Vue3: computed都懒更新了,version计数你还不知道?
@zs.duan
Vue3: computed都懒更新了,version计数你还不知道?
阅读量:295
2024-10-22 10:38:32

什么是懒更新(lazy update)?先看一个示例:

const a = ref(0)
const b = ref(0)
const check = ref(true)

// step 1
const c = computed(() => {
   console.log('computed')
   if (check.value) {
       return a.value
   } else {
       return b.value
   }
})

// step 2
a.value++

effect(() => {
   // step 3
   console.log('effect')
   c.value
   c.value
})
// step 4
b.value++
// step 5
check.value= false
// step 6
b.value++

以上代码打印的结果是什么?

effect
computed
computed
effect
computed
effect

为什么是这样的结果?

  • step 1:在调用computed函数时,fn不会立即执行,仅读取c时才会执行;
  • step 2: 由于c的fn未执行,a没有订阅者,没有日志打印;
  • setp 3: effect会立即执行,先打印 effect ,第一次读取c.value时打印 computed,第二次读取c.value时其结果没变化,因此c的fn不执行;
  • step 4: 虽然b.value有更新,但此时c的依赖项仅acheck,因此c的fn不执行;
  • step 5: check.value有更新,c的fn执行,打印 computed,此时c的依赖项变为checkbc更新,则effect也重新执行,打印 effect
  • step 6: 逻辑和step 5一致,因此打印日志 computedeffect

什么是懒更新?computed(fn)effect(fn)这类函数,仅但其计算结果被使用,或者fn中包含的响应式依赖项有更新时,才会触发fn的重新执行, 减少了不必要的计算。

那么vue3.5提出的version counting在懒更新过程中起到什么作用,以及如何起作用的? vue源码中一共有三个地方涉及到vesion计数:全局的globalVersion、Dep对象的version字段、双向链表包含的version字段,接下来我们就通过triggertrack过程将version串联起来讲解。

computed相关文章:《Vue3: 什么是computed的懒更新?不就一个问题的事!》

先说globalVersion

提出globalVersion的人真是个天才,我了解最早是在preact设计高效响应式框架@preact/signals-core时提出的想法,通过一个全局的version计数器快速判断是否有reactive发生变更,否则中断更新。

globalVersion的定义如下,原则是只要reactive对象有任何更新,则其值自增

// file: dep.ts

/**
* reactive有更新,则globalVersion++
* 为computed提供快速判断是否需要re-compute
*/
export let globalVersion = 0

vue有且仅有一个入口会触发globalVersion的自增,这个入口就是trigger函数,当任何Ref、Reactive等响应式对象值更新,都会触发trigger函数。所以trigger函数的作用就是根据target找到依赖项集合deps,并通知这些依赖项target值更新了。

export function trigger(
 target: object,
 type: TriggerOpTypes,
 key?: unknown,
 newValue?: unknown,
 ...
): void {
 const depsMap = targetMap.get(target)
 ...
}

上述代码为trigger函数签名,函数逻辑有些复杂,我们只需要聚焦到和globalVersion相关的逻辑。函数第一行通过targetMap获取target的依赖项集合,targgetMap的格式为{target -> key -> dep}, 因此depsMap的格式为key -> dep

if (!depsMap) {
 // never been tracked
 globalVersion++
 return
}

如果depsMap为空,表明当前taget没有依赖项,target值有更新,globalVesion需要自增,但由于没有依赖项,所以直接结束trigger流程。当depsMap不为空,则接着往下走。

let deps: Dep[] = []
...

