1.前言

最近在做vue3相关的项目，用到了组合式api，对于vue3的语法的改进也是大为赞赏，用起来十分方便。对于已经熟悉vue2写法的同学也说，上手还是需要一定的学习成本，有可能目前停留在会写会用的阶段，但是setup带来哪些改变，以及ref,reactive这两api内部实现原理到底是什么，下面先来总结：

setup带来的改变：

1.解决了vue2的data和methods方法相距太远，无法组件之间复用

2.提供了script标签引入共同业务逻辑的代码块，顺序执行

3.script变成setup函数，默认暴露给模版

4.组件直接挂载，无需注册

5.自定义的指令也可以在模版中自动获得

6.this不再是这个活跃实例的引用

7.带来的大量全新api，比如defineProps，defineEmits，withDefault，toRef，toRefs

ref带来的改变：

Vue 提供了一个 ref() 方法来允许我们创建可以使用任何值类型的响应式数据

Ref作TS的类型标注

reactive带来的改变：

可以使用 reactive() 函数创建一个响应式对象或数组

reactive可以隐式地从它的参数中推导类型

使用interface进行类型标注

需要了解vue2和vue3区别的可以查看我的这篇文章：

vue2和vue3的区别（由浅入深）_KinHKin(五年前端)的博客-CSDN博客_vue2开发好还是vue3开发好Vue2使⽤的是选项类型API（Options API），Vue3使⽤的是合成型API（Composition API）Vue3：数据和⽅法都定义在setup中，并统⼀进⾏return{}vue2和vue3比较还是有很多不一样的地方，比如setup语法糖的形式最为便捷而且更符合开发者习惯，未来vue3将会大面积使用这种规则，这样更加符合开发习惯和降低后续维护的成本，还有目前Vue3已经成为了Vue的默认版本，后续维护应该也会以Vue3为主。希望各位同学赶紧学起来吧～......https://blog.csdn.net/weixin_42974827/article/details/126560362?spm=1001.2014.3001.5502

2.setup

在 setup() 函数中手动暴露大量的状态和方法非常繁琐。幸运的是，我们可以通过使用构建工具来简化该操作。当使用单文件组件（SFC）时，我们可以使用 <script setup> 来大幅度地简化代码。

<script setup> 中的顶层的导入和变量声明可在同一组件的模板中直接使用。你可以理解为模板中的表达式和 <script setup> 中的代码处在同一个作用域中。

里面的代码会被编译成组件 setup() 函数的内容。这意味着与普通的 <script> 只在组件被首次引入的时候执行一次不同，<script setup>中的代码会在每次组件实例被创建的时候执行。

官方解答： 

<script setup> 是在单文件组件 (SFC) 中使用组合式 API 的编译时语法糖。当同时使用 SFC 与组合式 API 时该语法是默认推荐。相比于普通的 <script> 语法，它具有更多优势：

• 更少的样板内容，更简洁的代码。
• 能够使用纯 TypeScript 声明 props 和自定义事件。
• 更好的运行时性能 (其模板会被编译成同一作用域内的渲染函数，避免了渲染上下文代理对象)。
• 更好的 IDE 类型推导性能 (减少了语言服务器从代码中抽取类型的工作)。

setup执行是在创建实例之前就是beforeCreate执行，所以setup函数中的this还不是组件的实例，而是undefined，setup是同步的。

setup?: (this: void, props: Readonly<LooseRequired<Props & UnionToIntersection<ExtractOptionProp<Mixin>> & UnionToIntersection<ExtractOptionProp<Extends>>>>, ctx: SetupContext<E>) => Promise<RawBindings> | RawBindings | RenderFunction | void;)

 在上面的代码中我们了解到了第一个参数props，还有第二个参数context。

props是接受父组件传递过来的所有的属性和方法；context是一个对象，这个对象不是响应式的，可以进行解构赋值。存在属性为attrs:instance.slots,slots: instance.slots,emit: instance.emit。

setup(props, { attrs, slots, emit, expose }) {
   ...
 }
 或
 setup(props, content) {
   const { attrs, slots, emit, expose } = content
 }

这里要注意一下，attrs 和 slots 是有状态的对象，它们总是会随组件本身的更新而更新。这意味着你应该避免对它们进行解构，并始终以 attrs.x 或 slots.x 的方式引用 property。请注意，与 props 不同，attrs 和 slots 的 property 是非响应式的。如果你打算根据 attrs 或 slots 的更改应用副作用，那么应该在 onBeforeUpdate 生命周期钩子中执行此操作。

