简单通俗的理解Vue3.0中的Proxy

IOneStar
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  • Proxy
  • Vue 2.0 使用 Object.defineProperty()实现数据响应
  • Vue 3.0 中的Proxy
  • Proxy的其他应用

Proxy

什么是代理呢，可以理解为在对象之前设置一个“拦截”，当该对象被访问的时候，都必须经过这层拦截。意味着你可以在这层拦截中进行各种操作。比如你可以在这层拦截中对原对象进行处理，返回你想返回的数据结构。

ES6 原生提供 Proxy 构造函数，MDN上的解释为：Proxy 对象用于定义基本操作的自定义行为（如属性查找，赋值，枚举，函数调用等）。

我们先来看看怎么使用。

const p = new Proxy(target, handler);
  • target： 所要拦截的目标对象（可以是任何类型的对象，包括原生数组，函数，甚至另一个代理）
  • handler：一个对象，定义要拦截的行为
const p = new Proxy({}, {
    get(target, propKey) {
        return '哈哈，你被我拦截了';
    }
});

console.log(p.name);
// 哈哈，你被我拦截了

注意Proxy是用来操作对象的。代理的目的是为了拓展对象的能力。

再看一个例子 我们可以实现一个功能：不允许外部修改对象的name属性。

const p = new Proxy({}, {
    set(target, propKey, value) {
        if (propKey === 'name') {
            throw new TypeError('name属性不允许修改');
        }
        // 不是 name 属性，直接保存
        target[propKey] = value;
    }
});
p.name = 'proxy';
// TypeError: name属性不允许修改
p.a = 111;
console.log(p.a); // 111

babel是用来转换语法的，像新增的API（比如Array.from， Array.prototype.includes ）我们需要安装额外的包来进行支持，比如 core-js/stable 和 regenerator-runtime/runtime （PS：babel 7.x 之后@babel/polyfill已不推荐使用），然后还有一些API（String#normalize、Proxy、fetch等） core-js中是暂时没有提供 polyfill，具体的可查看官方文档 core-js#missing-polyfills。

Proxy支持的拦截操作一共 13 种，详细的可以查看 MDN。

vue2.x 是怎么实现数据的响应的呢?

递归遍历data中的数据，使用 Object.defineProperty()劫持 getter和setter，在getter中做数据依赖收集处理，在setter中 监听数据的变化，并通知订阅当前数据的地方。 部分源码 src/core/observer/index.js#L156-L193, 版本为 2.6.11 如下

let childOb = !shallow && observe(val)
 // 对 data中的数据进行深度遍历，给对象的每个属性添加响应式
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter () {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {
         // 进行依赖收集
        dep.depend()
        if (childOb) {
          childOb.dep.depend()
          if (Array.isArray(value)) {
            // 是数组则需要对每一个成员都进行依赖收集，如果数组的成员还是数组，则递归。
            dependArray(value)
          }
        }
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      /* eslint-disable no-self-compare */
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
        return
      }
      /* eslint-enable no-self-compare */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && customSetter) {
        customSetter()
      }
      if (getter && !setter) return
      if (setter) {
        setter.call(obj, newVal)
      } else {
        val = newVal
      }
      // 新的值需要重新进行observe，保证数据响应式
      childOb = !shallow && observe(newVal)
      // 将数据变化通知所有的观察者
      dep.notify()
    }
  })

这么做有什么问题呢？

  • 检测不到对象属性的添加和删除：当你在对象上新加了一个属性newProperty，当前新加的这个属性并没有加入vue检测数据更新的机制(因为是在初始化之后添加的)。vue.$set是能让vue知道你添加了属性, 它会给你做处理，$set内部也是通过调用Object.defineProperty()去处理的
  • 无法监控到数组下标的变化，导致直接通过数组的下标给数组设置值，不能实时响应。
  • 当data中数据比较多且层级很深的时候，会有性能问题，因为要遍历data中所有的数据并给其设置成响应式的。

以数组为例说明（PS: 数据的实时响应是指页面的渲染内容，而不是值vm.items本身的数据）：

<ul id="example">
    <li v-for="item in items">
        {{ item }}
    </li>
</ul>

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/vue/dist/vue.js"></script>
const vm = new Vue({
    el: '#example',
    data: {
        items: ['a', 'b', 'c']
    },
})
// 直接使用下标修改数据不是实时响应
setTimeout(() => {
    vm.items[1] = 'x';
    vm.items[3] = 'd';
    console.log(vm.items);
    // 此时打印结果为 ['a', 'x', 'c', 'd']，但页面内容没有更新
}, 500);
// 使用 $set 修改数据是实时响应
setTimeout(() => {
    vm.$set(vm.items, 1, 'x1')
    vm.$set(vm.items, 3, 'd1')
    console.log(vm.items);
    // 此时打印结果为 ['a', 'x1', 'c', 'd1']，页面内容更新
}, 1000);

