响应式依赖收集触发更新过程源码解读

# const msg = ref('Hello World!')

在源码内部执行过程;

export function ref(value?: unknown) {
  return createRef(value, false)
}


function createRef(rawValue: unknown, shallow: boolean) {
  if (isRef(rawValue)) {
    return rawValue
  }
  return new RefImpl(rawValue, shallow)
}

class RefImpl<T> {
  private _value: T
  private _rawValue: T // 存储原始值，用于对比
  public dep?: Dep // 依赖收集容器
  
  constructor(value: T, public readonly __v_isShallow: boolean) {
    this._rawValue = value
    // 如果是深度ref且值是对象，则用reactive包装
    this._value = __v_isShallow ? value : toReactive(value)
  }
  
  get value() {
    trackRefValue(this) // 读取时收集依赖
    return this._value
  }
  
  set value(newVal) {
    // 对比原始值，判断是否真的变化了
    if (hasChanged(newVal, this._rawValue)) {
      this._rawValue = newVal
      this._value = this.__v_isShallow ? newVal : toReactive(newVal)
      triggerRefValue(this) // 触发依赖更新
    }
  }
}

• ref的主要作用是生成一个带有value的getter和setter属性的RefImpl实例
• 当在使用msg的地方才会触发getter函数进行【依赖收集】，在更改msg的值的时候才会触发更新

Dep类

/**
 * @internal
 */
export class Dep {
//依赖点自身的“变更版本号”。每次 `trigger()` 都会 `version++`，用于 computed 的快速判定/缓存失效。
  version = 0
  /**
   * Link between this dep and the current active effect
   *当前正在运行的 effect（`activeSub`）**  与这个 `Dep` 之间的那条 `Link`（缓存用）。同一个 effect 在一次执行里多次访问同一属性时，避免重复创建/重复订阅
   */
  activeLink?: Link = undefined

  /**
   * Doubly linked list representing the subscribing effects (tail)
   订阅者链表的**尾节点**（tail）。每个 `Link` 对应一个订阅者（effect 或 computed）
   */
  subs?: Link = undefined

  /**
   * Doubly linked list representing the subscribing effects (head)
   * DEV only, for invoking onTrigger hooks in correct order
   订阅者链表的**头节点**（head）
   */
  subsHead?: Link

  /**
   * For object property deps cleanup
   这个 `Dep` 属于哪个 `depsMap`（`targetMap.get(target)`）以及对应的属性 `key` 是谁。主要用于后续清理/调试/定位（比如清掉某个对象某个 key 的 dep）
   */
  map?: KeyToDepMap = undefined
  key?: unknown = undefined

  /**
   * Subscriber counter
   订阅者计数器。`addSub()` 时会 `dep.sc++`，用于统计/优化（例如判断是否需要做某些懒订阅逻辑）
   */
  sc: number = 0

  /**
   * @internal
   */
  readonly __v_skip = true
  // TODO isolatedDeclarations ReactiveFlags.SKIP

  constructor(public computed?: ComputedRefImpl | undefined) {
    if (__DEV__) {
      this.subsHead = undefined
    }
  }

  track(debugInfo?: DebuggerEventExtraInfo): Link | undefined {
  //activeSub当前的活动的effect
    if (!activeSub || !shouldTrack || activeSub === this.computed) {
      return
    }
    
    //这里的activeLink用于优化同一个值在同一个effect里被多次访问；即当同一个值在被重复访问只会创建一个Link，会直接返回。

    let link = this.activeLink
    if (link === undefined || link.sub !== activeSub) {
     // 1. 创建 Link 节点（核心桥梁）
      link = this.activeLink = new Link(activeSub, this)

      // add the link to the activeEffect as a dep (as tail)
      if (!activeSub.deps) {
        activeSub.deps = activeSub.depsTail = link
      } else {
        link.prevDep = activeSub.depsTail
        activeSub.depsTail!.nextDep = link
        activeSub.depsTail = link
      }

      addSub(link)
    } else if (link.version === -1) {
      // reused from last run - already a sub, just sync version
      link.version = this.version

      // If this dep has a next, it means it's not at the tail - move it to the
      // tail. This ensures the effect's dep list is in the order they are
      // accessed during evaluation.
      if (link.nextDep) {
        const next = link.nextDep
        next.prevDep = link.prevDep
        if (link.prevDep) {
          link.prevDep.nextDep = next
        }

        link.prevDep = activeSub.depsTail
        link.nextDep = undefined
        activeSub.depsTail!.nextDep = link
        activeSub.depsTail = link

