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Vuex 是 Vue.js 官方推荐的状态管理库，专门为 Vue.js 应用程序开发的状态管理模式。它采用集中式存储管理应用的所有组件的状态，并以相应的规则保证状态以一种可预测的方式发生变化。Vuex 的核心思想是将组件的共享状态抽取出来，以一个全局单例模式管理，这样无论组件树有多深，都可以轻松访问和修改状态。
本文将深入探讨 Vuex 的实现原理，从基本概念到核心实现，再到源码分析，帮助读者全面理解 Vuex 的工作原理。
State 是 Vuex 中的核心概念之一，它代表了应用的全局状态。State 是一个单一的状态树，所有组件的状态都存储在这个对象中。State 是响应式的，当 State 发生变化时，依赖它的组件会自动更新。
const store = new Vuex.Store({
state: {
count: 0
}
});
Getter 可以看作是 Store 的计算属性，用于从 State 中派生出一些状态。Getter 的返回值会根据它的依赖被缓存起来，只有当它的依赖值发生改变时才会重新计算。
const store = new Vuex.Store({
state: {
count: 0
},
getters: {
doubleCount: state => state.count * 2
}
});
Mutation 是唯一可以修改 State 的方法。Mutation 必须是同步函数，因为它们需要在开发工具中追踪状态的变化。每个 Mutation 都有一个字符串类型的事件类型（type）和一个回调函数（handler），这个回调函数就是我们实际进行状态更改的地方。
const store = new Vuex.Store({
state: {
count: 0
},
mutations: {
increment(state) {
state.count++;
}
}
});
Action 类似于 Mutation，不同之处在于：
const store = new Vuex.Store({
state: {
count: 0
},
mutations: {
increment(state) {
state.count++;
}
},
actions: {
incrementAsync({ commit }) {
setTimeout(() => {
commit('increment');
}, 1000);
}
}
});
由于使用单一状态树，应用的所有状态会集中到一个比较大的对象中。当应用变得非常复杂时，Store 对象就有可能变得相当臃肿。为了解决这个问题，Vuex 允许我们将 Store 分割成模块（Module）。每个模块拥有自己的 State、Getter、Mutation 和 Action，甚至是嵌套子模块。
const moduleA = {
state: { ... },
mutations: { ... },
actions: { ... },
getters: { ... }
};
const moduleB = {
state: { ... },
mutations: { ... },
actions: { ... }
};
const store = new Vuex.Store({
modules: {
a: moduleA,
b: moduleB
}
});
Vuex 的核心是 Store，它是一个全局单例对象，负责管理应用的状态。Store 的初始化过程主要包括以下几个步骤：
new Vuex.Store(options) 创建一个 Store 实例。state 对象进行响应式处理。getters 对象进行处理，使其成为 Store 的计算属性。mutations 和 actions 对象进行处理，使其成为 Store 的方法。modules，则递归初始化每个模块。Vuex 的 State 是响应式的，这意味着当 State 发生变化时，依赖它的组件会自动更新。Vuex 通过 Vue 的响应式系统来实现这一点。
在 Store 初始化时，Vuex 会将 State 对象传递给 Vue 实例的 data 选项，使其成为响应式数据。这样，当 State 发生变化时，Vue 会自动触发组件的重新渲染。
function resetStoreVM(store, state) {
const oldVm = store._vm;
store.getters = {};
const wrappedGetters = store._wrappedGetters;
const computed = {};
Object.keys(wrappedGetters).forEach(key => {
computed[key] = () => wrappedGetters[key](store.state);
Object.defineProperty(store.getters, key, {
get: () => store._vm[key],
enumerable: true
});
});
store._vm = new Vue({
data: {
$$state: state
},
computed
});
if (oldVm) {
Vue.nextTick(() => oldVm.$destroy());
}
}
Getter 是 Store 的计算属性，它的实现依赖于 Vue 的计算属性。在 Store 初始化时，Vuex 会将所有的 Getter 包装成一个计算属性，并将其挂载到 Vue 实例上。
function registerGetter(store, type, rawGetter) {
if (store._wrappedGetters[type]) {
console.error(`[vuex] duplicate getter key: ${type}`);
return;
}
store._wrappedGetters[type] = function wrappedGetter(store) {
return rawGetter(
store.state,
store.getters,
store.rootState,
store.rootGetters
);
};
}
Mutation 是唯一可以修改 State 的方法。在 Store 初始化时，Vuex 会将所有的 Mutation 包装成一个方法，并将其挂载到 Store 实例上。
function registerMutation(store, type, handler) {
const entry = store._mutations[type] || (store._mutations[type] = []);
entry.push(function wrappedMutationHandler(payload) {
handler.call(store, store.state, payload);
});
}
Action 类似于 Mutation，但它可以包含异步操作。在 Store 初始化时，Vuex 会将所有的 Action 包装成一个方法，并将其挂载到 Store 实例上。
function registerAction(store, type, handler) {
const entry = store._actions[type] || (store._actions[type] = []);
entry.push(function wrappedActionHandler(payload, cb) {
let res = handler.call(store, {
dispatch: store.dispatch,
commit: store.commit,
getters: store.getters,
state: store.state,
rootGetters: store.rootGetters,
rootState: store.rootState
}, payload, cb);
if (!isPromise(res)) {
res = Promise.resolve(res);
}
return res;
});
}
Module 是 Vuex 中用于组织代码的重要概念。在 Store 初始化时，Vuex 会递归初始化每个模块，并将其挂载到 Store 实例上。
function installModule(store, rootState, path, module, hot) {
const isRoot = !path.length;
const namespace = store._modules.getNamespace(path);
if (!isRoot && !hot) {
const parentState = getNestedState(rootState, path.slice(0, -1));
const moduleName = path[path.length - 1];
store._withCommit(() => {
Vue.set(parentState, moduleName, module.state);
});
}
const local = module.context = makeLocalContext(store, namespace, path);
module.forEachMutation((mutation, key) => {
const namespacedType = namespace + key;
registerMutation(store, namespacedType, mutation);
});
module.forEachAction((action, key) => {
const namespacedType = namespace + key;
registerAction(store, namespacedType, action);
