解析Vue2实现composition API的原理

前端技术 03/11 Vue

解析Vue2实现composition API的原理

自从 Vue3 发布之后，composition API 这个词走入写 Vue 同学的视野之中，相信大家也一直听到 composition API 比之前的 options API 有多好多强，如今由于 @vue/composition-api 插件的发布，Vue2 的同学也可以上车咯，接下来我们主要以响应式的 ref 和 reactive 来深入分析一下，这个插件是怎么实现此功能的。

如何使用

// 入口文件引入并注册
import Vue from 'vue'
import VueCompositionAPI from '@vue/composition-api'

Vue.use(VueCompositionAPI)
// vue文件使用
import { defineComponent, ref, reactive } from '@vue/composition-api'

export default defineComponent({
  setup () {
     const foo = ref('foo');
     const obj = reactive({ bar: 'bar' });
     
     return {
        foo,
        obj
     }
  }
})

怎么样，看完是不是感觉和 vue3 一模一样，你可能会想：

  • 这是 vue2 啊，我之前的 data 、methods 里面也有变量和方法，怎么做到跟 setup 返回值打通合并在一起的。【相关推荐：、】

  • vue2 不是只有定义在 data 里面的数据才会被处理成响应式的吗？ ref 和 reactive 是怎么做到的呢？

  • vue2 响应式数据定义的约束（添加赋值原对象没有的属性，数组下标修改等），改用 ref 和 reactive 就没问题吗？

当然还有很多的疑惑，因为插件提供的 API 相当多，覆盖了绝大部分 Vue3 所拥有的，这里主要从这几个问题来分析一下是如何做到的。

原理解析

得益于 Vue 的插件系统，@vue/composition-api 像 vue-router 、vuex 一样也是通过官方提供的插件式来注入。

// 这里只贴跟本章要讲的相关代码

funciton mixin (Vue) {
    Vue.mixin({
      beforeCreate: functionApiInit
   }
}

function install (Vue) {
    mixin(Vue);
}

export const Plugin = {
  install: (Vue: VueConstructor) => install(Vue),
}

Vue 插件就是向外面暴露一个 install 的方法，当调用 use 的时候会调用该方法，并把 Vue 构造函数作为参数传入，然后调用 Vue.mixin 混入对应钩子时要处理的函数。

接下来主要看下 functionApiInit 做了什么

function functionApiInit(this: ComponentInstance) {
  const vm = this
  const $options = vm.$options
  const { setup, render } = $options
  
  // render 相关
  
  
  const { data } = $options
  
  $options.data = function wrappedData() {
    initSetup(vm, vm.$props)
    return isFunction(data)
     ? (
        data as (this: ComponentInstance, x: ComponentInstance) => object
      ).call(vm, vm)
     : data || {}
  }

因为 Vue 在 beforeCreated 和 created 生命周期之间，会 initState 对数据进行处理，其中对 data的处理时就会调用 $options.data拿到定义的数据，所以这里重新对该函数其包裹一层，这也是为什么要选择 beforeCreate 钩子注入的一个原因，必须在该函数调用前进行包裹。 接下来看 initSetup都做了什么

function initSetup(vm: ComponentInstance, props: Record<any, any> = {}) {
  const setup = vm.$options.setup!
  const ctx = createSetupContext(vm)
  const instance = toVue3ComponentInstance(vm)
  instance.setupContext = ctx
  
  def(props, &#39;__ob__&#39;, createObserver())
  resolveScopedSlots(vm, ctx.slots)

  let binding: ReturnType<SetupFunction<Data, Data>> | undefined | null
  activateCurrentInstance(instance, () => {
    binding = setup(props, ctx)
  })

   // setup返回是函数的情况 需要重写render函数

  const bindingObj = binding

  Object.keys(bindingObj).forEach((name) => {
    let bindingValue: any = bindingObj[name]

    // 数据处理
    
    asVmProperty(vm, name, bindingValue)
  })
  return
  }
}

这个函数比较长，不在本次要讲解的主线上代码逻辑都删除了，这个函数主要是创建了 ctx 和把 vm 实例转换成 Vue3 数据类型定义的 instance ，然后执行 setup 函数得到返回值，然后遍历每个属性，调用 asVmProperty 挂载到 vm 上面，当然这里的挂载不是直接通过把属性和值添加到 vm 上面，这么做会有一个问题，就是后续对该属性的修改不能同步到 vm 中，这里采用的还是 Vue 最常见的数据代理。

export function asVmProperty(
  vm: ComponentInstance,
  propName: string,
  propValue: Ref<unknown>
) {
  const props = vm.$options.props
  if (!(propName in vm) && !(props && hasOwn(props, propName))) {
    if (isRef(propValue)) {
      proxy(vm, propName, {
        get: () => propValue.value,
        set: (val: unknown) => {
          propValue.value = val
        },
      })
    } else {
      proxy(vm, propName, {
        get: () => {
          if (isReactive(propValue)) {
            ;(propValue as any).__ob__.dep.depend()
          }
          return propValue
        },
        set: (val: any) => {
          propValue = val
        },
      })
    }
}