接下来很长一段逻辑都是收集target.key对应的依赖项,并将其放到deps集合中, 当拿到deps集合后, 就可以为每个dep触发更新了。

接下来的代码很重要:

startBatch()
for (const dep of deps) {
 dep.trigger()
}
endBatch()

vue3.5引入了批处理APIstartBatchendBatch,其作用是使两者中间的所有依赖更新effect暂时不触发,并将所有effect使用链表关联起来,那什么时候触发依赖更新?答案是,在endBatch中遍历链表批量更新,这样处理有什么好处?我们稍后再回答

export function startBatch(): void {
 batchDepth++
}

startBatch中执行batchDepth++,在startBatchendBatch中间的依赖更新会判断其是否为0,不为0则跳过更新流程。接下来遍历deps,并调用dep.trigger函数通知更新。

// file: effect.ts

trigger(): void {
   this.version++
   globalVersion++
   this.notify()
}

当触发dep.trigger函数,globalVersion自增,dep的version也会自增,后续sub(订阅者)获取值时,使用sub.version和dep.version判断就能快速确认是否要更新。最后一行调用notify执行通知。

  notify(): void {
   startBatch()
   try {
     for (let link = this.subs; link; link = link.prevSub) {
       link.sub.notify()
     }
   } finally {
     endBatch()
   }
 }

startBatchendBatch又成对出现了,作用一样,让其中间的更新流程暂不执行,先挂在全局的batchedEffect链表上,在合适的时机(batchDepth为0)再遍历链表统一处理。

唉,还是绕不开链表,但结合代码更容易理解。结合下图分析,假如target对应的dep为Dep1,上述代码的try代码块会从链表head(this.subs)开始遍历subs链表节点,对应下图则就是从上往下的链式结构link1 -> link2 -> link3,而根据link节点又能找到对应的Sub(订阅者),是不是很方便?

图片
image.png

link.sub.notify()具体执行了什么?

// file:effect.ts

notify(): void {
   ...
   this.nextEffect = batchedEffect
   batchedEffect = this
}

subscriber的notify这么简单的吗?没错,它的作用就是将当前effect挂到上文提到的批更新处理的batchedEffect链表head上,那真正的更新在哪里处理?当然是endBatch了。还是以上述的链表图为例,此时batchedEffect指向了link3对应的Sub3, 而batchedEffect链表的顺序为Sub3Sub2Sub1

export function endBatch(): void {
 if (--batchDepth > 0) {
   return
 }

 while (batchedEffect) {
   let e: ReactiveEffect | undefined = batchedEffect
   batchedEffect = undefined
   while (e) {
     const next: ReactiveEffect | undefined = e.nextEffect
     e.nextEffect = undefined
     e.trigger()
     e = next
   }
 }
}

上述代码为endBatch函数的简化版,首先判断batchDepth是否大于0,满足则结束,当且仅当batchedEffect包含完整link链路(batchDepth为0)时,才执行while逻辑。

while代码块的逻辑大家应该熟悉,不就是遍历链表的节点吗?并且每遍历一个就执行sub的trigger函数,直到链表遍历结束。

// file: effect.ts

// trigger函数简化版
trigger(): void {
 if (isDirty(this)) {
     this.run()
 }
}

trigger函数的逻辑是,先调用isDirty(this)看下我是否脏了,脏了就得重新run, 计算最新值。

到目前,从target触发的更新,经过globalVersion、dep.version的自增标记了更新,并且经过一系列链路也通知到订阅者(Sub), 接下来就该看订阅者的表演。

思考:trigger函数中isDirty用于判断是否需要重新计算,那isDirty是不是会用到globalVersion或dep.version?

version计数的作用

趁热打铁,还是从上节的trigger函数说起,先调用isDirty判断是否有更新。

function isDirty(sub: Subscriber): boolean {
 for (let link = sub.deps; link; link = link.nextDep) {
   if (
     link.dep.version !== link.version ||
     (link.dep.computed && refreshComputed(link.dep.computed) === false)
   ) {
     return true
   }
 }

 return false
}

唉,又是绕不开链表!但说曹操,曹操就到,这不就call back了上节最后提的思考,果真有使用version

假设isDirty(sub)中的sub是下图的Sub3,那么其deps节点,指向的是link3,而整个链表完整的节点顺序为link3->link6->link 9图片

在遍历每个节点link时,需要做version比对,if语句由两部分组成,判断前先说明几个字段:

  • link.dep:dep为上文target触发更新关联的deps集合中的一项,可以理解为和link是一一对应;
  • link.dep.computed:如果订阅者Sub的依赖项是computed结构,那么link.dep.computed即是类型为ComputedRefImpl的实体对象。
  • refreshComputed:用于判断computed是否需要重新计算,需要则调用computed(fn)中的fn计算最新结果。

