前言

最近在我的vue源碼交流群有位面試官分享了一道他的面試題：vue3的ref是如何實現響應式的？下麵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ref接收的是一個對象時確實是依靠Proxy去實現響應式的。

• 但是ref還可以接收 string、number 或 boolean 這樣的原始類型，當是原始類型時，響應式就不是依靠Proxy去實現的，而是在value屬性的getter和setter方法中去實現的響應式。

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

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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變數，count變數接收的是原始類型，他的值是數字0。

count變數渲染在template的p標簽中，並且在button的click事件中會count++。

user變數接收的是對象，對象有個count屬性。

同樣user.count也渲染在另外一個p標簽上，並且在另外一個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++按鈕時是如何實現響應式的。

開始打斷點

第一步從哪裡開始下手打斷點呢？

既然是要搞清楚ref是如何實現響應式的，那麼當然是給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，然後才能給代碼打上斷點。

那麼第二個問題來了，如何在source面板中找到我們這裡的index.vue文件呢？

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

然後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ref函數中。在我們這個場景中簡化後的ref函數代碼如下：

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

可以看到在ref函數中實際是直接調用了createRef函數。

接著將斷點走進createRef函數，在我們這個場景中簡化後的createRef函數代碼如下：

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

從上面的代碼可以看到實際是調用RefImpl類new了一個對象，傳入的第一個參數是rawValue，也就是ref綁定的變數值，這個值可以是原始類型，也可以是對象、數組等。

接著將斷點走進RefImpl類中，在我們這個場景中簡化後的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構造函數、value屬性的getter方法、value屬性的setter方法。

RefImpl類的constructor構造函數

constructor構造函數中的代碼很簡單，如下：

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

在構造函數中首先會將toRaw(value)的值賦值給_rawValue屬性中，這個toRaw函數是vue暴露出來的一個API，他的作用是根據一個 Vue 創建的代理返回其原始對象。因為ref函數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，所以這裡需要使用toRaw(value)拿到原始值存到_rawValue屬性中。

接著在構造函數中會執行toReactive(value)函數，將其執行結果賦值給_value屬性。toReactive函數看名字你應該也猜出來了，如果接收的value是原始類型，那麼就直接返回value。如果接收的value不是原始類型（比如對象），那麼就返回一個value轉換後的響應式對象。這個toReactive函數我們在下麵會講。

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

經過constructor構造函數的處理後，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，比如數字0，那麼_value屬性中存的就是數字0。

  如果ref綁定的是一個對象，那麼_value屬性中存的就是綁定的對象轉換後的響應式對象。

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;
}

當我們對ref的value屬性進行讀操作時就會走到getter方法中。

我們知道template經過編譯後會變成render函數，執行render函數會生成虛擬DOM，然後由虛擬DOM生成真實DOM。

在執行render函數期間會對count變數進行讀操作，所以此時會觸發count變數的value屬性對應的getter方法。

在getter方法中會調用trackRefValue函數進行依賴收集，由於此時是在執行render函數期間，所以收集的依賴就是render函數。

最後在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);
  }
}

當我們對ref的value的屬性進行寫操作時就會走到setter方法中，比如點擊count++按鈕，就會對count的值進行+1，觸發寫操作走到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，此時點擊按鈕後新的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。然後使用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==的區別為Object.is不會進行強制轉換，其他的區別大家可以參看mdn上的文檔。

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

最後就是執行triggerRefValue函數觸發收集的依賴，前面我們講過了在執行render函數期間由於對count變數進行讀操作。觸發了getter方法，在getter方法中將render函數作為依賴進行收集了。

所以此時執行triggerRefValue函數時會將收集的依賴全部取出來執行一遍，由於render函數也是被收集的依賴，所以render函數會重新執行。重新執行render函數時從count變數中取出的值就是新值1，接著就是生成虛擬DOM，然後將虛擬DOM掛載到真實DOM上，最終在頁面上count變數綁定的值已經更新為1了。

看到這裡你是不是以為關於ref實現響應式已經完啦？

我們來看demo中的第二個例子，user對象，回顧一下在template和script中關於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事件中執行的是：user.count++，前面我們講過了對ref的value屬性進行寫操作會走到setter方法中。但是我們這裡ref綁定的是一個對象，點擊按鈕時也不是對user.value屬性進行寫操作，而是對user.value.count屬性進行寫操作。所以在這裡點擊按鈕不會走到setter方法中，當然也不會重新執行收集的依賴。

那麼當ref綁定的是對象時，我們改變對象的某個屬性時又是怎麼做到響應式更新的呢？

這種情況就要用到Proxy了，還記得我們前面講過的RefImpl類的constructor構造函數嗎？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函數在起作用。

Proxy實現響應式

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類的構造函數中，當代碼執行到this._value = toReactive(value)時將斷點走進toReactive函數。代碼如下：

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

在toReactive函數中判斷瞭如果當前的value是對象，就返回reactive(value)，否則就直接返回value。這個reactive函數你應該很熟悉，他會返回一個對象的響應式代理。因為reactive不接收number這種原始類型，所以這裡才會判斷value是否是對象。

