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# 07 | 巧妙的响应式：深入理解Vue 3的响应式机制
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你好，我是大圣。在上一讲中，我给你介绍了Composition API相比于Option API 的优点，以及<script setup>的语法，这些内容能够给我们后面的开发打下了坚实的基础。
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今天我带你深入了解一下Vue 3的响应式机制，相信学完今天的内容，你会对响应式机制有更深地体会。我还会结合代码示例，帮你掌握响应式机制的进阶用法，让我们正式开始学习吧！
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## 什么是响应式
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响应式一直都是Vue的特色功能之一。与之相比，JavaScript里面的变量，是没有响应式这个概念的。你在学习JavaScript的时候首先被灌输的概念，就是代码是自上而下执行的。我们看下面的代码，代码在执行后，打印输出的两次double的结果也都是2。即使我们修改了代码中的count的值后，double的值也不会有任何改变。
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```xml
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let count = 1
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let double = count * 2
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console.log(double)
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count = 2
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console.log(double)
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```
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double的值是根据count的值乘以二计算而得到的，如果现在我们想让doube能够跟着count的变化而变化，那么我们就需要在每次count的值修改后，重新计算double。
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比如，在下面的代码，我们先把计算doube的逻辑封装成函数，然后在修改完count之后，再执行一遍，你就会得到最新的double值。
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```xml
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let count = 1
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// 计算过程封装成函数
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let getDouble = n=>n*2 //箭头函数
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let double = getDouble(count)
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console.log(double)
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count = 2
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// 重新计算double，这里我们不能自动执行对double的计算
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double = getDouble(count)
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console.log(double)
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```
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实际开发中的计算逻辑会比计算doube复杂的多，但是都可以封装成一个函数去执行。下一步，我们要考虑的是，如何让double的值得到自动计算。
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如果我们能让getDouble函数自动执行，也就是如下图所示，我们使用JavaScript的某种机制，把count包裹一层，每当对count进行修改时，就去同步更新double的值，那么就有一种double自动跟着count的变化而变化的感觉，这就算是响应式的雏形了。
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## 响应式原理
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响应式原理是什么呢？Vue中用过三种响应式解决方案，分别是defineProperty、Proxy和value setter。我们首先来看Vue 2的defineProperty API，这个函数详细的API介绍你可以直接访问[MDN介绍文档](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Object/defineProperty)来了解。
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这里我结合一个例子来说明，在下面的代码中，我们定义个一个对象obj，使用defineProperty代理了count属性。这样我们就对obj对象的value属性实现了拦截，读取count属性的时候执行get函数，修改count属性的时候执行set函数，并在set函数内部重新计算了double。
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```xml
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let getDouble = n=>n*2
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let obj = {}
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let count = 1
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let double = getDouble(count)
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Object.defineProperty(obj,'count',{
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get(){
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return count
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},
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set(val){
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count = val
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double = getDouble(val)
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}
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})
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console.log(double) // 打印2
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obj.count = 2
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console.log(double) // 打印4 有种自动变化的感觉
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```
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这样我们就实现了简易的响应式功能，在课程的第四部分，我还会带着你写一个更完善的响应式系统。
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但defineProperty API作为Vue 2实现响应式的原理，它的语法中也有一些缺陷。比如在下面代码中，我们删除obj.count 属性，set函数就不会执行，double还是之前的数值。这也是为什么在Vue 2中，我们需要$delete一个专门的函数去删除数据。
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```xml
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delete obj.count
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console.log(double) // doube还是4
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```
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Vue 3 的响应式机制是基于Proxy实现的。就Proxy这个名字来说，你也能看出来这是代理的意思，Proxy的重要意义在于它解决了Vue 2响应式的缺陷。我们看下面的代码，在其中我们通过new Proxy代理了obj这个对象，然后通过get、set和deleteProperty函数代理了对象的读取、修改和删除操作，从而实现了响应式的功能。
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```xml
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let proxy = new Proxy(obj,{
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get : function (target,prop) {
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return target[prop]
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},
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set : function (target,prop,value) {
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target[prop] = value;
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if(prop==='count'){
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double = getDouble(value)
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}
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},
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deleteProperty(target,prop){
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delete target[prop]
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if(prop==='count'){
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double = NaN