接下来继续分析if判断逻辑:

判断1:link.dep.version !== link.version
经过上一节target触发更新,dep.version已经自增,而link.version还为上一个版本,因此Sub需要重新计算。假设有如下代码:

const a = ref(0)
const b = ref(0)

effect(() => {
   console.log('effect')
   a.value
   b.value
})

a.value++
b.value++

代码对应的Sub为effect,effect其特点是只要fn中依赖项a、b有更新,则立即执行fn,因此会打印三次effect

所以像effect类型的Sub订阅者,走到判断1就可确定数据有更新了。

判断2: link.dep.computed && refreshComputed(link.dep.computed) === false)

一个Sub依赖的dep可能为computed结果,当dep为computed类型时,无法简单的通过判断1来确认是否需要更新, 因此得继续调用refreshComputed来特殊处理。

refreshComputed首先和globalVesion比较:

// file: effect.ts

export function refreshComputed(computed: ComputedRefImpl): false | undefined {
 if (computed.globalVersion === globalVersion) {
   return
 }
 computed.globalVersion = globalVersion
 ...
}

computed.globalVersion初始化会设置为globalVersion - 1, 其目的是让computed第一次执行时跳过判断,能够执行其回调fn函数。

当if成立时,说明当前没有任何响应式value更新,直接return,表示没有更新。否则将computed的globalVersion更新并接着执行后续流程。

// function: refreshComputed
...
const dep = computed.dep
if (dep.version > 0 && !computed.isSSR && !isDirty(computed)) {
 return
}
...

computed本身也是一个订阅者(Sub),要判断其是否需要更新,那也得依赖于它自身的dep,也就是computed.dep。例如代码:

// Sub1
const c = computed(() => {
   a.value // dep1
   b.value // dep2

   return a.value + b.value
})
// Sub2
effect(() => {
   c.value
})

Sub2依赖于Sub1,而Sub1又依赖于a.value和b.value,所以也得根据isDirty(computed)来判断Sub1依赖的dep1、dep2是否有更新。如果有更新那接下来就得考虑执行其fn函数了。

try {
   prepareDeps(computed)
   const value = computed.fn()
   if (dep.version === 0 || hasChanged(value, computed._value)) {
     computed._value = value
     dep.version++
   }
 } finally {
   cleanupDeps(computed)
 }

代码computed.fn()前后包含有prepareDepscleanupDeps两个函数,这两个函数在内存优化方面起到了大作用:

  • prepareDeps: 会将其依赖的dep链表上所有节点的version重置为-1
  • cleanupDeps:执行完computed.fn()函数后,如果dep链表上有节点的version仍然为-1,表示没有被依赖了,得从链表上移出节点。

为什么在内存优化方面起到大作用? vue3.5之前,Sub依赖的dep是一个集合,每次fn前将集合清空,频繁的集合清空操作,GC也不能立即执行,所以内存释放慢。

computed.fn()执行后,有一个if判断dep.version === 0,这里的逻辑是处理什么? 还得提到computed第一次执行,由于c = computed(fn)仅当其值c被使用是才执行,在执行之前,即使fn中的依赖项有更新,computed的dep.version依赖为0。

所以这里的if逻辑就是为了处理fn第一次执行,并将其dep.version手动自增。

至此,version计数器的作用,也就分析了个大概,当然上文仅仅是分析了version相关逻辑的冰山一角,实际上比这错综复杂很多。

总结

实际上对Vue3.5在性能方面起到大作用的是双向链表,version计数器属于是锦上添花。但通过分析globalVersion、dep.version如何自增,以及如何快速判断是否需要更新的逻辑,其实对双向链表也了解的八九不离十。

双向链表上,横向是订阅者Sub依赖的Dep的链表节点,而纵向上是响应式value对应Dep关联的订阅者的链表节点。双向链表的优势是,通过一个链表结构表达了原来两个依赖集合,内存占用明显减少,另一方面,每次重新计算时,不需要清除集合操作,直接更新链表即可,减少了GC操作,内存释放更快捷。

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