Vue3計算屬性是如何實現的？聊聊實現原理

Vue3計算屬性是如何實現的？以下這篇文章就來帶大家淺析下Vue3.0 中計算屬性的實作原理，希望對大家有幫助！

計算屬性是Vue.js 開發中一個非常實用的API ，它允許使用者定義一個計算方法，然後根據一些依賴的響應式數據計算出新值並傳回。當依賴發生變化時，計算屬性可以自動重新計算以取得新值，所以使用起來非常方便。

在 Vue.js 2.x 中，相信你對計算屬性的應用已經如數家珍了，我們可以在元件物件中定義 computed 屬性。到了 Vue.js 3.0 ，雖然也可以在元件中沿用 Vue.js 2.x 的使用方式，但是我們也可以單獨使用計算屬性 API。

計算屬性本質上還是對依賴的計算，那為什麼我們不直接用函數呢？在 Vue.js 3.0 中計算屬性的 API 又是如何實作呢？本文就來分析下計算屬性的實作原理。 （學習影片分享：vuejs教學）

計算屬性API:computed

Vue.js 3.0 提供了一個computed 函數作為計算屬性API，我們先來看看它是如何被使用的。

我們舉個簡單的例子：

const count = ref(1) 
const plusOne = computed(() => count.value + 1) 
console.log(plusOne.value) // 2 
plusOne.value++ // error 
count.value++ 
console.log(plusOne.value) // 3

從程式碼中可以看到，我們先使用ref API 建立了一個響應式物件count，然後使用computed API 建立了另一個響應式物件plusOne，它的值是count.value 1，當我們修改count.value 的時候， plusOne.value 就會自動變更。

注意，這裡我們直接修改plusOne.value 會報一個錯誤，這是因為如果我們傳遞給computed 的是一個函數，那麼這就是一個getter 函數，我們只能取得它的值，而不能直接修改它。

在getter 函數中，我們會根據響應式物件重新計算出新的值，也就是它被叫做計算屬性的原因，而這個響應式對象，就是計算屬性的依賴。

當然，有時候我們也希望能夠直接修改computed 的回傳值，那麼我們可以給computed 傳入一個物件：

const count = ref(1) 
const plusOne = computed({ 
  get: () => count.value + 1, 
  set: val => { 
    count.value = val - 1 
  } 
}) 
plusOne.value = 1 
console.log(count.value) // 0

在這個例子中，結合上述程式碼可以看到，我們給computed 函數傳入了一個擁有getter 函數和setter 函數的對象，getter 函數和之前一樣，還是返回count.value 1；而setter 函數，請注意，這裡我們修改plusOne.value 的值就會觸發setter 函數，其實setter 函數內部其實會根據傳入的參數修改計算屬性的依賴值count.value，因為一旦依賴的值被修改了，我們再去取得計算屬性就會重新執行一遍getter，所以這樣取得的值也就發生了變化。

好了，我們現在已經知道了computed API 的兩種使用方式了，接下來就看看它是怎麼實現的：

function computed(getterOrOptions) { 
  // getter 函数 
  let getter 
  // setter 函数 
  let setter 
  // 标准化参数 
  if (isFunction(getterOrOptions)) { 
    // 表面传入的是 getter 函数，不能修改计算属性的值 
    getter = getterOrOptions 
    setter = (process.env.NODE_ENV !== 'production') 
      ? () => { 
        console.warn('Write operation failed: computed value is readonly') 
      } 
      : NOOP 
  } 
  else { 
    getter = getterOrOptions.get 
    setter = getterOrOptions.set 
  } 
  // 数据是否脏的 
  let dirty = true 
  // 计算结果 
  let value 
  let computed 
  // 创建副作用函数 
  const runner = effect(getter, { 
    // 延时执行 
    lazy: true, 
    // 标记这是一个 computed effect 用于在 trigger 阶段的优先级排序 
    computed: true, 
    // 调度执行的实现 
    scheduler: () => { 
      if (!dirty) { 
        dirty = true 
        // 派发通知，通知运行访问该计算属性的 activeEffect 
        trigger(computed, "set" /* SET */, 'value') 
      } 
    } 
    }) 
  // 创建 computed 对象 
  computed = { 
    __v_isRef: true, 
    // 暴露 effect 对象以便计算属性可以停止计算 
    effect: runner, 
    get value() { 
      // 计算属性的 getter 
      if (dirty) { 
        // 只有数据为脏的时候才会重新计算 
        value = runner() 
        dirty = false 
      } 
      // 依赖收集，收集运行访问该计算属性的 activeEffect 
      track(computed, "get" /* GET */, 'value') 
      return value 
    }, 
    set value(newValue) { 
      // 计算属性的 setter 
      setter(newValue) 
    } 
  } 
  return computed 
}

