深入实践 ES6 Proxy & Reflect

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#JavaScript#前端开发

Vue中的数据绑定

Vue作为前端框架的三驾马车之一，在众多前端项目中具有极其重要的作用。

Vue中具有一个重要的功能点——“数据绑定”。使用者无需关心数据是如何绑定到dom上面，只需要关注数据本身即可。

那实现其功能的原理是什么？

阅读官方文档（v2.0），我们会发现：

把一个普通 Javascript 对象传给 Vue 实例来作为它的 data 选项，Vue 将遍历它的属性，用 Object.defineProperty 将它们转为 getter/setter。

关键字是Object.defineProperty，在MDN文档找到说明如下：

Object.defineProperty()方法会直接在一个对象上定义一个新属性，或者修改一个对象的现有属性， 并返回这个对象。

我们再仔细查询在MDN文档的说明会发现，Object.defineProperty()存在两种属性描述符： 

数据描述符（简略介绍） 

  • configurable：数据可改变 
  • enumerable：可枚举 
  • value：属性值 
  • writable：可读写 

存取描述符 

  • get:一个给属性提供 getter 的方法，如果没有 getter 则为 undefined。 
  • set:一个给属性提供 setter 的方法，如果没有 setter 则为 undefined。

至此也就引出了getter/setter。 

ES5 getter/setter

让我们通过一个例子来测试一下。

首先，建立一个英雄（Hero）对象并赋予其一些属性：

let hero = {name:'赵云',hp: 100,sp: 100
}

然后使用Object.defineProperty()来对其具有的一些属性进行修改，并且在控制台输出修改的内容：

Object.defineProperty(hero, 'hp', {set (val) {console.log(`Set hp to ${val}`);return val;}
})

hero.hp = '200';
// --> Set hp to 200

假若把console.log('Set hp to ${val}') 改为 element.innerHTML = val，是不是就可以实现数据绑定了？

那让我们再修改一下英雄的属性，假设英雄拥有很多装备：

let hero = {name:'赵云',hp: 100,sp: 100,equipment:['马','长枪']
}

我们把“佩剑”添加到英雄的装备中，并且输出在控制台：

Object.defineProperty(hero.equipment, 'push', {value () {this[this.length] = arguments[0];}
})

hero.equipment.push('佩剑');
console.log(hero.equipment);

// --> [ '马','长枪', '佩剑' ]

由此，我们可以看到对象的属性变化可以依靠get()和set()方法去追踪和改变；但对于数组则需要使用value()方法实现。

显然，这不是最好的方法，那有没有更好的方法可以简化对象或数组属性变化呢？

答案是肯定的。

概念

Proxy

Proxy意思为“代理”，即在访问对象之前建立一道“拦截”，任何访问该对象的操作之前都会通过这道“拦截”，即执行Proxy里面定义的方法。

基本用法：

let pro = new Proxy(target,handler);
  • new Proxy()表示生成一个Proxy实例
  • target参数表示所要拦截的目标对象
  • handler参数也是一个对象，用来定制拦截行为。

handler

Proxy支持13种拦截行为（handle），针对解决上一节的问题，简单介绍下其中2种拦截行为，get与set。

get

get(target, propKey, receiver)

用于拦截某个属性的读取操作，可以接受三个参数： 

  • target：目标对象 
  • propKey：属性名
  • receiver（可选）：proxy 实例本身（严格地说，是操作行为所针对的对象）

set

set(target, propKey, value, receiver)

用于拦截某个属性的赋值操作，可以接受四个参数： 

  • target：目标对象 
  • propKey：属性名 
  • value：属性值 
  • receiver（可选）：Proxy 实例本身

实例

在解决上一节问题之前，先一同看几个实例。

实例1

let hero = {name: "赵云",age: 25
}

let handler = {}

let heroProxy = new Proxy(hero, handler);

console.log(heroProxy.name);
// --> 赵云
heroProxy.name = "黄忠";
console.log(heroProxy.name);
// --> 黄忠

解析：

创建hero对象为所要拦截的对象;