3.源码分析

在vue的3.2.3x版本中，处理setup函数源码文件位于：node_moudles/@vue/runtime-core/dist/runtime-core.cjs.js文件中。

setupStatefulComponent

下面开始解析一下setupStatefulComponent的执行过程：

function setupStatefulComponent(instance, isSSR) {
    var _a;
    const Component = instance.type;
    {
        if (Component.name) {
            validateComponentName(Component.name, instance.appContext.config);
        }
        if (Component.components) {
            const names = Object.keys(Component.components);
            for (let i = 0; i < names.length; i++) {
                validateComponentName(names[i], instance.appContext.config);
            }
        }
        if (Component.directives) {
            const names = Object.keys(Component.directives);
            for (let i = 0; i < names.length; i++) {
                validateDirectiveName(names[i]);
            }
        }
        if (Component.compilerOptions && isRuntimeOnly()) {
            warn(`"compilerOptions" is only supported when using a build of Vue that ` +
                `includes the runtime compiler. Since you are using a runtime-only ` +
                `build, the options should be passed via your build tool config instead.`);
        }
    }
    // 0. create render proxy property access cache
    instance.accessCache = Object.create(null);
    // 1. create public instance / render proxy
    // also mark it raw so it's never observed
    instance.proxy = reactivity.markRaw(new Proxy(instance.ctx, PublicInstanceProxyHandlers));
    {
        exposePropsOnRenderContext(instance);
    }
    // 2. call setup()
    const { setup } = Component;
    if (setup) {
        const setupContext = (instance.setupContext =
            setup.length > 1 ? createSetupContext(instance) : null);
        setCurrentInstance(instance);
        reactivity.pauseTracking();
        const setupResult = callWithErrorHandling(setup, instance, 0 /* ErrorCodes.SETUP_FUNCTION */, [reactivity.shallowReadonly(instance.props) , setupContext]);
        reactivity.resetTracking();
        unsetCurrentInstance();
        if (shared.isPromise(setupResult)) {
            setupResult.then(unsetCurrentInstance, unsetCurrentInstance);
            if (isSSR) {
                // return the promise so server-renderer can wait on it
                return setupResult
                    .then((resolvedResult) => {
                    handleSetupResult(instance, resolvedResult, isSSR);
                })
                    .catch(e => {
                    handleError(e, instance, 0 /* ErrorCodes.SETUP_FUNCTION */);
                });
            }
            else {
                // async setup returned Promise.
                // bail here and wait for re-entry.
                instance.asyncDep = setupResult;
                if (!instance.suspense) {
                    const name = (_a = Component.name) !== null && _a !== void 0 ? _a : 'Anonymous';
                    warn(`Component <${name}>: setup function returned a promise, but no ` +
                        `<Suspense> boundary was found in the parent component tree. ` +
                        `A component with async setup() must be nested in a <Suspense> ` +
                        `in order to be rendered.`);
                }
            }
        }
        else {
            handleSetupResult(instance, setupResult, isSSR);
        }
    }
    else {
        finishComponentSetup(instance, isSSR);
    }
}

函数接受两个参数，一个是组建实例，另一个是是否ssr渲染，接下来是验证过程，这里的文件是开发环境文件， DEV 环境，则会开始检测组件中的各种选项的命名，比如 name、components、directives 等，如果检测有问题，就会在开发环境报出警告。

检测完成之后，进行初始化，生成一个accessCached的属性对象，该属性用以缓存渲染器代理属性，以减少读取次数。然后在初始化一个代理的属性，instance.proxy = reactivity.markRaw(new Proxy(instance.ctx, PublicInstanceProxyHandlers));这个代理属性代理了组件的上下文，并且将它设置为观察原始值，这样这个代理对象将不会被追踪。

接下来便是setup的核心逻辑了，如果组件上有setup 函数，继续执行，如果不存在跳到尾部，执行finishComponentSetup(instance, isSSR)，完成组件的初始化，否则就会进入 if (setup) 之后的分支条件中。是否执行setup生成上下文取决于setup.length > 1 ？createSetupContext(instance) : null。