我們接著將斷點走進reactive函數，看看他是如何返回一個響應式對象的，在我們這個場景中簡化後的reactive函數代碼如下：

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

從上面的代碼可以看到在reactive函數中是直接返回了createReactiveObject函數的調用，第三個參數是mutableHandlers。從名字你可能猜到了，他是一個Proxy對象的處理器對象，後面會講。

接著將斷點走進createReactiveObject函數，在我們這個場景中簡化後的代碼如下：

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於看到了大名鼎鼎的Proxy了，這裡new了一個Proxy對象。new的時候傳入的第一個參數是target，這個target就是我們一路傳進來的ref綁定的對象。第二個參數為baseHandlers，是一個Proxy對象的處理器對象。這個baseHandlers是調用createReactiveObject時傳入的第三個參數，也就是我們前面講過的mutableHandlers對象。

在這裡最終將Proxy代理的對象進行返回，我們這個demo中ref綁定的是一個名為user的對象，經過前面講過函數的層層return後，user.value的值就是這裡return返回的proxy對象。

當我們對user.value響應式對象的屬性進行讀操作時，就會觸發這裡Proxy的get攔截。

當我們對user.value響應式對象的屬性進行寫操作時，就會觸發這裡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後的代碼如下：

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後的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，當我們對Proxy代理返回的對象的屬性進行讀操作時就會走到get攔截中。

前面講過了經過層層return後user.value的值就是這裡的proxy響應式對象，而我們在template中使用user.count將其渲染到p標簽上，在template中讀取user.count，實際就是在讀取user.value.count的值。

同樣的template經過編譯後會變成render函數，執行render函數會生成虛擬DOM，然後將虛擬DOM轉換為真實DOM渲染到瀏覽器上。在執行render函數期間會對user.value.count進行讀操作，所以會觸發BaseReactiveHandler這裡的get攔截。

在get攔截中會執行track(target, "get", key)函數，執行後會將當前render函數作為依賴進行收集。到這裡依賴收集的部分講完啦，剩下的就是依賴觸發的部分。

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。

當我們點擊user.count++按鈕時，會對user.value.count進行寫操作。由於對count屬性進行了寫操作，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，第一個參數為target，也就是我們proxy代理前的原始對象。第二個參數為key，進行寫操作的屬性，在我們這裡key的值就是字元串count。第三個參數是新的屬性值。

第四個參數receiver一般情況下是Proxy返回的代理響應式對象。這裡為什麼會說是一般是呢？看一下MDN上面的解釋你應該就能明白了：

假設有一段代碼執行 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，那麼，那個 proxy 的 set() 處理器會被調用，而此時，obj 會作為 receiver 參數傳進來。

接著來看set攔截函數中的內容，首先let oldValue = target[key]拿到舊的屬性值，然後使用Reflect.set(target, key, value, receiver)

在Proxy中一般都是搭配Reflect進行使用，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的結果進行return即可。

還有一個好處是如果不搭配使用可能會出現this指向不對的問題。

前面我們講過了receiver可能不是Proxy返回的代理響應式對象，所以這裡需要使用if (target === toRaw(receiver))進行判斷。

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

這個trigger函數就是用於依賴觸發，會將收集的依賴全部取出來執行一遍，由於render函數也是被收集的依賴，所以render函數會重新執行。重新執行render函數時從user.value.count屬性中取出的值就是新值1，接著就是生成虛擬DOM，然後將虛擬DOM掛載到真實DOM上，最終在頁面上user.value.count屬性綁定的值已經更新為1了。

這就是當ref綁定的是一個對象時，是如何使用Proxy去實現響應式的過程。

看到這裡有的小伙伴可能會有一個疑問，為什麼ref使用RefImpl類去實現，而不是統一使用Proxy去代理一個擁有value屬性的普通對象呢？比如下麵這種：

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

如果是上面這樣做那麼就不需要使用RefImpl類了，全部統一成Proxy去使用響應式了。

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類的方式去實現就不能使用delete的方法去將value屬性給刪除了。

總結

這篇文章我們講了ref是如何實現響應式的，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方法中去實現的響應式。

  當我們對ref的value屬性進行讀操作時會觸發value的getter方法進行依賴收集。

  當我們對ref的value屬性進行寫操作時會進行依賴觸發，重新執行render函數，達到響應式的目的。

• 當ref接收的是對象這種非原始類型時，會調用reactive方法將ref的value屬性轉換成一個由Proxy實現的響應式對象。

  當我們對ref的value屬性對象的某個屬性進行讀操作時會觸發Proxy的get攔截進行依賴收集。

  當我們對ref的value屬性對象的某個屬性進行寫操作時會觸發Proxy的set攔截進行依賴觸發，然後重新執行render函數，達到響應式的目的。

最後我們講了為什麼ref不統一使用Proxy去代理一個有value屬性的普通對象去實現響應式，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類的方式去實現就不能使用delete的方法去將value屬性給刪除了。

關註公眾號：【前端歐陽】，給自己一個進階vue的機會