        // this was the head - point to the new head
        if (activeSub.deps === link) {
          activeSub.deps = next
        }
      }
    }

    if (__DEV__ && activeSub.onTrack) {
      activeSub.onTrack(
        extend(
          {
            effect: activeSub,
          },
          debugInfo,
        ),
      )
    }

    return link
  }

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

  notify(debugInfo?: DebuggerEventExtraInfo): void {
    startBatch()
    try {
      if (__DEV__) {
        // subs are notified and batched in reverse-order and then invoked in
        // original order at the end of the batch, but onTrigger hooks should
        // be invoked in original order here.
        for (let head = this.subsHead; head; head = head.nextSub) {
          if (head.sub.onTrigger && !(head.sub.flags & EffectFlags.NOTIFIED)) {
            head.sub.onTrigger(
              extend(
                {
                  effect: head.sub,
                },
                debugInfo,
              ),
            )
          }
        }
      }
      for (let link = this.subs; link; link = link.prevSub) {
        if (link.sub.notify()) {
          // if notify() returns `true`, this is a computed. Also call notify
          // on its dep - it's called here instead of inside computed's notify
          // in order to reduce call stack depth.
          ;(link.sub as ComputedRefImpl).dep.notify()
        }
      }
    } finally {
      endBatch()
    }
  }
}

• track()（依赖收集）：

  • 通过 activeLink 判断“当前 effect 是否已经和我建立过 Link”，没有就 new Link(activeSub, this)，并把它挂到：

    • effect 的 dep 链表（activeSub.deps/depsTail）上：方便 effect 下次运行前把旧依赖标记/清理。
    • dep 的 subs 链表（subs/subsHead）上：方便将来触发更新时通知订阅者。

  • link.version === -1 分支：说明这个 Link 是“上一次运行留下的旧 Link，被复用”，这里会把它的 version 同步回当前 dep.version，并把它移动到 effect 的 dep 链表尾部，确保依赖顺序与访问顺序一致（便于清理/调试）。

• trigger() / notify()（派发更新）：

  • trigger() 先做 this.version++，再做 globalVersion++，然后 notify()。

  • notify() 遍历 subs 链表，逐个 link.sub.notify() 让订阅者进入调度/执行。

  • 如果订阅者是 computed（notify() 返回 true），会额外触发它自己的 dep.notify()，用于把“依赖了该 computed 的外层 effect”也一起通知到（减少调用栈深度的优化点）。

  • 读取响应式属性时：track(target, key) 找到/创建对应 Dep，然后 dep.track() 把“当前 effect”订阅进来（靠 activeLink/subs 等结构）。
  • 修改响应式属性时：trigger(target, key) 找到对应 Dep，dep.trigger() 增加版本并 notify()，遍历 subs 去通知所有订阅者更新。

总结：

Vue 3 的 Dep 实现体现了精巧而高效的设计：

1. 本质是增强的 Set：Dep = Set<ReactiveEffect> & TrackedMarkers

2. 双向链接：dep ↔ effect 互相引用，便于清理和调试

3. 两种使用模式：

   • ref：每个实例有自己的 dep 属性
   • reactive：全局 targetMap 中懒创建属性级 dep

4. 性能优化：

   • 二进制位标记避免重复收集
   • Set 的 O(1) 操作
   • 懒创建 + WeakMap 自动 GC

5. 分离关注点：dep 只管理依赖集合，不涉及值比较或副作用调度

Link：依赖链接（Link）的核心数据结构，实现了双向链表来高效管理依赖关系

export class Link {
  /**
   * - Before each effect run, all previous dep links' version are reset to -1
   * - During the run, a link's version is synced with the source dep on access
   * - After the run, links with version -1 (that were never used) are cleaned
   *   up
   */
  version: number//
版本号，用于依赖清理


  /**
   * Pointers for doubly-linked lists
   */
  nextDep?: Link//下一个依赖
  prevDep?: Link//前一个依赖
  nextSub?: Link//下一个订阅者
  prevSub?: Link//前一个订阅者
  prevActiveLink?: Link 前一个活跃链接

  constructor(
    public sub: Subscriber,
    public dep: Dep,
  ) {
    this.version = dep.version
    this.nextDep =
      this.prevDep =
      this.nextSub =
      this.prevSub =
      this.prevActiveLink =
        undefined
  }
}

五个指针的作用：

指针	方向	用途
nextDep / prevDep	水平方向	连接同一个 effect 的所有依赖
nextSub / prevSub	垂直方向	连接同一个依赖 的所有订阅者
prevActiveLink	特殊	用于 effect 执行期间的上下文管理

Link 在响应式系统中的实际应用

 双向链表的优势在 Vue 中的体现

1. O(1) 的清理操作

typescript

// 清理 effect 的所有依赖
function cleanupEffect(effect: ReactiveEffect) {
  let link = effect.deps  // 从依赖链表头部开始
  
  while (link) {
    // 从 dep 的订阅链表中移除这个 link
    removeSubFromDep(link)  // O(1) 操作！
    
    link = link.nextDep  // 继续下一个依赖
  }
  
  // 清空 effect 的依赖链表
  effect.deps = effect.depsTail = undefined
}

2. 保持访问顺序

typescript

effect(() => {
  console.log(a.value)  // 先访问
  console.log(b.value)  // 后访问
  console.log(c.value)  // 最后访问
})