拦截操作对象handler为空，未对拦截对象设定拦截方法；

该情况下heroProxy直接指向原对象target，访问heroProxy等同于访问target，所以结果为target中的结果。

实例2

let hero = {name: "赵云",age: 25
}

let handler = {get: (hero, name, ) => {const heroName =`英雄名是${hero.name}`;return heroName;},set:(hero,name,value)=>{console.log(`${hero.name} change to ${value}`);hero[name] = value;return true;}
}

let heroProxy = new Proxy(hero, handler);

console.log(heroProxy.name);
heroProxy.name = '黄忠';
console.log(heroProxy.name);

// --> 英雄名是赵云
// --> 赵云 change to 黄忠
// --> 英雄名是黄忠

解析：

创建hero对象为所要拦截的对象;

handler对象为拦截对象后执行的操作，这里get方法为读取操作，即用户想要读取heroProxy中的属性时执行的拦截操作。

最后创建一个Proxy实例，当读取heroProxy中的属性时，结果打印出来的总是“黄忠”字符串。

实例3

Proxy也可以作为其他对象的原型对象使用。

let hero = {name: "赵云",age: 25
}

let handler = {get: (hero, name, ) => {const heroName =`英雄名是${hero.name}`;return heroName;},set:(hero,name,value)=>{console.log(`${hero.name} change to ${value}`);hero[name] = value;return true;}
}

let heroProxy = new Proxy(hero, handler);
let obj = Object.create(heroProxy);

console.log(obj.name);
obj.name = '黄忠';
console.log(obj.name);

// --> 英雄名是赵云
// --> 赵云 change to 黄忠
// --> 英雄名是黄忠

解析：

在实例2的基础上，将heroProxy作为obj的原型对象使用。

虽然obj本身没有name这个属性，但是根据原型链，会在heroProxy上读取到name属性，之后会执行相对应的拦截操作。

解决数据绑定问题

在我们对Proxy有了一定了解后，可以尝试解决上一节的问题。

首先，还是定义一个英雄：

let hero = {name:'赵云',hp: 100,sp: 100,equipment:['马','长枪']
}

接着，定义一个handler：

let handler = {set(target, property, value) {console.log(`hero's ${property} change to ${value}`);target[property] = value;return true;}
}

然后，修改英雄的hp值

let heroProxy = new Proxy(hero, handler);
heroProxy.hp = 200;
// --> hero's hp change to 200
console.log(hero.hp);
// --> 200

最后，同样把“佩剑”添加到英雄的装备中

let heroProxy = new Proxy(hero.equipment, handler);
heroProxy.push('佩剑');
// --> hero's 2 change to 佩剑
// --> hero's length change to 3
console.log(hero.equipment);
// --> ["马", "长枪", "佩剑"]

可以发现，heroProxy.push('佩剑');触发了两次set，原因是push即修改了hero.equipment的内容，又修改了hero.equipment的length。

Reflect

在了解了Proxy之后，细心的我们一定发现，若需要在Proxy内部调用对象的默认行为，该如何实现？

Reflect正是ES6 为了操作对象而提供的新 API。

基本特点

  • 只要Proxy对象具有的代理方法，Reflect对象全部具有，以静态方法的形式存在。这些方法能够执行默认行为，无论Proxy怎么修改默认行为，总是可以通过Reflect对应的方法获取默认行为。
  • 修改某些Object方法的返回结果，让其变得更合理。比如，Object.defineProperty(obj, name, desc)在无法定义属性时，会抛出一个错误，而Reflect.defineProperty(obj, name, desc)则会返回false。
  • 让Object操作都变成函数行为。某些Object操作是命令式，比如name in obj和delete obj[name]，而Reflect.has(obj, name)和Reflect.deleteProperty(obj, name)让它们变成了函数行为。

静态方法

Reflect对象一共有 13 个静态方法（匹配Proxy的13种拦截行为）。

  • Reflect.apply(target, thisArg, args)
  • Reflect.construct(target, args)
  • Reflect.get(target, name, receiver)
  • Reflect.set(target, name, value, receiver)
  • Reflect.defineProperty(target, name, desc)
  • Reflect.deleteProperty(target, name)
  • Reflect.has(target, name)
  • Reflect.ownKeys(target)
  • Reflect.isExtensible(target)
  • Reflect.preventExtensions(target)
  • Reflect.getOwnPropertyDescriptor(target, name)
  • Reflect.getPrototypeOf(target)
  • Reflect.setPrototypeOf(target, prototype)