從程式碼可以看到，computed 函數的流程主要做了三件事：標準化參數，建立副作用函數和建立computed 物件。 我們來詳細分析這幾個步驟。

首先是標準化參數。 computed 函數接受兩種類型的參數，一個是 getter 函數，一個是擁有 getter 和 setter 函數的對象，透過判斷參數的類型，我們初始化了函數內部定義的 getter 和 setter 函數。

接著是建立副作用函數 runner。 computed 內部透過 effect 創建了一個副作用函數，它是對 getter 函數所做的一層封裝，另外我們在這裡要注意第二個參數，也就是 effect 函數的配置物件。其中lazy 為true 表示effect 函數傳回的runner 並不會立即執行；computed 為true 用來表示這是一個computed effect，用於trigger 階段的優先排序，我們稍後會分析；scheduler 表示它的調度運行的方式，我們也稍後再分析。

最後是建立 computed 物件並傳回，這個物件也擁有 getter 和 setter 函數。當 computed 物件被存取的時候會觸發 getter，然後會判斷是否 dirty，如果是就執行 runner，然後做依賴收集；當我們直接設定 computed 物件時會觸發 setter，即執行 computed 函數內部定義的 setter 函數。

計算屬性的運行機制

computed 函數的邏輯會有一點繞，不過不要緊，我們可以結合一個應用computed 計算屬性的例子，來理解整個計算屬性的運作機制。分析之前我們需要記住computed 內部兩個重要的變量，第一個dirty 表示一個計算屬性的值是否是“髒的”，用來判斷需不需要重新計算，第二個value 表示計算屬性每次計算後的結果。

現在，我們來看這個範例：

<template> 
  <div> 
    {{ plusOne }} 
  </div> 
  <button @click="plus">plus</button> 
</template> 
<script> 
  import { ref, computed } from &#39;vue&#39; 
  export default { 
    setup() { 
      const count = ref(0) 
      const plusOne = computed(() => { 
        return count.value + 1 
      }) 

      function plus() { 
        count.value++ 
      } 
      return { 
        plusOne, 
        plus 
      } 
    } 
  } 
</script>

可以看到，在这个例子中我们利用 computed API 创建了计算属性对象 plusOne，它传入的是一个 getter 函数，为了和后面计算属性对象的 getter 函数区分，我们把它称作 computed getter。另外，组件模板中引用了 plusOne 变量和 plus 函数。

组件渲染阶段会访问 plusOne，也就触发了 plusOne 对象的 getter 函数：

get value() { 
  // 计算属性的 getter 
  if (dirty) { 
    // 只有数据为脏的时候才会重新计算 
    value = runner() 
    dirty = false 
  } 
  // 依赖收集，收集运行访问该计算属性的 activeEffect 
  track(computed, "get" /* GET */, 'value') 
  return value 
}

由于默认 dirty 是 true，所以这个时候会执行 runner 函数，并进一步执行 computed getter，也就是 count.value + 1，因为访问了 count 的值，并且由于 count 也是一个响应式对象，所以就会触发 count 对象的依赖收集过程。

请注意，由于是在 runner 执行的时候访问 count，所以这个时候的 activeEffect 是 runner 函数。runner 函数执行完毕，会把 dirty 设置为 false，并进一步执行 track（computed,"get",'value') 函数做依赖收集，这个时候 runner 已经执行完了，所以 activeEffect 是组件副作用渲染函数。