可以点击直接查看代码 codepen

vue3.0 使用了Proxy

vue3.0还未正式发布，不过vue-next 的相关代码已经开源出来了，目前处于Alpha版本。

为什么使用 Proxy 可以解决上面的问题呢？主要是因为Proxy是拦截对象，对对象进行一个"拦截"，外界对该对象的访问，都必须先通过这层拦截。无论访问对象的什么属性，之前定义的还是新增的，它都会走到拦截中，

举个简单的🌰

下面分别用Object.defineProperty()和 Proxy实现一个简单的数据响应

使用Object.defineProperty() 实现：

class Observer {
    constructor(data) {
        // 遍历参数data的属性,给添加到this上
        for(let key of Object.keys(data)) {
            if(typeof data[key] === 'object') {
                data[key] = new Observer(data[key]);
            }
            Object.defineProperty(this, key, {
                enumerable: true,
                configurable: true,
                get() {
                    console.log('你访问了' + key);
                    return data[key]; // 中括号法可以用变量作为属性名,而点方法不可以;
                },
                set(newVal) {
                    console.log('你设置了' + key);
                    console.log('新的' + key + '=' + newVal);
                    if(newVal === data[key]) {
                        return;
                    }
                    data[key] = newVal;
                }
            })
        }
    }
}

const obj = {
    name: 'app',
    age: '18',
    a: {
        b: 1,
        c: 2,
    },
}
const app = new Observer(obj);
app.age = 20;
console.log(app.age);
app.newPropKey = '新属性';
console.log(app.newPropKey);

上面代码的执行结果为

// 修改 obj原有的属性 age的输出
你设置了age
新的age=20
你访问了age
20
// 设置新属性的输出
新属性

可以看到，给对象新增一个属性，内部并没有监听到，新增的属性需要手动再次使用Object.defineProperty()进行监听。 这就是为什么 vue 2.x中 检测不到对象属性的添加和删除的原因，内部提供的$set就是通过调用Object.defineProperty()去处理的。

下面我们使用 Proxy 替代 Object.defineProperty()实现

const obj = {
    name: 'app',
    age: '18',
    a: {
        b: 1,
        c: 2,
    },
}
const p = new Proxy(obj, {
    get(target, propKey, receiver) {
        console.log('你访问了' + propKey);
        return Reflect.get(target, propKey, receiver);
    },
    set(target, propKey, value, receiver) {
        console.log('你设置了' + propKey);
        console.log('新的' + propKey + '=' + value);
        Reflect.set(target, propKey, value, receiver);
    }
});
p.age = '20';
console.log(p.age);
p.newPropKey = '新属性';
console.log(p.newPropKey);
p.a.d = '这是obj中a的属性';
console.log(p.a.d);

可以看到下面输出

// 修改原对象的age属性
你设置了age
新的age=20
你访问了age
20

// 设置新的属性
你设置了newPropKey
新的newPropKey=新属性
你访问了newPropKey
新属性

// 给obj的a属性(是个对象)设置属性d
你访问了a
你访问了a
这是obj中a的属性
// 备注：如果对象的属性是对象，需要返回一个新的Proxy
// 稍后会补充一下, 大家也可以先自己考虑一下, 欢迎讨论

PS: 补充一个使用 Proxy处理多层级对象的例子：How to create a Deep Proxy?

可以看到，新增的属性，并不需要重新添加响应式处理，因为 Proxy 是对对象的操作，只要你访问对象，就会走到 Proxy 的逻辑中。

Reflect(ES6引入) 是一个内置的对象，它提供拦截 JavaScript 操作的方法。将Object对象一些明显属于语言内部方法（比如Object.defineProperty()）放到Reflect对象上。修改某些Object方法的返回结果，让其变得更合理。让Object操作都变成函数行为。具体内容查看MDN

Proxy的其他应用

除了即将发布的 vue 3.0 之外，还有哪些库使用了Proxy呢？

  • dobjs/dob 就是用 proxy 重写 mobx 的一个方案。
  • immer 实现不可变数据类型。immer 的做法就是维护一份 state 在内部，劫持所有操作，内部来判断是否有变化从而最终决定如何返回，具体内容可以看一下immer.js 简介及源码简析 这篇文章。

都是使用到了对对象进行读写拦截，在读写中做一些额外的判断和操作。

总结

  • Proxy是用来操作对象的，Object.defineProperty() 是用来操作对象的属性的。
  • vue2.x使用 Object.defineProperty()实现数据的响应式，但是由于 Object.defineProperty()是对对象属性的操作，所以需要对对象进行深度遍历去对属性进行操作。
  • vue3.0 用 Proxy 是对对象进行拦截操作，无论是对对象做什么样的操作都会走到 Proxy 的处理逻辑中
  • vue3.0、dobjs/dob、immer等库目前都使用到了 Proxy，对对象进行读写拦截，做一些额外的处理。

参考

其他

最近发起了一个100天前端进阶计划，主要是深挖每个知识点背后的原理，欢迎关注 微信公众号「牧码的星星」，我们一起学习，打卡100天。

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