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@doz13189

Vue3 の reactivity 部分のソースコードを読む

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はじめに

あとで何か書く。

事前知識

読む対象のソースコード

ここを読みます。
https://github.com/vuejs/vue-next/tree/master/packages/reactivity/src

Vue2 では、Object.defineProperty() を使用してリアクティブのロジックは実装されていましたが、Vue3 からは Proxy による実装に変更されています。Proxy による実装がどのようにされているかをソースコードをベースに確認します。

ソースコードは全部は読めないので、Composition API でリアクティブなコードを一番シンプルに書くと、以下のようになると思うので、このコードで実行される部分をターゲットにソースコードを読んでいきます。

import { reactive, effect } from 'vue';

// Object
const reactiveObj = reactive({ a: 1, b: 2 })

effect(() => {
  reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10
})
console.log(reactiveObj)
// { a: 1, b: 10 }

reactiveObj.a = 10

console.log(reactiveObj)
// { a: 10, b: 100 }

大まかな流れ

// { a: 1, b: 2 } を Proxy オブジェクトに変換する。
const reactiveObj = reactive({ a: 1, b: 2 })

// reactiveObj.a の値が更新されたときに実行する関数として effect 関数を登録する。
effect(() => {
  reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10
})
console.log(reactiveObj)
// { a: 1, b: 10 }

// reactiveObj.a の値が更新されたので、effect 関数を実行する
reactiveObj.a = 10

console.log(reactiveObj)
// { a: 10, b: 100 }

細かな流れ

Proxy オブジェクトへの変換

この部分、読みます。

const reactiveObj = reactive({ a: 1, b: 2 })

ソースコードの該当箇所は、以下です。
https://github.com/vuejs/vue-next/blob/master/packages/reactivity/src/reactive.ts

reactive 関数は、渡されたターゲットオブジェクト({ a: 1, b: 2 })を Proxy オブジェクトへ変換しています。ただ、実際の変換は reactive 関数ではなく、createReactiveObject 関数がしているので、reactive 関数は、渡されたターゲットオブジェクトと Proxy オブジェクトのハンドラー(mutableHandlers と mutableCollectionHandlers)を createReactiveObject 関数に渡しているだけです。

export function reactive(target: object) {
  // if trying to observe a readonly proxy, return the readonly version.
  if (target && (target as Target)[ReactiveFlags.IS_READONLY]) {
    return target
  }
  return createReactiveObject(
    target,
    false,
    mutableHandlers,
    mutableCollectionHandlers
  )
}

createReactiveObject 関数は、ターゲットオブジェクトを Proxy オブジェクトに変換しています。createReactiveObject 関数の行数は、40 行くらいありますが、そのほとんどはメイン処理ではありません。メイン処理以外が何をやっているかと言うと、例えば、Proxy オブジェクトに変換する必要かあるかどうかをチェックしたり、どの Proxy ハンドラーを使うかを判定したり（ターゲットオブジェクトが Object か Map かで使うハンドラーが異なるため）と...
メインの処理（ Proxy オブジェクトに変換）は、return を見れば分かる通り、Proxy オブジェクトが返されています。

function createReactiveObject(
  target: Target,
  isReadonly: boolean,
  baseHandlers: ProxyHandler<any>,
  collectionHandlers: ProxyHandler<any>
) {

  // ...省略

  const proxy = new Proxy(
    target,
    targetType === TargetType.COLLECTION ? collectionHandlers : baseHandlers
  )
  proxyMap.set(target, proxy)
  return proxy
}

ここまでで Proxy オブジェクトへの変換が完了しました。

reactiveObj.a の値が更新されたときに実行する関数として effect 関数を登録する

この部分、読みます。

effect(() => {
  reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10
})

ソースコードの該当箇所は、以下です。
https://github.com/vuejs/vue-next/blob/master/packages/reactivity/src/effect.ts

effect 関数では、リアクティブなオブジェクトが更新されたときに、発火させたい関数を実行します。effect 関数が実行されることで、reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10 が実行されます。effect 関数の実行時では、reactiveObj は既に Proxy オブジェクトであるため、reactiveObj.a は、Proxy ハンドラーのゲッターによって呼ばれます。ゲッターの中で reactiveObj.a の値が更新されたときに実行する関数として effect 関数を登録する処理はしています。effect 関数自体は渡された関数を実行しているだけです。
createReactiveEffect 関数は、ソースコード読み切れていないので割愛します。

export function effect<T = any>(
  fn: () => T,
  options: ReactiveEffectOptions = EMPTY_OBJ
): ReactiveEffect<T> {
  if (isEffect(fn)) {
    fn = fn.raw
  }
  const effect = createReactiveEffect(fn, options)
  if (!options.lazy) {
    effect()
  }
  return effect
}

