  const propsMap = objsMap.get(target)
  if(!propsMap) return
  const fns = propsMap.get(key)
  const otherFns = new Set()
  fns && fns.forEach(fn => {
    if(fn !== activeEffect) {
      otherFns.add(fn)
    }
  })
  otherFns.forEach(fn => {
    if(fn.options.scheduler) { // (7)
      fn.options.scheduler()
    } else {
      fn()
    }
  })
}

按照前文的思路，我們?cè)冢?）處增加了一個(gè)判斷，如果副作用函數(shù)fn的配置項(xiàng)options中含有scheduler函數(shù)，我們就執(zhí)行scheduler而非副作用函數(shù)fn。我們稱這里的scheduler為調(diào)度器。相應(yīng)的，我們?cè)谟?jì)算屬性中添加調(diào)度器。

function computed(getter) {
  let value
  let dirty = true
  const effectFn = effect(getter, { 
    lazy: true,
    scheduler() { // (8)
      dirty = true
    } 
  })
  const obj = {
    get value() {
      if(dirty) {
        value = effectFn()
        dirty = false
      }
      return value
    }
  }
  return obj
}

在（8）處我們添加了調(diào)度器。添加調(diào)度器后，讓我們?cè)賮泶幌抡麄€(gè)流程，當(dāng)響應(yīng)式數(shù)據(jù)被修改時(shí)，才會(huì)執(zhí)行trigger函數(shù)。由于我們傳入了調(diào)度器，因此trigger函數(shù)在執(zhí)行時(shí)不再觸發(fā)副作用函數(shù)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行調(diào)度器，此時(shí)dirty開關(guān)的值變?yōu)榱?code>true。當(dāng)程序再往下執(zhí)行時(shí)，由于dirty已經(jīng)變?yōu)?code>true，副作用函數(shù)就可以正常被手動(dòng)觸發(fā)。效果如下圖所示。

到這里為止，計(jì)算屬性在功能上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)完畢了，讓我們嘗試完善它。在Vue中，當(dāng)計(jì)算屬性中的響應(yīng)式數(shù)據(jù)被修改時(shí)，計(jì)算屬性值會(huì)同步更改，進(jìn)而重新渲染，并在頁面上更新。渲染函數(shù)也會(huì)執(zhí)行effect，為了說明問題，讓我們使用effect簡單的模擬一下。

const sumRes = computed(() => obj.foo + obj.bar)
effect(() => console.log('sumRes =', sumRes.value))

這里我們的預(yù)期是當(dāng)obj.foo或obj.bar改變時(shí)，effect會(huì)自動(dòng)重新執(zhí)行。這里存在的問題是，正常的effect嵌套可以被自動(dòng)觸發(fā)（這點(diǎn)我們?cè)谏弦黄┛椭幸呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了），但sumRes包含的effect僅會(huì)在被讀取value時(shí)才會(huì)被get觸發(fā)執(zhí)行，這就導(dǎo)致響應(yīng)式數(shù)據(jù)obj.foo與obj.bar無法收集到外部的effect，收集不到的副作用函數(shù)，自然無法被自動(dòng)觸發(fā)。

function computed(getter) {
  let value
  let dirty = true
  const effectFn = effect(getter, { 
    lazy: true,
    scheduler() {
      dirty = true
      trigger(obj, 'value') // (9)
    } 
  })
  const obj = {
    get value() {
      if(dirty) {
        value = effectFn()
        dirty = false
      }
      track(obj, 'value') // (10)
      return value
    }
  }
  return obj
}

在（10）處我們手動(dòng)收集了副作用函數(shù)，并當(dāng)響應(yīng)式數(shù)據(jù)被修改時(shí)，觸發(fā)它們。

使用微任務(wù)優(yōu)化調(diào)度器

在設(shè)計(jì)調(diào)度器時(shí)，我們忽略了一個(gè)潛在的問題。

還是先來看一個(gè)例子：

effect(() => console.log(obj.foo))
for(let i = 0; i < 1e5; i++) {
  obj.foo++
}

隨著響應(yīng)式數(shù)據(jù)obj.foo被不停修改，副作用函數(shù)也被不斷重復(fù)執(zhí)行，在明顯的延遲之后，控制臺(tái)打印出了大量的數(shù)據(jù)。但在前端的實(shí)際開發(fā)中，我們往往只關(guān)心最終結(jié)果，拿到結(jié)果顯示在頁面上。在這種條件下，我們?nèi)绾伪苊飧弊饔煤瘮?shù)被重復(fù)執(zhí)行呢？

const jobQueue = new Set() // (11)
const p = Promise.resolve() // (12)
let isFlushing = false // (13)
function flushJob() { // (14)
  if (isFlushing) return
  isFlushing = true
  p.then(() => {
    jobQueue.forEach(job => {
      job()
    })
  }).finally(() => {
    isFlushing = false
  })
}

這里我們的思路是使用微任務(wù)隊(duì)列來進(jìn)行優(yōu)化。（11）處我們定義了一個(gè)Set作為任務(wù)隊(duì)列，（12）處我們定義了一個(gè)Promise來使用微任務(wù)。精彩的部分來了，我們的思路是將副作用函數(shù)放入任務(wù)隊(duì)列中，由于任務(wù)隊(duì)列是基于Set實(shí)現(xiàn)的，因此，重復(fù)的副作用函數(shù)僅會(huì)保留一個(gè)，這是第一點(diǎn)。接著，我們執(zhí)行flushJob()，這里我們巧妙的設(shè)置了一個(gè)isFlushing開關(guān)，這個(gè)開關(guān)保證了被微任務(wù)包裹的任務(wù)隊(duì)列在一次事件循環(huán)中只會(huì)執(zhí)行一次，而執(zhí)行的這一次會(huì)在宏任務(wù)完成之后觸發(fā)任務(wù)隊(duì)列中所有不重復(fù)的副作用函數(shù)，從而直接拿到最終結(jié)果，這是第二點(diǎn)。按照這個(gè)思路，我們?cè)?code>effect中添加調(diào)度器。

effect(() => { console.log(obj.foo) }, {
  scheduler(fn) {
    jobQueue.add(fn)
    flushJob()
  }
})

需要注意的是，瀏覽器在執(zhí)行微任務(wù)時(shí)，會(huì)把微任務(wù)隊(duì)列中的所有微任務(wù)一口氣做完。因此，微任務(wù)在執(zhí)行時(shí)會(huì)阻塞頁面的渲染。所以在實(shí)際使用時(shí)，要注意避免在微任務(wù)隊(duì)列中放置過重的任務(wù)，以免引起卡頓。

到此這篇關(guān)于Vue3計(jì)算屬性是如何實(shí)現(xiàn)的的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Vue3計(jì)算屬性 內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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