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}
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}
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})
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console.log(obj.count,double)
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proxy.count = 2
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console.log(obj.count,double)
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delete proxy.count
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// 删除属性后，我们打印log时，输出的结果就会是 undefined NaN
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console.log(obj.count,double)
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```
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我们从这里可以看出Proxy实现的功能和Vue 2 的definePropery类似，它们都能够在用户修改数据的时候触发set函数，从而实现自动更新double的功能。而且Proxy还完善了几个definePropery的缺陷，比如说可以监听到属性的删除。
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Proxy是针对对象来监听，而不是针对某个具体属性，所以不仅可以代理那些定义时不存在的属性，还可以代理更丰富的数据结构，比如Map、Set等，并且我们也能通过deleteProperty实现对删除操作的代理。
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当然，为了帮助你理解Proxy，我们还可以把double相关的代码都写在set和deleteProperty函数里进行实现，在课程的后半程我会带你做好更完善的封装。比如下面代码中，Vue 3 的reactive函数可以把一个对象变成响应式数据，而reactive就是基于Proxy实现的。我们还可以通过watchEffect，在obj.count修改之后，执行数据的打印。
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```xml
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import {reactive,computed,watchEffect} from 'vue'
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let obj = reactive({
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count:1
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})
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let double = computed(()=>obj.count*2)
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obj.count = 2
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watchEffect(()=>{
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console.log('数据被修改了',obj.count,double.value)
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})
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```
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有了Proxy后，响应式机制就比较完备了。但是在Vue 3中还有另一个响应式实现的逻辑，就是利用对象的get和set函数来进行监听，这种响应式的实现方式，只能拦截某一个属性的修改，这也是Vue 3中ref这个API的实现。在下面的代码中，我们拦截了count的value属性，并且拦截了set操作，也能实现类似的功能。
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```xml
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let getDouble = n => n * 2
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let _value = 1
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double = getDouble(_value)
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let count = {
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get value() {
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return _value
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},
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set value(val) {
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_value = val
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double = getDouble(_value)
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}
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}
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console.log(count.value,double)
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count.value = 2
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console.log(count.value,double)
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```
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三种实现原理的对比表格如下，帮助你理解三种响应式的区别。
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## 定制响应式数据
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简单入门响应式的原理后，接下来我们学习一下响应式数据在使用的时候的进阶方式。在前面第二讲做清单应用的时候，我给你留过一个思考题，就是让你想办法解决所有的操作状态在刷新后就都没了这个问题。
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解决这个问题所需要的，就是让todolist和本地存储能够同步。我们首先可以选择的就是在代码中，显式地声明同步的逻辑，而watchEffect这个函数让我们在数据变化之后可以执行指定的函数。
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我们看下使用 <script setup>重构之后的todolist的代码。这段代码使用watchEffect，数据变化之后会把数据同步到localStorage之上，这样我们就实现了todolist和本地存储的同步。
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```xml
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import { ref, watchEffect, computed } from "vue";
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let title = ref("");
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let todos = ref(JSON.parse(localStorage.getItem('todos')||'[]'));
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watchEffect(()=>{
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localStorage.setItem('todos',JSON.stringify(todos.value))
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})
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function addTodo() {
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todos.value.push({
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title: title.value,
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done: false,
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});
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title.value = "";
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}
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```
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更进一步，我们可以直接抽离一个useStorage函数，在响应式的基础之上，把任意数据响应式的变化同步到本地存储。我们先看下面的这段代码，ref从本地存储中获取数据，封装成响应式并且返回，watchEffect中做本地存储的同步，useStorage这个函数可以抽离成一个文件，放在工具函数文件夹中。
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```xml
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function useStorage(name, value=[]){
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let data = ref(JSON.parse(localStorage.getItem(name)|| value))
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watchEffect(()=>{
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localStorage.setItem(name,JSON.stringify(data.value))
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})
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return data
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}
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```
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在项目中我们使用下面代码的写法，把ref变成useStorage，这也是Composition API 最大的优点，也就是可以任意拆分出独立的功能。
