总览 Vue3 的单向数据流

尽信官网，不如那啥。

vue的版本一直在不断更新，内部实现方式也是不断的优化，官网也在不断更新。
既然一切皆在不停地发展，那么我们呢？等着官网更新还是有自己的思考？
我觉得我们要走在官网的前面，而不是等官网更新后，才知道原来可以这么实现。。。

我习惯先给大家一个整体的概念，然后再介绍各个细节。

脑图版

先整理一下和单向数据流有关的信息，做个脑图：

大纲版

列个大纲看看：

• 自动版
  • v-model、emit（defineModel）：组成无障碍通道，实现父子组件之间的值类型的响应性。
  • pinia.$state、pinia.$patch：状态管理提供的方法。
  • props + reactive：直接改 reactive，争议比较大
  • 注入 + reactive：直接改 reactive，一般可以忍受
• 手动版
  • 注入 + reactive + function：官网建议通过 function 改 reactive，而不是直接改 reactive。
  • 状态管理的getter、mutation、action：状态管理，其实也涉及到了单向数据流。
• props是否可以直接改？（从代码的角度来分析）
  • 值类型：不可改，否则响应性就崩了。
  • 引用类型：地址不可改，但是属性可以改。对于引用类型，其实都是通过 reactive 实现响应性的。
• 有无意义的角度 （这是一个挨骂的话题）
  • 有意义的方式：实现响应性的唯一方式，或者有记录（timeline）、有验证、限制等。
  • 无意义的方式：没有上面说的功能，还自认为是严格遵守规矩。
• 限制的是谁？
  • 发起者：如果是限制子组件不能发起修改的话，那么任何方式都应该不能被允许，emit 也不行。
  • 方式（手段）：如果只是限制一些方式的话，那么为啥 emit 可以，reactive 就不能直接改？有啥区别呢？
    • 二者都没有做记录（timeline），
    • 没有做任何限制、验证。

画个表格对比一下：

再来看看各种方式的对比：

这样应该有一个明确的总体感觉了吧。

props 的单向数据流

为啥弄得这么复杂？还不是因为两点：

• vue 自带响应性，主要是 reactive有点太“逆天”。
• composition API，可以把响应性分离出来单独使用。

如果没有 reactive，那么也就不会这么乱糟糟的了，让我们细细道来。

props 本身是单向的

https://cn.vuejs.org/guide/components/props.html#one-way-data-flow

官网里关于 props 的单向数据流是这样描述的：

所有的 props 都遵循着单向绑定原则，props 因父组件的更新而变化，自然地将新的状态向下流往子组件，而不会逆向传递。
这避免了子组件意外修改父组件的状态的情况，不然应用的数据流将很容易变得混乱而难以理解。

整理一下重点：

• props 本身是单向的，只能接收父组件传入的数据，本身不具有改变父组件数据的能力。
• 父组件的（响应性）数据如果变化，会通知 props 进行更新。
• props.xxxx ，自带响应性。
• props 不具有修改父组件数据的能力，这样就避免了父组件的数据被意外修改而受到影响。
• 否则，数据流向 会混乱，导致难以理解

其实 props 本来就是单向的，用于子组件接收父组件传入的数据，完全没有让子组件修改父组件里的数据的功能。

那么为何还要强调单向数据流呢？原因有二：引用类型 和 reactive！

props可以设置两种数据类型：

• 值类型（数字、字符串等），用于简单情况，比如 input、select 的值等。
• 引用类型（对象、数组等），用于复杂情况，比如表单、验证信息、查询条件等。

现在，仅从代码的角度看看 props 在什么情况可以改、不可以改。

• 值类型，那是肯定不能直接改，直接改就破坏了响应性，父子组件的数据也对应不上。
• 引用类型，又分为两种情况：改地址、改属性。
  • 改地址，那当然也是不行滴！同上，地址换了怎么找到你家？
  • 如果传入的是普通对象，虽然可以改属性，但是没有响应性；
  • 如果传入的是 reactive 的话，那就可以改其属性了，因为 reactive 自带响应性。

那么问题来了：

• reactive 在父组件可以改，不会难以理解。
• reactive 通过依赖注入的方式给子组件，虽然官网不建议直接改，但是就问问你，你会不会直接改？
• reactive 通过 props 的方式给子组件，为啥一改就混乱而难以理解了呢？
• 【重点】单向数据流，限制的是发起者，还是“渠道”？