// effect.deps 链表顺序：a → b → c
// 这个顺序在调试和优化时非常有用

3. 高效的重复访问处理

typescript

effect(() => {
  // 同一个 effect 内多次访问同一个 dep
  const x = a.value * 2
  const y = a.value * 3  // 第二次访问
  
  // Link 被重用，只更新 version
  // 不会创建新的 Link 节点
})

4. 计算属性的级联更新

typescript

const a = ref(1)
const computedA = computed(() => a.value * 2)
const computedB = computed(() => computedA.value * 3)

effect(() => {
  console.log(computedB.value)
})

// 更新链：a → computedA → computedB → effect
// 双向链表使得这个级联通知更高效

⚡ 性能对比：链表 vs Set

操作	Set 实现	双向链表实现	性能提升原因
添加订阅	Set.add(effect)	链表尾部插入	相当
移除订阅	Set.delete(effect)	链表节点移除	链表直接操作指针更快
清理 effect	O(m×n) 嵌套循环	O(n)  单次遍历	链表双向链接直接访问
内存占用	每个 Set 额外开销	每个 Link 固定大小	链表更紧凑
GC 压力	频繁创建 Set	Link 对象重用	减少内存分配

# 高效重复访问机制详解

 什么是"重复访问"？

基本场景

typescript

const count = ref(0)

effect(() => {
  // 同一个 effect 函数内多次访问 count.value
  const double = count.value * 2      // 第一次访问
  const triple = count.value * 3      // 第二次访问（重复访问！）
  const quadruple = count.value * 4   // 第三次访问（再次重复！）
  
  console.log(double, triple, quadruple)
})

更常见的实际场景

typescript

effect(() => {
  // 在条件判断、循环中重复访问
  if (user.value.age > 18) {
    console.log('Adult:', user.value.name)  // 第1次
  }
  
  for (let i = 0; i < user.value.friends.length; i++) {  // 第2次
    console.log('Friend:', user.value.friends[i].name)   // 循环中多次访问
  }
  
  return user.value.score * 1.1  // 第N次
})

⚡ 性能问题：重复访问的代价

Vue 3.3（Set 实现）的问题

typescript

// 伪代码：每次访问都执行完整的依赖收集
function trackRefValue(ref) {
  if (!activeEffect) return
  
  let dep = ref.dep
  if (!dep) {
    dep = ref.dep = new Set()
  }
  
  dep.add(activeEffect)           // ⚠️ 每次都要添加！
  activeEffect.deps.push(dep)     // ⚠️ 每次都要添加！
}

// 结果：一个 effect 对同一个 ref 产生多个相同的依赖记录
// dep = Set { effect, effect, effect, ... }  // 重复！
// effect.deps = [dep, dep, dep, ...]         // 重复！

问题：

1. Set 中重复存储：同一个 effect 被多次添加
2. 数组重复引用：effect.deps 中有多个相同的 dep 引用
3. 清理时重复工作：需要多次从同一个 dep 中移除同一个 effect
4. 触发时重复执行：同一个 effect 可能被触发多次

🚀 Vue 3.4+ 的优化方案

核心机制：Link 节点的重用和版本号标记

1. activeLink 快速查找机制

class Dep { // 🔑 关键：记录最后一个链接到当前 effect 的 Link activeLink?: Link = undefined

track() { if (!activeEffect) return

// 1. 先检查是否有可重用的 Link
let link = this.activeLink

// 2. 检查是否可重用：同一个 effect 且未失效
if (link === undefined || link.sub !== activeEffect) {
  // 需要创建新 Link
  link = this.activeLink = new Link(activeEffect, this)
  // ... 建立双向链接
} else if (link.version === -1) {
  // 🔥 可重用：更新版本号，移动节点到尾部
  link.version = this.version
  
  // 移动到 effect 依赖链表的尾部（保持访问顺序）
  if (link.nextDep) {
    // 链表重排操作...
  }
}
// else: link.version === this.version，说明已是最新，什么都不做！

return link 
}}

2. version 版本号系统

typescript

class Dep {
  version = 0  // dep 的版本号，每次 trigger 时递增
  
  trigger() {
    this.version++      // 🔥 值变化时版本号+1
    globalVersion++
    this.notify()
  }
}

class Link {
  version = -1  // 初始值 -1 表示"未收集"或"需要更新"
  
  // 在 track() 中：
  if (link.version === -1) {
    // 需要更新：将 link.version 设置为当前 dep.version
    link.version = dep.version
  } else if (link.version === dep.version) {
    // 已是最新：什么都不做！
    return link
  }
}