深度解析：Vue3如何巧妙的实现强大的computed

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前言

Vue中的computed是一个非常强大的功能，在computed函数中访问到的值改变了后，computed的值也会自动改变。

Vue2中的实现是利用了Watcher的嵌套收集，渲染watcher收集到computed watcher作为依赖，computed watcher又收集到响应式数据某个属性作为依赖，这样在响应式数据某个属性发生改变时，就会按照 响应式属性 -> computed值更新 -> 视图渲染这样的触发链触发过去，如果对Vue2中的原理感兴趣，可以看我这篇文章的解析：

手把手带你实现一个最精简的响应式系统来学习Vue的data、computed、watch源码

前置知识

阅读本文需要你先学习Vue3响应式的基本原理，可以先看我的这篇文章，原理和Vue3是一致的：
带你彻底搞懂Vue3的Proxy响应式原理！TypeScript从零实现基于Proxy的响应式库。

在你拥有了一些前置知识以后，默认你应该知道的是：

1. effect其实就是一个依赖收集函数，在它内部访问了响应式数据，响应式数据就会把这个effect函数作为依赖收集起来，下次响应式数据改了就触发它重新执行。

2. reactive返回的就是个响应式数据，这玩意可以和effect搭配使用。

举个简单的栗子吧：

// 响应式数据
const data = reactive({ count: 0 })
// 依赖收集
effect(() => console.log(data.count))
// 触发上面的effect重新执行
data.count ++

就这个例子来说，data是一个响应式数据。

effect传入的函数因为内部访问到它上面的属性count了，

所以形成了一个count -> effect的依赖。

下次count改变了，这个effect就会重新执行，就这么简单。

computed

那么引入本文中的核心概念，computed来改写这个例子后呢：

// 1. 响应式数据
const data = reactive({ count: 0 })
// 2. 计算属性
const plusOne = computed(() => data.count + 1)
// 3. 依赖收集
effect(() => console.log(plusOne.value))
// 4. 触发上面的effect重新执行
data.count ++

这样的例子也能跑通，为什么data.count的改变能间接触发访问了计算属性的effect的重新执行呢？

我们来配合单点调试一步步解析。

简化版源码

首先看一下简化版的computed的代码：

export function computed(
  getter
) {
  let dirty = true
  let value: T

  // 这里还是利用了effect做依赖收集
  const runner = effect(getter, {
    // 这里保证初始化的时候不去执行getter
    lazy: true,
    computed: true,
    scheduler: () => {
      // 在触发更新时 只是把dirty置为true 
      // 而不去立刻计算值 所以计算属性有lazy的特性
      dirty = true
    }
  })
  return {
    get value() {
      if (dirty) {
        // 在真正的去获取计算属性的value的时候
        // 依据dirty的值决定去不去重新执行getter 获取最新值
        value = runner()
        dirty = false
      }
      // 这里是关键 后续讲解
      trackChildRun(runner)
      return value
    },
    set value(newValue: T) {
      setter(newValue)
    }
  }
}

可以看到，computed其实也是一个effect。这里对闭包进行了巧妙的运用，注释里的几个关键点决定了计算属性拥有懒加载的特征，你不去读取value的时候，它是不会去真正的求值的。

前置准备

首先要知道，effect函数会立即开始执行，再执行之前，先把effect自身变成全局的activeEffect，以供响应式数据收集依赖。

并且activeEffect的记录是用栈的方式，随着函数的开始执行入栈，随着函数的执行结束出栈，这样就可以维护嵌套的effect关系。

先起几个别名便于讲解

// 计算effect
computed(() => data.count + 1)
// 日志effect
effect(() => console.log(plusOne.value))

从依赖关系来看，
日志effect读取了计算effect
计算effect读取了响应式属性count
所以更新的顺序也应该是：
count改变 -> 计算effect更新 -> 日志effect更新

那么这个关系链是如何形成的呢

单步解读

在日志effect开始执行的时候，

⭐⭐
此时activeEffect是日志effect

此时的effectStack是[ 日志effect ]
⭐⭐

plusOne.value的读取，触发了

 get value() {
      if (dirty) {
        // 在真正的去获取计算属性的value的时候
        // 依据dirty的值决定去不去重新执行getter 获取最新值
        value = runner()
        dirty = false
      }
      // 这里是关键 后续讲解
      trackChildRun(runner)
      return value
},

runner就是计算effect，进入了runner以后
⭐⭐
此时activeEffect是计算effect

此时的effectStack是[ 日志effect, 计算effect ]
⭐⭐
computed(() => data.count + 1)日志effect会去读取count，触发了响应式数据的get拦截：

此时count会收集计算effect作为自己的依赖。

并且计算effect会收集count的依赖集合，保存在自己身上。(通过effect.deps属性)

dep.add(activeEffect)
activeEffect.deps.push(dep)

也就是形成了一个双向收集的关系，

计算effect存了count的所有依赖，count也存了计算effect的依赖。

然后在runner运行结束后，计算effect出栈了，此时activeEffect变成了栈顶的日志effect

⭐⭐
此时activeEffect是日志effect

此时的effectStack是[ 日志effect ]
⭐⭐

接下来进入关键的步骤：trackChildRun

trackChildRun(runner)  

function trackChildRun(childRunner: ReactiveEffect) {
  for (let i = 0; i < childRunner.deps.length; i++) {
    const dep = childRunner.deps[i]
    dep.add(activeEffect)
  }
}

这个runner就是计算effect，它的deps上此时挂着count的依赖集合，

在trackChildRun中，它把当前的acctiveEffect也就是日志effect也加入到了count的依赖集合中。

此时count的依赖集合是这样的：[ 计算effect, 日志effect ]

这样下次count更新的时候，会把两个effect都重新触发，而由于触发的顺序是先触发computed effect 后触发普通effect，因此就完成了

1. 计算effect的dirty置为true，标志着下次读取需要重新求值。
2. 日志effect读取计算effect的value，获得最新的值并打印出来。

总结

不得不承认，computed这个强大功能的实现果然少不了内部非常复杂的实现，这个双向依赖收集的套路相信也会给各位小伙伴带来很大的启发。跟着尤大学习，果然有肉吃！

另外由于@vue/reactivity的框架无关性，我把它整合进了React，做了一个状态管理库，可以完整的使用上述的computed等强大的Vue3能力。

react-composition-api

有兴趣的小伙伴也可以看一下，star一下！