Vue3响应式原理：Proxy实现机制

一、Proxy的核心优势

Vue3选择Proxy作为响应式基础，相比Vue2的Object.defineProperty具有三大突破性改进：

1. 全面拦截能力
   Proxy支持13种拦截操作（如get/set/deleteProperty/has等），可捕获对象增删改查等所有操作。而Vue2只能通过getter/setter拦截已有属性，无法检测新增/删除属性（需借助Vue.set/Vue.delete）。

2. 按需代理机制
   Proxy仅在属性被访问时触发代理逻辑，避免Vue2初始化时递归遍历所有属性的性能损耗。例如嵌套对象{a: {b: 1}}，只有访问a.b时才会生成子代理。

3. 原生数组支持
   Proxy直接拦截数组的push/pop等方法，无需像Vue2那样重写数组原型方法。

二、响应式核心架构

Vue3的响应式系统由三大模块构成：

graph TD
    A[响应式对象] --> B(Proxy拦截)
    B --> C[依赖收集]
    B --> D[触发更新]
    C --> E[WeakMap存储依赖关系]
    D --> F[执行副作用函数]

1. 代理对象创建

通过reactive()函数创建响应式对象时，内部调用createReactiveObject()生成Proxy实例：

// 源码节选（简化）
function reactive(target) {
  return new Proxy(target, {
    get(target, key, receiver) {
      track(target, key); // 依赖收集
      return Reflect.get(target, key, receiver);
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      const oldValue = target[key];
      const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
      if (oldValue !== value) {
        trigger(target, key); // 触发更新
      }
      return result;
    }
  });
}

Proxy的handler对象定义了get/set等拦截器，结合Reflect实现元编程。

2. 依赖收集机制

当读取属性时，通过track()建立三级依赖存储结构：

// 依赖关系数据结构
type Target = Object;  // 原始对象
type Key = string;     // 属性名
type Dep = Set<ReactiveEffect>; // 副作用集合

const targetMap = new WeakMap<Target, Map<Key, Dep>>();

• WeakMap：以原始对象为键，避免内存泄漏
• Map：存储对象属性与依赖的映射
• Set：存储同一属性的所有副作用函数

3. 副作用函数管理

通过effect()注册副作用函数：

let activeEffect: ReactiveEffect | null;

function effect(fn) {
  const effectFn = () => {
    cleanup(effectFn); // 清理旧依赖
    activeEffect = effectFn;
    fn();
    activeEffect = null;
  };
  effectFn.deps = [];
  effectFn();
}

• 全局变量activeEffect标记当前运行的副作用
• 每次执行前清理旧依赖，避免无效更新

三、响应式流程全解析

通过示例代码演示完整响应链：

const state = reactive({ count: 0 });

effect(() => {
  console.log('Count changed:', state.count);
});

state.count++; // 触发日志输出

1. 初始化阶段
   reactive()创建Proxy代理对象，此时未触发任何拦截操作。

2. 依赖收集阶段
   effect()执行副作用函数，读取state.count触发Proxy的get拦截：

   • 调用track(target, 'count')，将当前副作用存入targetMap

3. 更新触发阶段
   修改state.count触发Proxy的set拦截：

   • 通过trigger(target, 'count')从targetMap中取出依赖集合
   • 调度执行所有关联的副作用函数

四、进阶特性实现

1. 嵌套对象处理

Proxy自动递归代理嵌套对象：

const obj = reactive({ 
  nested: { value: 1 } 
});

// 访问nested时自动生成子代理
console.log(obj.nested.value); // 触发get拦截

2. 数组特殊处理

通过重写数组方法实现深度响应：

// 源码中的数组拦截器
const arrayInstrumentations = {
  includes(...args) {
    return arrMethods.includes.apply(toRaw(this), args);
  },
  // 其他方法重写...
}

3. 性能优化策略

• 懒代理：仅在属性被访问时生成子代理
• 缓存机制：通过proxyMap缓存已代理对象
• 批量更新：通过微任务队列合并触发操作

五、与Vue2实现对比

六、实战注意事项

1. 避免解构丢失响应性
   使用toRefs()保持解构后的响应性：

   const state = reactive({ count: 0 });
   const { count } = toRefs(state); // 保持响应
   

2. 谨慎使用深度监听
   watch(obj, callback, { deep: true })可能引发性能问题，建议按需监听。

3. Ref与Reactive选择

   • 基本类型用ref
   • 对象/数组用reactive
   • 需要传递引用时用ref包裹对象