来看一下setup执行上下文究竟有哪些东西：

function createSetupContext(instance) {
    const expose = exposed => {
        if (instance.exposed) {
            warn(`expose() should be called only once per setup().`);
        }
        instance.exposed = exposed || {};
    };
    let attrs;
    {
        // We use getters in dev in case libs like test-utils overwrite instance
        // properties (overwrites should not be done in prod)
        return Object.freeze({
            get attrs() {
                return attrs || (attrs = createAttrsProxy(instance));
            },
            get slots() {
                return reactivity.shallowReadonly(instance.slots);
            },
            get emit() {
                return (event, ...args) => instance.emit(event, ...args);
            },
            expose
        });
    }
}

 expose解析：

可以在 setup() 中使用该 API 来清除地控制哪些内容会明确地公开暴露给组件使用者。

当你在封装组件时，如果嫌 ref 中暴露的内容过多，不妨用 expose 来约束一下输出。

import { ref } from 'vue'
export default {
  setup(_, { expose }) {
    const count = ref(0)

    function increment() {
      count.value++
    }
    
    // 仅仅暴露 increment 给父组件
    expose({
      increment
    })

    return { increment, count }
  }
}

例如当你像上方代码一样使用 expose 时，父组件获取的 ref 对象里只会有 increment 属性，而 count 属性将不会暴露出去。

执行setup函数 

在处理完 createSetupContext 的上下文后，组件会停止依赖收集，并且开始执行 setup 函数。

const setupResult = callWithErrorHandling(setup, instance, 0 /* ErrorCodes.SETUP_FUNCTION */, [reactivity.shallowReadonly(instance.props) , setupContext]); 

Vue 会通过 callWithErrorHandling 调用 setup 函数，组件实例instance传入，这里我们可以看最后一行，是作为 args 参数传入的，与上文描述一样，props 会始终传入，若是 setup.length <= 1 , setupContext 则为 null。

调用玩setup之后，会重置收集的状态，reactivity.resetTracking()，接下来是判断setupResult的类型。

     if (shared.isPromise(setupResult)) {
            setupResult.then(unsetCurrentInstance, unsetCurrentInstance);
            if (isSSR) {
                // return the promise so server-renderer can wait on it
                return setupResult
                    .then((resolvedResult) => {
                    handleSetupResult(instance, resolvedResult, isSSR);
                })
                    .catch(e => {
                    handleError(e, instance, 0 /* ErrorCodes.SETUP_FUNCTION */);
                });
            }
            else {
                // async setup returned Promise.
                // bail here and wait for re-entry.
                instance.asyncDep = setupResult;
                if (!instance.suspense) {
                    const name = (_a = Component.name) !== null && _a !== void 0 ? _a : 'Anonymous';
                    warn(`Component <${name}>: setup function returned a promise, but no ` +
                        `<Suspense> boundary was found in the parent component tree. ` +
                        `A component with async setup() must be nested in a <Suspense> ` +
                        `in order to be rendered.`);
                }
            }
        }

如果 setup 函数的返回值是 promise 类型，并且是服务端渲染的，则会等待继续执行。否则就会报错，说当前版本的 Vue 并不支持 setup 返回 promise 对象。

如果不是 promise 类型返回值，则会通过 handleSetupResult 函数来处理返回结果。

else {
            handleSetupResult(instance, setupResult, isSSR);
        }

function handleSetupResult(instance, setupResult, isSSR) {
    if (shared.isFunction(setupResult)) {
        // setup returned an inline render function
        if (instance.type.__ssrInlineRender) {
            // when the function's name is `ssrRender` (compiled by SFC inline mode),
            // set it as ssrRender instead.
            instance.ssrRender = setupResult;
        }
        else {
            instance.render = setupResult;
        }
    }
    else if (shared.isObject(setupResult)) {
        if (isVNode(setupResult)) {
            warn(`setup() should not return VNodes directly - ` +
                `return a render function instead.`);
        }
        // setup returned bindings.
        // assuming a render function compiled from template is present.
        {
            instance.devtoolsRawSetupState = setupResult;
        }
        instance.setupState = reactivity.proxyRefs(setupResult);
        {
            exposeSetupStateOnRenderContext(instance);
        }
    }
    else if (setupResult !== undefined) {
        warn(`setup() should return an object. Received: ${setupResult === null ? 'null' : typeof setupResult}`);
    }
    finishComponentSetup(instance, isSSR);
}