Proxy のゲッターの呼び出し

この部分、読みます。

// effect(() => {
  reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10
// })

この部分は、ゲッターとセッターの2パートに分かれています。 reactiveObj.a の値を取得しているゲッターと、reactiveObj.b の値を更新しているセッターです。セッターは、後続にある別のコードでソースコードを読むので、ここではゲッターに関するコードを読みます。

ソースコードの該当箇所は、以下です。
https://github.com/vuejs/vue-next/blob/master/packages/reactivity/src/baseHandlers.ts

createGetter 関数は Proxy ハンドラーのゲッターなので、ゲッターとしてのメイン処理である取得対象の値を返しています。ただ、これともう一つ大事なことを処理しており、それは依存関係の構築です。reactiveObj.a の値を使用して、reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10 の計算を実行しているため、reactiveObj.b の値は reactiveObj.a の値に依存しています。そのため、 reactiveObj.a の値が更新されたら、 reactiveObj.b の値も更新する必要があります。まとめると、reactiveObj.a の値が更新された場合は、reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10 を実行する必要があります。これが依存関係の構築で、それをしているのが track 関数です。（依存関係の構築までが track 関数なので、依存関係にある関数の実行はまた別の関数がしています。）
書き忘れていましたが、ゲッターの方は、 Reflect.get() によって実行されています。

function createGetter(isReadonly = false, shallow = false) {
  return function get(target: Target, key: string | symbol, receiver: object) {

    // ...省略

    const res = Reflect.get(target, key, receiver)

    // ...省略

    if (!isReadonly) {
      track(target, TrackOpTypes.GET, key)
    }

    // ...省略

    return res
  }
}

track 関数では、依存関係の構築をしています。
以下は、かなり思い切って省略していますが、メイン処理としては activeEffect (= effect 関数)に格納されている reactiveObj.b = reactiveObj.a * 10 を activeEffect.deps にプッシュしています。 ここでプッシュされた関数が reactiveObj.a の値が更新された時に実行されます。

export function track(target: object, type: TrackOpTypes, key: unknown) {
  
  // ...省略

  if (!dep.has(activeEffect)) {
    dep.add(activeEffect)
    activeEffect.deps.push(dep)
    
    // ...省略

  }
}

Proxy のセッターの呼び出し

この部分、読みます。
reactiveObj.a の値を更新しているセッターです。

reactiveObj.a = 10

ソースコードの該当箇所は、以下です。
https://github.com/vuejs/vue-next/blob/master/packages/reactivity/src/baseHandlers.ts

reactiveObj.a が更新されたため、Proxy オブジェクトのセッターが呼ばれます。セッターの処理は大きく2つあり、1つは reactiveObj.a の値の更新であり、Reflect.set() によって実行されます。もう1つは、依存関係として登録した関数の実行です。

（依存関係の構築までが track 関数なので、依存関係にある関数の実行はまた別の関数がしています。）

上記の別の関数が trigger 関数です。

function createSetter(shallow = false) {
  return function set(
    target: object,
    key: string | symbol,
    value: unknown,
    receiver: object
  ): boolean {

    // ...省略

    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
    
    // ...省略

    trigger(target, TriggerOpTypes.SET, key, value, oldValue)

    // ...省略

  }
}

trigger 関数は、track 関数によって登録された関数を実行します。targetMap.get(target) によって取得した依存関係を add 関数で effects という Set オブジェクトに追加しています。そして、最後に effects.forEach(run) で実行し、effect 関数が実行されます。

export function trigger(
  target: object,
  type: TriggerOpTypes,
  key?: unknown,
  newValue?: unknown,
  oldValue?: unknown,
  oldTarget?: Map<unknown, unknown> | Set<unknown>
) {

  const depsMap = targetMap.get(target)
  if (!depsMap) {
    // never been tracked
    return
  }

  const effects = new Set<ReactiveEffect>()
  const add = (effectsToAdd: Set<ReactiveEffect> | undefined) => {
    if (effectsToAdd) {
      effectsToAdd.forEach(effect => {
        if (effect !== activeEffect || effect.allowRecurse) {
          effects.add(effect)
        }
      })
    }
  }

  if (type === TriggerOpTypes.CLEAR) {

    // ...省略

  } else if (key === 'length' && isArray(target)) {

    // ...省略

  } else {
    
    // schedule runs for SET | ADD | DELETE
    if (key !== void 0) {
      add(depsMap.get(key))
    }

    // ...省略

}

  const run = (effect: ReactiveEffect) => {

    // ...省略

    if (effect.options.scheduler) {
      effect.options.scheduler(effect)
    } else {
      effect()
    }
  }

  effects.forEach(run)
}

まとめ

けっこう素人なので読み間違いあるかもしれません。以上終わり。

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