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响应式系统（ Reactivity systems ）是现代前端框架的关键部分之一。应用系统的的高度交互性、动态性和响应能力全靠它支持。每个 Web 开发人员而言都应该了解这一系统的功能和实践操作。

原理

响应系统是一种使自动使数据源（模型）与数据表示（视图）层自动保持同步的机制。每次模型更改时，都会重新渲染视图。

以一个简单的 Markdown 编辑器为例。通常编辑器有两个窗格：一个窗格用于编写 Markdown 代码（用于修改基础模型），另一个窗格用于预览已编译的 HTML （显示已更新的视图）。当我们在书写窗格中写东西时，它会立即在预览窗格中自动预览。这个例子比较简单，在实际情况中会复杂很多。

在许多情况下，我们要显示的数据取决于其他数据。在这种情况下，需要跟踪相关数据，并根据跟踪情况来更新数据。例如，我们有一个 fullName，该属性由 firstName 和 lastName 属性组成。修改其任何依赖项后，fullName 将自动重新评估，并在视图中显示结果。

了解什么是响应式系统后，在了解 Vue 3 中的响应系统如何工作以及如何在实践中使用之前，让我们一起来快速回顾一下 Vue 2 中的响应系统内容及其注意事项。

Vue 2 的响应式系统简介

Vue 2 中的响应或多或少会被“隐藏”。无论我们放置在 data 对象中的是什么，Vue 都会使其隐式反应（ reactive implicitly ）。这样虽然可以使开发人员的工作更加轻松，但灵活度却会不可避免的降低。 在幕后，Vue 2 使用 ES5 Object.defineProperty 将 data 对象的所有属性转换为 getter 和 setter 。对于每个组件实例，Vue 创建一个依赖关系观察程序实例，观察者会记录组件渲染期间依赖收集 /跟踪的任何属性。当属性触发依赖项的设置器时，将通知观察者，并将组件重新渲染并更新视图。但是却也会有一些问题存在。

变更检测警告

由于 Object.defineProperty 方法的限制，Vue 无法检测到某些数据更改。包括：

• 给对象添加属性或把对象移除属性（例如 obj.newKey = value ）
• 按索引设置数组项（例如 arr[index] = newValue ）
• 修改数组的长度（例如 arr.length = newLength ） 不过为了解决这些问题，Vue 为提供了 Vue.set API 方法，该方法向响应对象添加了一个属性，确保新属性也是响应性的，从而触发了视图更新。

用下述实例讨论该情况：

  <h1>Hello! My name is {{ person.name }}. I'm {{ person.age }} years old.</h1>
  <button @click="addAgeProperty">Add "age" property</button>
  <p>Here are my favorite activities:</p>
  <ul>
    <li v-for="item, index in activities" :key="index">
      {{ item }}
      <button @click="editActivity(index)">Edit</button>
    </li>
  </ul>
  <button @click="clearActivities">Clear the activities list</button>
</div>

  el: '#app',
  data: {
    person: {
      name: "David"
    },
    activities: [
      "Reading books",
      "Listening music",
      "Watching TV"
    ]
  },
  methods: { 
    // 1. Add a new property to an object
    addAgeProperty() {
      this.person.age = 30
    },
    // 2. Setting an array item by index
    editActivity(index) {
      const newValue = prompt('Input a new value')
      if (newValue) {
        this.activities[index] = newValue
      }
    },
    // 3. Modifying the length of the array
    clearActivities() { 
      this.activities.length = 0 
    }
  }
});

在上面的示例中，我们会发现这三种方法都不起作用。我们不能向该 person 对象添加新属性，无法使用 activities 的索引来编辑数组中的项目，也不能修改 activities 数组的长度。

优化如下：

  el: '#app',
  data: {
    person: {
      name: "David"
    },
    activities: [
      "Reading books",
      "Listening music",
      "Watching TV"
    ]
  },
  methods: { 
    // 1. Adding a new property to the object
    addAgeProperty() {
      Vue.set(this.person, 'age', 30)
    },
    // 2. Setting an array item by index
    editActivity(index) {
      const newValue = prompt('Input a new value')
      if (newValue) {
        Vue.set(this.activities, index, newValue)
      }
    },
    // 3. Modifying the length of the array
    clearActivities() { 
      this.activities.splice(0)
    }
  }
});