所以你要特别注意这是两个依赖收集过程：对于 plusOne 来说，它收集的依赖是组件副作用渲染函数；对于 count 来说，它收集的依赖是 plusOne 内部的 runner 函数。

然后当我们点击按钮的时候，会执行 plus 函数，函数内部通过 count.value++ 修改 count 的值，并派发通知。请注意，这里不是直接调用 runner 函数，而是把 runner 作为参数去执行 scheduler 函数。我们来回顾一下 trigger 函数内部对于 effect 函数的执行方式:

const run = (effect) => { 
  // 调度执行 
  if (effect.options.scheduler) { 
    effect.options.scheduler(effect) 
  } 
  else { 
    // 直接运行 
    effect() 
  } 
}

computed API 内部创建副作用函数时，已经配置了 scheduler 函数，如下：

scheduler: () => { 
  if (!dirty) { 
    dirty = true 
    // 派发通知，通知运行访问该计算属性的 activeEffect 
    trigger(computed, "set" /* SET */, 'value') 
  } 
}

它并没有对计算属性求新值，而仅仅是把 dirty 设置为 true，再执行 trigger(computed, "set" , 'value')，去通知执行 plusOne 依赖的组件渲染副作用函数，即触发组件的重新渲染。

在组件重新渲染的时候，会再次访问 plusOne，我们发现这个时候 dirty 为 true，然后会再次执行 computed getter，此时才会执行 count.value + 1 求得新值。这就是虽然组件没有直接访问 count，但是当我们修改 count 的值的时候，组件仍然会重新渲染的原因。

通过下图可以直观的展现上述过程：

通过以上分析，我们可以看出 computed 计算属性有两个特点：

• 延时计算，只有当我们访问计算属性的时候，它才会真正运行 computed getter 函数计算；

• 缓存，它的内部会缓存上次的计算结果 value，而且只有 dirty 为 true 时才会重新计算。如果访问计算属性时 dirty 为 false，那么直接返回这个 value。

现在，我们就可以回答开头提的问题了。和单纯使用普通函数相比，计算属性的优势是：只要依赖不变化，就可以使用缓存的 value 而不用每次在渲染组件的时候都执行函数去计算，这是典型的空间换时间的优化思想。

嵌套计算属性

计算属性也支持嵌套，我们可以针对上述例子做个小修改，即不在渲染函数中访问 plusOne，而在另一个计算属性中访问：

const count = ref(0) 
const plusOne = computed(() => { 
  return count.value + 1 
}) 
const plusTwo = computed(() => { 
  return plusOne.value + 1 
}) 
console.log(plusTwo.value)

从代码中可以看到，当我们访问 plusTwo 的时候，过程和前面都差不多，同样也是两个依赖收集的过程。对于 plusOne 来说，它收集的依赖是 plusTwo 内部的 runner 函数；对于 count 来说，它收集的依赖是 plusOne 内部的 runner 函数。

接着当我们修改 count 的值时，它会派发通知，先运行 plusOne 内部的 scheduler 函数，把 plusOne 内部的 dirty 变为 true，然后执行 trigger 函数再次派发通知，接着运行 plusTwo 内部的 scheduler 函数，把 plusTwo 内部的 dirty 设置为 true。

然后当我们再次访问 plusTwo 的值时，发现 dirty 为 true，就会执行 plusTwo 的 computed getter 函数去执行 plusOne.value + 1，进而执行 plusOne 的 computed gette 即 count.value + 1 + 1，求得最终新值 2。