});
module.forEachGetter((getter, key) => {
const namespacedType = namespace + key;
registerGetter(store, namespacedType, getter);
});
module.forEachChild((child, key) => {
installModule(store, rootState, path.concat(key), child, hot);
});
}
Store 类是 Vuex 的核心类，它负责管理应用的状态。Store 类的实现主要包括以下几个部分：
class Store {
constructor(options = {}) {
this._committing = false;
this._actions = Object.create(null);
this._actionSubscribers = [];
this._mutations = Object.create(null);
this._wrappedGetters = Object.create(null);
this._modules = new ModuleCollection(options);
this._modulesNamespaceMap = Object.create(null);
this._subscribers = [];
this._watcherVM = new Vue();
const store = this;
const { dispatch, commit } = this;
this.dispatch = function boundDispatch(type, payload) {
return dispatch.call(store, type, payload);
};
this.commit = function boundCommit(type, payload, options) {
return commit.call(store, type, payload, options);
};
const state = this._modules.root.state;
installModule(this, state, [], this._modules.root);
resetStoreVM(this, state);
if (options.plugins) {
options.plugins.forEach(plugin => plugin(this));
}
}
get state() {
return this._vm._data.$$state;
}
set state(v) {
console.error('use store.replaceState() to explicit replace store state.');
}
commit(_type, _payload, _options) {
const { type, payload, options } = unifyObjectStyle(_type, _payload, _options);
const entry = this._mutations[type];
if (!entry) {
console.error(`[vuex] unknown mutation type: ${type}`);
return;
}
this._withCommit(() => {
entry.forEach(function commitIterator(handler) {
handler(payload);
});
});
this._subscribers.forEach(sub => sub({ type, payload }, this.state));
}
dispatch(_type, _payload) {
const { type, payload } = unifyObjectStyle(_type, _payload);
const entry = this._actions[type];
if (!entry) {
console.error(`[vuex] unknown action type: ${type}`);
return;
}
return entry.length > 1
? Promise.all(entry.map(handler => handler(payload)))
: entry[0](payload);
}
subscribe(fn) {
return genericSubscribe(fn, this._subscribers);
}
watch(getter, cb, options) {
return this._watcherVM.$watch(() => getter(this.state, this.getters), cb, options);
}
replaceState(state) {
this._withCommit(() => {
this._vm._data.$$state = state;
});
}
_withCommit(fn) {
const committing = this._committing;
this._committing = true;
fn();
this._committing = committing;
}
}
install 方法是 Vuex 的插件安装方法，它会在 Vue 实例上挂载 $store 属性，使得所有组件都可以通过 this.$store 访问 Store 实例。
function install(_Vue) {
if (Vue && _Vue === Vue) {
console.error(
'[vuex] already installed. Vue.use(Vuex) should be called only once.'
);
return;
}
Vue = _Vue;
applyMixin(Vue);
}
resetStoreVM 方法用于重置 Store 的 Vue 实例。它会将 State 和 Getter 挂载到 Vue 实例上，使其成为响应式数据。
function resetStoreVM(store, state) {
const oldVm = store._vm;
store.getters = {};
const wrappedGetters = store._wrappedGetters;
const computed = {};
Object.keys(wrappedGetters).forEach(key => {
computed[key] = () => wrappedGetters[key](store.state);
Object.defineProperty(store.getters, key, {
get: () => store._vm[key],
enumerable: true
});
});
store._vm = new Vue({
data: {
$$state: state
},
computed
});
if (oldVm) {
Vue.nextTick(() => oldVm.$destroy());
}
}
commit 方法用于提交 Mutation，dispatch 方法用于分发 Action。它们的实现主要依赖于 Store 实例上的 _mutations 和 _actions 对象。
commit(_type, _payload, _options) {
const { type, payload, options } = unifyObjectStyle(_type, _payload, _options);
const entry = this._mutations[type];
if (!entry) {
console.error(`[vuex] unknown mutation type: ${type}`);
return;
}
this._withCommit(() => {
entry.forEach(function commitIterator(handler) {
handler(payload);
});
});
this._subscribers.forEach(sub => sub({ type, payload }, this.state));
}
dispatch(_type, _payload) {
const { type, payload } = unifyObjectStyle(_type, _payload);
const entry = this._actions[type];
if (!entry) {
console.error(`[vuex] unknown action type: ${type}`);
return;
}
return entry.length > 1
? Promise.all(entry.map(handler => handler(payload)))
: entry[0](payload);
}
在大型单页应用中，组件之间的状态共享和通信变得非常复杂。Vuex 提供了一种集中式的状态管理方案，使得状态的变化更加可预测和易于调试。
当多个组件需要共享同一个状态时，Vuex 可以避免通过 props 和事件进行繁琐的状态传递。通过 Vuex，组件可以直接访问和修改全局状态。
在某些场景下，应用的状态需要持久化到本地存储或服务器。Vuex 提供了插件机制，可以方便地实现状态的持久化和恢复。
Redux 是 React 生态中最流行的状态管理工具，它与 Vuex 有很多相似之处，但也有明显的区别：
MobX 是另一个流行的状态管理工具，它与 Vuex 的主要区别在于：
Pinia 是 Vue
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