所以重点就是这个 reactive ！如果没有他，props 即使直接改了，也无法保证响应性，从而被我们所抛弃，也就不用纠结和争论了。

那么 reactive 到底是怎么回事？大家先不要着急，先看看官网允许的情况，然后再对比思考。那谁不是说了吗，没有对比就没有那啥。。。

为什么会混乱？想到了一种可能性：父组件定义了一个 reactive 的数据，然后通过 props 传递个多个子组件，然后某个子组件里面还有很多子子组件，也传入了这个数据。
某个时候发现状态异常变更，那么问题来了：到底是谁改了状态？（后续跟进）

emit 怎么可以改了？

emit 本意是子组件向父组件抛出一个事件，然后 vue 内部提供了一种方式（update:XXXXX），可以实现子组件修改父组件的需求。

<!-- Child.vue -->
<script setup>
  const props = defineProps(['modelValue'])
  const emit = defineEmits(['update:modelValue'])
</script>
<template>
  <input
    :value="props.modelValue"
    @input="emit('update:modelValue', $event.target.value)"
  />
</template>

update:XXX 可以视为内部标识，会特殊处理这个 emit。

好了，这里不讨论具体是如何实现了，而是要讨论一下，不是说好的单向数据流，子组件不能改父组件的吗？不是说改了会导致混乱而难以理解吗？

官方的说法：emit 并不是直接修改，而是通过向父组件抛出一个事件，父组件响应这个事件来实现的。所以，不是直接改，并没有破坏单向数据流。

这个说法嘛，确实很官方。只是从结果来看，还是子组件发起了状态的变更，那么问题来了，如果是上面的那种情况，可以方便获知是谁改了状态吗？（似乎也会导致混乱和难以理解吧）

那么问题来了：单向数据流，是限制发起者，还是手段？

• 如果限制的是发起者的话，那么 emit 也不行，因为也是在子组件发起的，啥时候改，怎么改都是由子组件决定，emit只是一个无障碍通道的起始端，另一端是 v-model。
• 如果限制手段的话，那么不同的手段到底有啥区别？为啥 emit 可以，reactive 就不可以？

不要钻牛角尖了，其实是有一个很实际的需求：

• 父子组件之间要保持响应性
• 子组件有“直接”改的要求

举个例子，各种 UI库 都有 xx-input 组件，外面用 v-model 绑定一个变量，然后 xx-input 里面必须可以修改传入的变量，而且要保持响应性对吧，否则咋办？

v-model + emit 就是解决这个实际需求的。（解决问题，给大家带来方便，然后才会选择vue，其余其他的嘛。。。）

当然，可以使用 ref，但是 ref 的本体是一个class，属于引用类型，如果传入 ref 本体的话，相当于传入一个对象给子组件。这个咋算？

vue 现在的做法是，template 会默认把 ref.value 传给子组件，而不是 ref 本体，这样传入的还是基础类型。

所以，这是实现父子组件之间，值类型的响应性的唯一方法。

defineModel，是直接改？

https://cn.vuejs.org/guide/components/v-model.html

defineModel 是 vue3.4 推出来的语法糖（稳定版），内部依然使用了 emit 的方式，所以可以视为和 emit 等效。

官网示例代码：

<!-- Child.vue -->
<script setup>
const model = defineModel()

function update() {
  model.value++
}
</script>

<template>
  <div>Parent bound v-model is: {{ model }}</div>
</template>

官方的示例代码，特意展示了一下可以在子组件“直接改”的特点。

看过内部实现代码的都知道，其内部有一个内部变量，然后返回的是一个customerRef（官方说是ref），所以我们不是直接改 props，而是改 ref.value，然后内部通过 set 拦截，调用 emit 向父组件提交申请。

如果对内部原理感兴趣可以看这里：

• https://juejin.cn/post/7331021519965356071
• https://juejin.cn/post/7354960709010260005

依赖注入（provide/inject）也有单向数据流？

https://cn.vuejs.org/guide/components/provide-inject.html#working-with-reactivity

父子组件之间传值，就不得不说说依赖注入，那么是否存在“单向数据流”的问题呢？那也是必然应该存在呀，只是官网没有直接明确说。

注意：依赖注入只负责传递数据，并不负责响应性。

官网的意思，是让我们在父组件实现状态的变更，然后把状态和负责状态变更的函数一起传给（注入到）子组件，子组件不要直接改状态，而是通过调用 【父组件传入的函数】 来变更状态。