得益于 computed 这种巧妙的设计，无论嵌套多少层计算属性都可以正常工作。

计算属性的执行顺序

我们曾提到计算属性内部创建副作用函数的时候会配置 computed 为 true，标识这是一个 computed effect，用于在 trigger 阶段的优先级排序。我们来回顾一下 trigger 函数执行 effects 的过程：

const add = (effectsToAdd) => { 
  if (effectsToAdd) { 
    effectsToAdd.forEach(effect => { 
      if (effect !== activeEffect || !shouldTrack) { 
        if (effect.options.computed) { 
          computedRunners.add(effect) 
        } 
        else { 
          effects.add(effect) 
        } 
      } 
    }) 
  } 
} 
const run = (effect) => { 
  if (effect.options.scheduler) { 
    effect.options.scheduler(effect) 
  } 
  else { 
    effect() 
  } 
} 
computedRunners.forEach(run) 
effects.forEach(run)

在添加待运行的 effects 的时候，我们会判断每一个 effect 是不是一个 computed effect，如果是的话会添加到 computedRunners 中，在后面运行的时候会优先执行 computedRunners，然后再执行普通的 effects。

那么为什么要这么设计呢？其实是考虑到了一些特殊场景，我们通过一个示例来说明：

import { ref, computed } from 'vue' 
import { effect } from '@vue/reactivity' 
const count = ref(0) 
const plusOne = computed(() => { 
  return count.value + 1 
}) 
effect(() => { 
  console.log(plusOne.value + count.value) 
}) 
function plus() { 
  count.value++ 
} 
plus()

这个示例运行后的结果输出：

1 
3 
3

在执行 effect 函数时运行 console.log(plusOne.value + count.value)，所以第一次输出 1，此时 count.value 是 0，plusOne.value 是 1。

后面连续输出两次 3 是因为， plusOne 和 count 的依赖都是这个 effect 函数，所以当我们执行 plus 函数修改 count 的值时，会触发并执行这个 effect 函数，因为 plusOne 的 runner 也是 count 的依赖，count 值修改也会执行 plusOne 的 runner，也就会再次执行 plusOne 的依赖即 effect 函数，因此会输出两次。

那么为什么两次都输出 3 呢？这就跟先执行 computed runner 有关。首先，由于 plusOne 的 runner 和 effect 都是 count 的依赖，当我们修改 count 值的时候， plusOne 的 runner 和 effect 都会执行，那么此时执行顺序就很重要了。

这里先执行 plusOne 的 runner，把 plusOne 的 dirty 设置为 true，然后通知它的依赖 effect 执行 plusOne.value + count.value。这个时候，由于 dirty 为 true，就会再次执行 plusOne 的 getter 计算新值，拿到了新值 2， 再加上 1 就得到 3。执行完 plusOne 的 runner 以及依赖更新之后，再去执行 count 的普通effect 依赖，从而去执行 plusOne.value + count.value，这个时候 plusOne dirty 为 false， 直接返回上次的计算结果 2，然后再加 1 就又得到 3。

如果我们把 computed runner 和 effect 的执行顺序换一下会怎样呢？我来告诉你，会输出如下结果：

1 
2 
3

第一次输出 1 很好理解，因为流程是一样的。第二次为什么会输出 2 呢？我们来分析一下，当我们执行 plus 函数修改 count 的值时，会触发 plusOne 的 runner 和 effect 的执行，这一次我们先让 effect 执行 plusOne.value + count.value，那么就会访问 plusOne.value，但由于 plusOne 的 runner 还没执行，所以此时 dirty 为 false，得到的值还是上一次的计算结果 1，然后再加 1 得到 2。

接着再执行 plusOne 的 runner，把 plusOne 的 dirty 设置为 true，然后通知它的依赖 effect 执行 plusOne.value + count.value，这个时候由于 dirty 为 true，就会再次执行 plusOne 的 getter 计算新值，拿到了 2，然后再加上 1 就得到 3。

知道原因后，我们再回过头看例子。因为 effect 函数依赖了 plusOne 和 count，所以 plusOne 先计算会更合理，这就是为什么我们需要让 computed runner 的执行优先于普通的 effect 函数。

总结

本文分析了计算属性的工作机制、计算属性嵌套代码的执行顺序，以及计算属性的两个特点——延时计算和缓存。

本文转载自：https://juejin.cn/post/7085524315063451684

作者：风度前端

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