 在 handleSetupResult 这个结果捕获函数中，首先判断 setup 返回结果的类型，如果是一个函数，并且又是服务端的行内模式渲染函数，则将该结果作为 ssrRender 属性；而在非服务端渲染的情况下，会直接当做 render 函数来处理。

接着会判断 setup 返回结果如果是对象，就会将这个对象转换成一个代理对象，并设置为组件实例的 setupState 属性。

最终还是会跟其他没有 setup 函数的组件一样，调用 finishComponentSetup 完成组件的创建。

finishComponentSetup

function finishComponentSetup(instance, isSSR, skipOptions) {
    const Component = instance.type;
    // template / render function normalization
    // could be already set when returned from setup()
    if (!instance.render) {
        // only do on-the-fly compile if not in SSR - SSR on-the-fly compilation
        // is done by server-renderer
        if (!isSSR && compile && !Component.render) {
            const template = Component.template;
            if (template) {
                {
                    startMeasure(instance, `compile`);
                }
                const { isCustomElement, compilerOptions } = instance.appContext.config;
                const { delimiters, compilerOptions: componentCompilerOptions } = Component;
                const finalCompilerOptions = shared.extend(shared.extend({
                    isCustomElement,
                    delimiters
                }, compilerOptions), componentCompilerOptions);
                Component.render = compile(template, finalCompilerOptions);
                {
                    endMeasure(instance, `compile`);
                }
            }
        }
        instance.render = (Component.render || shared.NOOP);
        // for runtime-compiled render functions using `with` blocks, the render
        // proxy used needs a different `has` handler which is more performant and
        // also only allows a whitelist of globals to fallthrough.
        if (installWithProxy) {
            installWithProxy(instance);
        }
    }
    // support for 2.x options
    {
        setCurrentInstance(instance);
        reactivity.pauseTracking();
        applyOptions(instance);
        reactivity.resetTracking();
        unsetCurrentInstance();
    }
    // warn missing template/render
    // the runtime compilation of template in SSR is done by server-render
    if (!Component.render && instance.render === shared.NOOP && !isSSR) {
        /* istanbul ignore if */
        if (!compile && Component.template) {
            warn(`Component provided template option but ` +
                `runtime compilation is not supported in this build of Vue.` +
                (``) /* should not happen */);
        }
        else {
            warn(`Component is missing template or render function.`);
        }
    }
}

这个函数的主要作用是获取并为组件设置渲染函数，对于模板（template）以及渲染函数的获取方式有以下三种规范行为：

1、渲染函数可能已经存在，通过 setup 返回了结果。例如我们在上一节讲的 setup 的返回值为函数的情况。

2、如果 setup 没有返回，则尝试获取组件模板并编译，从 Component.render 中获取渲染函数，

3、如果这个函数还是没有渲染函数，则将 instance.render 设置为空，以便它能从 mixins/extend 等方式中获取渲染函数。

这个在这种规范行为的指导下，首先判断了服务端渲染的情况，接着判断没有 instance.render 存在的情况，当进行这种判断时已经说明组件并没有从 setup 中获得渲染函数，在进行第二种行为的尝试。从组件中获取模板，设置好编译选项后调用Component.render = compile(template, finalCompilerOptions);进行编译，编译过程不再赘述。

最后将编译后的渲染函数赋值给组件实例的 render 属性，如果没有则赋值为 NOOP 空函数。

接着判断渲染函数是否是使用了 with 块包裹的运行时编译的渲染函数，如果是这种情况则会将渲染代理设置为一个不同的 has handler 代理陷阱，它的性能更强并且能够去避免检测一些全局变量。

至此组件的初始化完毕，渲染函数也设置结束了。

4.总结

在vue3中，新的setup函数属性给我们提供了书写的便利，其背后的工作量无疑是巨大的，有状态的组件的初始化的过程，在 setup 函数初始化部分我们讨论的源码的执行过程，我们不仅学习了 setup 上下文初始化的条件，也明确的知晓了 setup 上下文究竟给我们暴露了哪些属性，并且从中学到了一个新的 RFC 提案属性： expose 属性

我们学习了 setup 函数执行的过程以及 Vue 是如何处理捕获 setup 的返回结果的。

然后我们讲解了组件初始化时，不论是否使用 setup 都会执行的 finishComponentSetup 函数，通过这个函数内部的逻辑我们了解了一个组件在初始化完毕时，渲染函数设置的规则。

最后，如果本文对你了解setup过程有所帮助，希望三连支持一波哈～～～❤️

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