在此示例中，我们用 Vue.setAPI 方法将新 age 属性添加到 person 对象，并从活动数组中选择 /修改特定项目。在最后一种情况下，使用 JavaScript 内置 splice 方法。

这个做法完全可行但却略显笨拙，而且会导致前后代码不一致。而 Vue 3 就解决了这个问题。 我们用下面示例继续看：

  data() {
    return {
      person: {
        name: "David"
      },
      activities: [
        "Reading books",
        "Listening music",
        "Watching TV"
      ]
    }
  },
  methods: { 
    // 1. Adding a new property to the object
    addAgeProperty() {
      this.person.age = 30
    },
    // 2. Setting an array item by index
    editActivity(index) {
      const newValue = prompt('Input a new value')
      if (newValue) {
        this.activities[index] = newValue
      }
    },
    // 3. Modifying the length of the array
    clearActivities() { 
      this.activities.length = 0 
    }
  }
}

Vue.createApp(App).mount('#app')

可以看到在 Vue 3 中，所有方法都可以正常工作。

在 Vue 2.6 中，引入的 Vue.observable API 方法，一定程度的公开了响应式系统，使开发人员可以体验到响应式系统的内容。实际上，这和 Vue 内部用来包装 data 对象是完全相同的方法，对于在简单场景创建小的跨组件状态存储很有用。但依旧没办法和 Vue3 的响应式系统相比，接下来就为大家详细介绍。

注意：由于 Object.defineProperty 方法是仅限 ES5 且不可调整的功能，因此 Vue 2 不支持 IE8 及以下版本。

Vue 3 响应式系统如何工作

为了充分利用 ES6 Proxy and Reflect API，Vue 3 中的响应式系统已被完全重写。新版本新增响应式 API，该 API 使系统比以前更加灵活和强大。

Proxy API 允许开发人员拦截和修改目标对象上的更低级对象操作。代理（ proxy ）是对象的克隆 /包装（ clone/wrapper ），并提供特殊功能（称为 target ），这些功能响应特定的操作并覆盖 JavaScript 对象的内置行为（称为 traps ）。如果仍然需要使用默认行为，则可以使用相应的 Reflection API，其名称顾名思义就是反映 Proxy API 的方法。这里有一个示例，用来了解如何在 Vue 3 中使用这些 API：

  name: "David",
  age: 27
};

const handler = {
  get(target, property, receiver) {
    // track(target, property)
    console.log(property) // output: name
    return Reflect.get(target, property, receiver)
  },
  set(target, property, value, receiver) {
    // trigger(target, property)
    console.log(`${property}: ${value}`) // output: "age: 30" and "hobby: Programming"
    return Reflect.set(target, property, value, receiver)
  }
}

let proxy = new Proxy(person, handler);   

console.log(person)

// get (reading a property value)
console.log(proxy.name)  // output: David

// set (writing to a property)
proxy.age = 30;

// set (creating a new property)
proxy.hobby = "Programming";

console.log(person) 

要创建一个新的代理，使用 new Proxy(target, handler)构造函数。它带有两个参数：目标对象（ person 对象）和处理程序对象，该对象定义将拦截哪些操作（ get 和 set 操作）。在 handler 对象中，get 和 set 陷阱来跟踪何时读取属性以及何时修改 /添加属性。设置控制台语句以确保运行正确。

在 get 和 set 陷阱采用下列参数：

• target：代理包装的目标对象
• property：属性名称
• value：属性值（此参数仅用于设置操作）
• receiver：进行操作的对象（通常是代理）

Reflect API 方法与其相应的代理方法接受相同的参数

注释中 track 函数和 trigger 函数特定用于 Vue，用于跟踪何时读取属性以及何时修改 /添加属性。

在示例的最后一部分，用控制台语句输出原始 person 对象。然后用另一份声明中读取属性 name 的 proxy 对象。接下来，修改 age 属性并创建一个新 hobby 属性。最后，再次输出该对象以查看它是否正确更新。

以上就是 Vue3 响应式系统的完整工作流程，但在实际工作中会复杂得多。

使用 Vue 3 响应式系统，还有一些注意事项：

• 仅适用于支持 ES6 +的浏览器
• 响应代理不等于原始对象

总结

以上我们将 Vue2 和 Vue3 中响应式系统部分进行了比较，并对响应式系统的工作原理进行了说明，在后面的文章中，我们会进一步为大家介绍 Vue3 中响应式系统的 API，敬请期待。