官网原文：

当提供 / 注入响应式的数据时，建议尽可能将任何对响应式状态的变更都保持在供给方组件中。这样可以确保所提供状态的声明和变更操作都内聚在同一个组件内，使其更容易维护。
有的时候，我们可能需要在注入方组件中更改数据。在这种情况下，我们推荐在供给方组件内声明并提供一个更改数据的方法函数：

官网推荐的方式是这样的：

<!-- 在供给方组件内 -- > 父组件
<script setup>
import { provide, ref } from 'vue'

// 数据、状态
const location = ref('North Pole')

// 变更状态的函数
function updateLocation() {
  location.value = 'South Pole'
}

// 提供数据和操作方法（function）
provide('location', {
  location,
  updateLocation
})
</script>

<!-- 在注入方组件 --> 子组件
<script setup>
import { inject } from 'vue'

// 被注入（得到）状态和方法
const { location, updateLocation } = inject('location')
</script>

<template>
  <!--调用函数修改状态-->
  <button @click="updateLocation">{{ location }}</button>
</template>

看着是不是有点眼熟？这让我想起了 react 的 useState。

其实想一想，为啥非得学 react？react 的特点就是：不能变。所以当需要变更的时候，必须调用专门的 hooks 来处理。

但是 vue 的特点就是响应性呀，和 react 恰恰相反。

当然了，自己写一个函数也是有好处的，比如：

const 张三 = reactive({name:'zs',age:20})

const setAge = (age) => {
  if (age < 0) {
    // 年龄不能是负数
  }
  // 其他验证
  // 通过验证，赋值
  张三.age = age
  // 还可以做记录（timeline）
}

这样就不能瞎改年龄了。或者根据出生日期自动计算年龄。
不是说不能自己写函数，而是说这个函数要有点意义。

状态管理也涉及单向数据流吗？

props 和注入说完了，那么就来到了状态管理，这里以 pinia 为例。

状态管理也涉及单向数据流吗？那当然是必须滴呀，否则 Vuex 的时候，为啥总强调要通过 mutation 去变更状态，而不要直接去改状态？

$state 是直接改吗？

那么 pinia 为什么提供了 $state 用于“直接”改状态呢？这还得看看源码：

• pinia.mjs 1541 行

    Object.defineProperty(store, '$state', {
        get: () => ((process.env.NODE_ENV !== 'production') && hot ? hotState.value : pinia.state.value[$id]),
        set: (state) => {
            /* istanbul ignore if */
            if ((process.env.NODE_ENV !== 'production') && hot) {
                throw new Error('cannot set hotState');
            }
            $patch(($state) => {
                assign($state, state);
            });
        },
    });

不太会TypeScript，所以我们来看看编译后的代码，是不是有点眼熟。

虽然表面上看是直接修改，但是却被 set 给拦截了，实际上是通过 $patch 和 Object.assign 实现的赋值操作。

这个和 defineModel 有点类似，表面上看直接改，其实都是间接修改。
而 $patch 里面还有一些操作，比如做记录（timeline）。

store.xxx 是直接修改吗？

可能你会说，$state 并不是状态自己的属性，当然不算直接修改了，那么我们来试试直接修改状态。

通过测试我们可以发现：

• 可以直接改状态
• 可以产生记录（timeline）

那么是怎么实现的呢？

• 其实 pinia 的状态（store）也是 reactive。
  pinia.mis:1436行

    const store = reactive((process.env.NODE_ENV !== 'production') || USE_DEVTOOLS
        ? assign({
            _hmrPayload,
            _customProperties: markRaw(new Set()), // devtools custom properties
        }, partialStore
        // must be added later
        // setupStore
        )
        : partialStore);

• 然后对 reactive 进行了监听
  pinia.mis:1409行

    const partialStore = {
        _p: pinia,
        // _s: scope,
        $id,
        $onAction: addSubscription.bind(null, actionSubscriptions),
        $patch,
        $reset,
        $subscribe(callback, options = {}) {
            const removeSubscription = addSubscription(subscriptions, callback, options.detached, () => stopWatcher());
            const stopWatcher = scope.run(() => watch(() => pinia.state.value[$id], (state) => {
                if (options.flush === 'sync' ? isSyncListening : isListening) {
                    callback({
                        storeId: $id,
                        type: MutationType.direct,
                        events: debuggerEvents,
                    }, state);
                }
            }, assign({}, $subscribeOptions, options)));
            return removeSubscription;
        },
        $dispose,
    };