大部分与Object对象的同名方法的作用都是相同的，而且它与Proxy对象的方法是一一对应的。

实例

下面通过3个实例来对比Object对象方法与Reflect对象方法。

实例1

//Object对象方法
try {Object.defineProperty(target, name, property);
} catch (e) {console.log("error");
}

//Reflect对象方法
if (Reflect(target, name, property)) {console.log("success");
} else {console.log("error")
}

解析：

由于Reflect(target, name, property)返回的是boolean，代码语义性更好。

实例2

let hero = {name: '赵云',hp: 100,sp: 100,equipment: ['马', '长枪']
}

//Object对象方法
console.log('name' in hero);
// --> true

//Reflect对象方法
console.log(Reflect.has(hero,'name'));
// --> true

解析：

Object操作是命令式，而Reflect让它们变成了函数行为

实例3

let hero = {name: '赵云',hp: 100,sp: 100,equipment: ['马', '长枪']
}

let handler = {get(target, name, receiver) {if (name === "name") {console.log("success");} else {console.log("failure");}return Reflect.get(target, name, receiver);}
}

let heroProxy = new Proxy(hero, handler);
console.log(heroProxy.name);
// --> success
// --> 赵云

解析：

Reflect对象的操作和Proxy对象的操作一一对应，在Proxy的拦截操作中，可以直接利用Reflect对象直接获取Proxy的默认值。

结合实践

掌握了Proxy与Reflect的知识点后，除了解决文章开头的数据绑定问题之外，挑选日常编码中容易遇见的两种情况进行编码实践。

观察者模式

观察者模式（Observer mode）指的是函数自动观察数据对象，一旦数据有变化，函数就会自动执行。

let hero = {name: '赵云',hp: 100,sp: 100,equipment: ['马', '长枪']
}

const handler = {set(target, key, value, receiver) {//内部调用对应的 Reflect 方法
    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);//执行观察者队列
    observableArray.forEach(item => item());return result;}
}

//初始化Proxy对象，设置拦截操作
const createProxy = (obj) => new Proxy(obj, handler);

//初始化观察者队列
const observableArray = new Set();

const heroProxy = createProxy(hero);

//将监听函数加入队列
observableArray.add(() => {console.log(heroProxy.name);
});

heroProxy.name = "黄忠";
// --> 黄忠

该实例在set拦截行为中加入了监听函数的执行，使每一次值的改变均能被监听。

对象多重继承

实现对象间的单继承，比如obj2继承obj1，可以使用Object.setPrototypeOf方法，但是没法实现多继承。

const people = {name: 'people',run() {console.log('people.run:', this.name);}
};

const powerMan = {name: 'powerMan',run() {console.log('powerMan.run:', this.name);},fight() {console.log('powerMan.fight:', this.name);}
};

const handler = {get(target, name, receiver) {if (Reflect.has(target, name)) {return Reflect.get(target, name, receiver);}else {for (let P of target[Symbol.for('[[Prototype]]')]) {if (Reflect.has(P, name)) {return Reflect.get(P, name, receiver);}}}}
};

const hero = new Proxy({name: 'hero',strike() {this.run();this.fight();}
}, handler);

hero[Symbol.for('[[Prototype]]')] = [people, powerMan];
hero.strike();
// --> people.run:hero
// --> powerMan.fight:hero

用了一个自定义的属性Symbol.for("[[Prototype]]")来表示要继承的多个父对象。

然后用Proxy来拦截所有hero中的get请求，使用Reflect.has方法检查hero中是否存在相应的属性或者方法。

如果存在，则直接转发；如果不存在，则遍历父对象列表，在父对象中逐个检查是否存在相应的属性或者方法。

若存在则调用。若不存在，则相当于get返回undefined。

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