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```xml
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let todos = useStorage('todos',[])
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function addTodo() {
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...code
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}
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```
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现在，你应该已经学会了在Vue内部进阶地使用响应式机制，去封装独立的函数。社区也有非常优秀的Vueuse工具库，包含了大量类似useStorage的工具函数库。在后续的实战应用中，我们也会经常对通用功能进行封装。
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如下图所示，我们可以把日常开发中用到的数据，无论是浏览器的本地存储，还是网络数据，都封装成响应式数据，统一使用响应式数据开发的模式。这样，我们开发项目的时候，只需要修改对应的数据就可以了。
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基于响应式的开发模式，我们还可以按照类似的原理，把我们需要修改的数据，都变成响应式。比如，我们可以在loading状态下，去修改浏览器的小图标favicon。和本地存储类似，修改favicon时，我们需要找到head中有icon属性的标签。
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在下面的代码中，我们把对图标的对应修改的操作封装成了useFavicon函数，并且通过ref和watch的包裹，我们还把小图标变成了响应式数据。
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```xml
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import {ref,watch} from 'vue'
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export default function useFavicon( newIcon ) {
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const favicon = ref(newIcon)
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const updateIcon = (icon) => {
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document.head
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.querySelectorAll(`link[rel*="icon"]`)
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.forEach(el => el.href = `${icon}`)
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}
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const reset = ()=>favicon.value = '/favicon.ico'
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watch( favicon,
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(i) => {
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updateIcon(i)
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}
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)
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return {favicon,reset}
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}
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```
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这样在组件中，我们就可以通过响应式的方式去修改和使用小图标，通过对faivcon.value的修改就可以随时更换网站小图标。下面的代码，就实现了在点击按钮之后，修改了网页的图标为geek.png的操作。
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```xml
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<script setup>
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import useFavicon from './utils/favicon'
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let {favicon} = useFavicon()
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function loading(){
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favicon.value = '/geek.png'
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}
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</script>
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<template>
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<button @click="loading">123</button>
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</template>
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```
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## Vueuse工具包
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我们自己封装的useStorage，算是把localStorage简单地变成了响应式对象，实现数据的更新和localStorage的同步。同理，我们还可以封装更多的类似useStorage函数的其他use类型的函数，把实际开发中你用到的任何数据或者浏览器属性，都封装成响应式数据，这样就可以极大地提高我们的开发效率。
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Vue 社区中其实已经有一个类似的工具集合，也就是VueUse，它把开发中常见的属性都封装成为响应式函数。
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VueUse 趁着这一波 Vue 3 的更新，跟上了响应式API的潮流。VueUse的官方的介绍说这是一个 Composition API 的工具集合，适用于Vue 2.x或者Vue 3.x，用起来和 React Hooks 还挺像的。
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在项目目录下打开命令行里，我们输入如下命令，来进行VueUse插件的安装：
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```xml
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npm install @vueuse/core
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```
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然后，我们就先来使用一下VueUse。在下面这段代码中，我们使用useFullscreen来返回全屏的状态和切换全屏的函数。这样，我们就不需要考虑浏览器全屏的API，而是直接使用VueUse响应式数据和函数就可以很轻松地在项目中实现全屏功能。
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```xml
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<template>
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<h1 @click="toggle">click</h1>
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</template>
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<script setup>
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import { useFullscreen } from '@vueuse/core'
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const { isFullscreen, enter, exit, toggle } = useFullscreen()
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</script>
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```
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useFullscreen的封装逻辑和useStorage类似，都是屏蔽了浏览器的操作，把所有我们需要用到的状态和数据都用响应式的方式统一管理，VueUse中包含了很多我们常用的工具函数，我们可以把网络状态、异步请求的数据、动画和事件等功能，都看成是响应式的数据去管理。
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## 总结
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我们来总结一下今天学到的内容，首先我给你介绍了响应式的概念以及我们为什么需要响应式，具体Vue 3的响应式源码，我会在课程第四部分带你手写一个。
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然后，通过对useStorage的封装，我为你讲解了响应式机制的进阶用法，那就是可以把一切项目中的状态和数据都封装成响应式的接口，屏蔽了浏览器的API，对外暴露的就是普通的数据，可以极大地提高我们的开发效率。
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接着，我带你了解了VueUse这个工具包，这也是Vue官方团队成员的作品。VueUse提供了一大批工具函数，包括全屏、网络请求、动画等，都可以使用响应式风格的接口去使用，并且同时兼容 Vue 2 和 Vue 3，开箱即用。这门课程剩下的项目中会用到很多VueUse的函数，也推荐你去GitHub 关注 VueUse的动态和功能。
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## 思考题
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最后，留给你一道思考题：你的项目中有哪些数据可以封装成响应式数据呢？
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欢迎在评论区留言，我会跟你一起探究Vue 3响应式的其他用法，也欢迎你把这篇文章分享给其他人，我们下一讲见！
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