看到这里，相信你已经明白了在 setup 中定义返回的为什么能够在 template 、 data 、 methods 等之中去使用了，因为返回的东西都已经被代理到 vm 之上了。

响应式（ ref reactive 的实现）

接下来我们来说说响应式相关的，为什么 ref 和 reactive 也可以让数据成为响应式的。

ref 的实现其实是对 reactive 再次封装，主要用来给基本类型使用。

function ref(raw?: unknown) {
  if (isRef(raw)) {
    return raw
  }

  const value = reactive({ [RefKey]: raw })
  return createRef({
    get: () => value[RefKey] as any,
    set: (v) => ((value[RefKey] as any) = v),
  })
}

因为 reactive 接受的必须是一个对象，所有这里使用了一个常量作为 ref 的 key, 也就是

const value = reactive({
  "composition-api.refKey": row
})
export function createRef<T>(
  options: RefOption<T>,
  isReadonly = false,
  isComputed = false
): RefImpl<T> {
  const r = new RefImpl<T>(options)

  const sealed = Object.seal(r)
  if (isReadonly) readonlySet.set(sealed, true)
  return sealed
}

export class RefImpl<T> implements Ref<T> {
  readonly [_refBrand]!: true
  public value!: T
  constructor({ get, set }: RefOption<T>) {
    proxy(this, &#39;value&#39;, {
      get,
      set,
    })
  }
}

通过 new RefImpl 实例，该实例上有一个 value 的属性，对 value 做代理，当取值的时候返回 value[RefKey]，赋值的时候赋值给 value[RefKey], 这就是为什么 ref 可以用在基本类型，然后对返回值的 .value 进行操作。调用 object.seal 是把对象密封起来（会让这个对象变的不能添加新属性，且所有已有属性会变的不可配置。属性不可配置的效果就是属性变的不可删除，以及一个数据属性不能被重新定义成为访问器属性，或者反之。但属性的值仍然可以修改。）

我们主要看下 reactive 的实现

export function reactive<T extends object>(obj: T): UnwrapRef<T> {
    const observed = observe(obj)
    setupAccessControl(observed)
    return observed as UnwrapRef<T>
}


export function observe<T>(obj: T): T {
  const Vue = getRegisteredVueOrDefault()
  let observed: T
  if (Vue.observable) {
    observed = Vue.observable(obj)
  } else {
    const vm = defineComponentInstance(Vue, {
      data: {
        $$state: obj,
      },
    })
    observed = vm._data.$$state
  }

  return observed
}

我们通过 ref 或者 reactive 定义的数据，最终还是通过了变成了一个 observed 实例对象，也就是 Vue2 在对 data 进行处理时，会调用 observe 返回的一样，这里在 Vue2.6+ 把observe 函数向外暴露为 Vue.observable，如果是低版本的话，可以通过重新 new 一个 vue 实例，借助 data 也可以返回一个 observed 实例，如上述代码。

因为在 reactive 中定义的数据，就如你在 data 中定义的数据一样，都是在操作返回的 observed ，当你取值的时候，会触发 getter 进行依赖收集，赋值时会调用 setter 去派发更新， 只是定义在 setup 中，结合之前讲到的 setup 部分，比如当我们在 template 中访问一个变量的值时，vm.foo -> proxy 到 setup 里面的 foo -> observed 的 foo ，完成取值的流程，这会比直接在 data 上多代理了一层，因此整个过程也会有额外的性能开销。

因此使用该 API 也不会让你可以直接规避掉 vue2 响应式数据定义的约束，因为最终还是用 Object.defineProperty 去做对象拦截，插件同样也提供了 set API 让你去操作对象新增属性等操作。

总结

通过上面的了解，相信你一定对于 Vue2 如何使用 composition API 有了一定的了解，因为 API 相当多， 响应式相关的就还有 toRefs、toRef、unref、shallowRef、triggerRef 等等，这里就不一一分析，有兴趣的可以继续看源码的实现。

写 Vue2 的同学也可以不用羡慕写 Vue3 的同学了，直接引入到项目就可以使用起来，虽然没有 vue3 那么好的体验，但是绝大部分场景还是相同的，使用时注意 README 文档最后的限制章节，里面讲了一些使用限制。

（学习视频分享：、）

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