这里的第10行，用 watch 对状态的属性进行了监听，然后写记录（timeline）。

pinia 不仅没有阻止我们直接改属性，还很贴心的做了记录。

pinia 的 timeline

以前就一直对这个 timeline 非常好奇，想知道记录的是什么，但是奈何各种原因总是看不到，现在vue 推出了，终于看到了。

这里的记录非常详细，有状态名称、动作、属性名称、新旧值、触发时间等等信息，只是有个小问题，到底是谁改了状态？ 没发现有定位代码位置的功能。

reactive 怎么算？

好了，终于到了比较有争议的 reactive 了，大家有没有等着急？
首先 reactive 的本质是 Proxy，而 Proxy 是代理，这个想必大家都知道，所以我们可以设置这样的代码：

const 张三 = {
  name:'zhangsan',
  age:20
}

const 张三的代理 = reactive(张三)

const setAge = (age) => {
  if (age < 0) {
    // 年龄不能是负数
  }
  // 其他验证
  
  // 通过验证后才能赋值
  张三的代理.age = age
}

平时大家都是一步成，现在分成了两步，是不是就很明确了呢。

张三是一个普通的对象，没有响应性，张三的代理是 reactive 有响应性，是张三的代理。

所以，我们传递给子组件的是张三的代理，并不是张三本尊。
既然子组件根本就得不到张三的本尊，那么又何来直接修改呢？

如果说通过 emit 是间接修改（抛出事件），那么通过 reactive 也是通过代理间接修改的。
虽然一个是事件，一个是代理，但是有啥本质区别呢？事件是函数，Proxy 里的 set 也是函数呀。
同样都是没有记录（timeline）、判断、验证、限制，想怎么改就怎么改。

如果你还不理解，可以看看这个演化过程。

阶段一：参考官网里面依赖注入的推荐方式

// 阶段一：按照官网里面注入的推荐方式
const person = reactive({
  name:'zhangsan',
  age:20
})

const setAge = (age) => {
  person.age = age 
}

// 通过 props 或者 依赖注入，把 proxyPerson 传给子组件，
const proxyPerson = reactive({
  // 使用 readonly 变成只读形式，只能通过 setAge 修改。
  person: readonly(person),
  setAge
})

这样子组件只能使用 setAge 修改，代理套上 readonly 之后，通过代理的修改方式都给堵死了，是严格遵守单向数据流了吧。

阶段二：充血实体类，把数据和方法合在一起

// 阶段二：充血实体类，把数据和方法合在一起
const person2 = {
  name:'zhangsan',
  _age:20, // 内部成员，相当于“本尊”
  // set 拦截，其实也是一个函数，类似于代理。
  set age(age) { // 拦截设置属性
    // 可以做验证
    this._age = age 
  },
  get age(){ // 拦截读取属性
    return this._age
  }
}

//  给子组件用
const proxyPerson2 = reactive(person2)

// 子组件
// 表名上看是通过属性修改，但是实际上被 set 拦截了，调用的是一个函数
proxyPerson2.age = 30

在父组件里面把数据和变更方法合并，也是符合官网的建议对吧。

那么看看阶段二是不是有点眼熟？如果你熟悉 Proxy 和 reactive 内部原理的话，这不就是 reactive 内部代码的一小部分吗？

既然 reactive 都自带了这种功能，那么我们又何必自己手撸？

当然 reactive 也有点小问题，没有内置记录，不过我们可以用 watch 的 onTrigger 做记录，详细看下面：
给 Pinia 加一个定位代码的功能（支持 reactive）

小结

• v-model + emit
  目的是实现父子组件之间，值类型数据的响应性，如果不用 emit 的话，如何实现？

• defineModel
  语法糖（宏），封装复杂的代码，让我们使用起来更方便。

• 状态管理
  pinia 提供了 timeline，弥补了 reactive 的不足，方便我们调试代码，提供 $state 方便我们直接赋值。
  给 Pinia 加一个定位代码的功能（支持 reactive）

• reactive
  我觉得可以直接改，因为本身就是一个代理（Proxy），直接用就好了。
  如果外面再套一个 Proxy 有何意义呢？当然了，如果可以加上 timeline，或者是判断、验证等，那么就有意义了。

• 数据 + 方法
  可以在方法里面做一些操作，比如验证、判断等，那么就有意义，如果是个“空”函数，除了赋值啥都没做，那么有何意义呢？