Vue3计算属性和异步计算属性

一、简要介绍

不论是计算属性，还是异步计算属性，都是依托于Vue3整体的响应式原理实现的。其核心依旧是ReacetEffect类。如果对响应式原理不清楚，建议先看响应式原理章节。计算属性和常规的动态响应区别在于它不会主动的去执行ReacteEffect所关联的回调方法，而是用一个标记来表示当前的值是否有改变，如果有改变，则重新调用回调方法获取，如果没改动，则直接获取上次计算的值。

二、计算属性核心源码

export type ComputedGetter<T> = (...args: any[]) => T
export type ComputedSetter<T> = (v: T) => void

export interface WritableComputedOptions<T> {
  get: ComputedGetter<T>
  set: ComputedSetter<T>
}

class ComputedRefImpl<T> {
  public dep?: Dep = undefined

  private _value!: T
  private _dirty = true
  public readonly effect: ReactiveEffect<T>

  public readonly __v_isRef = true
  public readonly [ReactiveFlags.IS_READONLY]: boolean

  constructor(
    getter: ComputedGetter<T>,
    private readonly _setter: ComputedSetter<T>,
    isReadonly: boolean
  ) {
    //内部存储一个ReactiveEffect对象
    this.effect = new ReactiveEffect(getter, () => {
      if (!this._dirty) {
        //标记下次读取将重新计算值
        this._dirty = true
        //触发依赖更新
        triggerRefValue(this)
      }
    })
    this[ReactiveFlags.IS_READONLY] = isReadonly
  }

  get value() {
    // the computed ref may get wrapped by other proxies e.g. readonly() #3376
    const self = toRaw(this)
    //收集依赖
    trackRefValue(self)
    //是否重新计算标记
    if (self._dirty) {
      //重新计算
      self._dirty = false
      self._value = self.effect.run()!
    }
    //直接获取计算好的值
    return self._value
  }

  set value(newValue: T) {
    this._setter(newValue)
  }
}

export function computed<T>(
  getterOrOptions: ComputedGetter<T> | WritableComputedOptions<T>,
  debugOptions?: DebuggerOptions
) {
  let getter: ComputedGetter<T>
  let setter: ComputedSetter<T>

  const onlyGetter = isFunction(getterOrOptions)
  if (onlyGetter) {
    getter = getterOrOptions
    setter = __DEV__
      ? () => {
          console.warn('Write operation failed: computed value is readonly')
        }
      : NOOP
  } else {
    getter = getterOrOptions.get
    setter = getterOrOptions.set
  }
  //只需要关注这儿
  const cRef = new ComputedRefImpl(getter, setter, onlyGetter || !setter)

  if (__DEV__ && debugOptions) {
    cRef.effect.onTrack = debugOptions.onTrack
    cRef.effect.onTrigger = debugOptions.onTrigger
  }

  return cRef as any
}

一个计算属性对象的生成都是通过computed方法生成的，这个方法其实就是接收一个get方法和一个set方法，并生成一个ComputedRefImpl类型的对象。ComputedRefImpl类的实现很简单，生成一个ReactiveEffect类型对象，并实现一个value属性的读写方法。在读的时候收集依赖，并判断是否重新计算。特殊的地方在于这个ReactiveEffect类型的对象接收了第二个参数。我们细看一下触发依赖更新的代码，如下：

export function triggerEffects(
  dep: Dep | ReactiveEffect[],
  debuggerEventExtraInfo?: DebuggerEventExtraInfo
) {
  // spread into array for stabilization
  for (const effect of isArray(dep) ? dep : [...dep]) {
    if (effect !== activeEffect || effect.allowRecurse) {
      if (__DEV__ && effect.onTrigger) {
        effect.onTrigger(extend({ effect }, debuggerEventExtraInfo))
      }
      if (effect.scheduler) {
        effect.scheduler()
      } else {
        effect.run()
      }
    }
  }
}

里面逻辑很简单，遍历依赖里面的ReactiveEffect类型对象，如果存在scheduler方法，就调用这个方法。我们在看ReactiveEffect类的定义，代码如下：

export class ReactiveEffect<T = any> {
  active = true
  deps: Dep[] = []

  // can be attached after creation
  computed?: boolean
  allowRecurse?: boolean
  onStop?: () => void
  // dev only
  onTrack?: (event: DebuggerEvent) => void
  // dev only
  onTrigger?: (event: DebuggerEvent) => void

  constructor(
    public fn: () => T,
    public scheduler: EffectScheduler | null = null,
    scope?: EffectScope | null
  ) {
    recordEffectScope(this, scope)
  }
}

此时就可以发现，ComputedRefImpl类里面的effect对象接收的第二个参数就是scheduler方法，因此当有依赖的数据变更时，会执行这个方法，这个方法很好理解。就是改变标记，意味着下一次读取这个计算属性，你需要重新计算了，不能用之前的缓存值了。接着触发依赖更新，不用疑惑，因为这个计算属性本身也是响应式的，自身改变需要通知相应的依赖更新。至于这个判断，是百分之百为true的，因为触发依赖需要先添加依赖，而在读取value值添加依赖会将标志置为false。

三、异步计算属性核心源码

const tick = Promise.resolve()
const queue: any[] = []
let queued = false

const scheduler = (fn: any) => {
  queue.push(fn)
  if (!queued) {
    queued = true
    tick.then(flush)
  }
}

const flush = () => {
  for (let i = 0; i < queue.length; i++) {
    queue[i]()
  }
  queue.length = 0
  queued = false
}

class DeferredComputedRefImpl<T> {
  public dep?: Dep = undefined

  private _value!: T
  private _dirty = true
  public readonly effect: ReactiveEffect<T>

  public readonly __v_isRef = true
  public readonly [ReactiveFlags.IS_READONLY] = true

  constructor(getter: ComputedGetter<T>) {
    let compareTarget: any
    let hasCompareTarget = false
    let scheduled = false
    this.effect = new ReactiveEffect(getter, (computedTrigger?: boolean) => {
      if (this.dep) {
        if (computedTrigger) {
          compareTarget = this._value
          hasCompareTarget = true
        } else if (!scheduled) {
          const valueToCompare = hasCompareTarget ? compareTarget : this._value
          scheduled = true
          hasCompareTarget = false
          //加入执行队列
          scheduler(() => {
            if (this.effect.active && this._get() !== valueToCompare) {
              triggerRefValue(this)
            }
            scheduled = false
          })
        }
        // chained upstream computeds are notified synchronously to ensure
        // value invalidation in case of sync access; normal effects are
        // deferred to be triggered in scheduler.
        for (const e of this.dep) {
          if (e.computed) {
            e.scheduler!(true /* computedTrigger */)
          }
        }
      }
      //保证异步方法获取值时是重新计算的。
      this._dirty = true
    })
    this.effect.computed = true
  }

  private _get() {
    if (this._dirty) {
      this._dirty = false
      return (this._value = this.effect.run()!)
    }
    return this._value
  }

  get value() {
    trackRefValue(this)
    // the computed ref may get wrapped by other proxies e.g. readonly() #3376
    return toRaw(this)._get()
  }
}

export function deferredComputed<T>(getter: () => T): ComputedRef<T> {
  return new DeferredComputedRefImpl(getter) as any
}

异步计算属性和计算属性结构几乎一致，最为主要的区别在于ReactiveEffect类型对象的第二个参数上的不同。这个方法当依赖的某个数据变更时调用，我们先不管第一个if判断，直接看else里面的内容，简单来说就是将一个方法放入异步执行队列里面，然后异步执行。因为当依赖数据变更时，_dirty属性被置为了true，所以这个二异步执行的方法会去计算最新的值并触发依赖更新。我们现在看if里面的内容，这个分支是通过下面代码进入的。

for (const e of this.dep) {
  if (e.computed) {
    e.scheduler!(true /* computedTrigger */)
  }
}

这儿的设计原理其实是因为当同步的获取异步计算属性时，会取到最新的值，当执行异步方法时，由于已经获取过一次数据，为了保证this._get() !== valueToCompare判断值是true，valueToCompare必须等于重新计算之前的值。可以通过以下示例解释：

    const src = ref(0)
    const c1 = deferredComputed(() => {
      return src.value % 2
    })
    const c2 = deferredComputed(() => {
      return c1.value + 1
    })
    effect(() => {
      c2.value
    })
    src.value = 1
    //同步打印c2.value，输出2
    console.log(c2.value);

上述流程，当赋值src.value = 1时，c1执行回调，由于c2依赖c1的值，所以c2也会执行回调，这儿的回调都是指scheduler方法，_dirty属性会被置为true，所以在同步打印c2.value的值时，会去重新计算c2，此时c1的_dirty属性也被置为了true，所以c1的值也会重新计算，即同步打印的c2会取到最新的值。但需要注意的时，此时异步队列里面的方法还未执行。当同步代码执行完后，开始执行异步队列里面的方法，但执行到如下代码时:

if (this.effect.active && this._get() !== valueToCompare) {
    triggerRefValue(this)
}

由于同步打印过c2.value的值，此时_get()方法会从缓存里面取值，如果valueToCompare不等于计算前的值，而直接等于this._value，则判断为false，不会触发下面的依赖更新方法。异步计算属性的核心思想，其实就只是把依赖更新的逻辑放入了异步队列，通过异步的形式执行，其主要逻辑和计算属性几乎一致，只在细节上略有不同。