Vue3都使用Proxy了，你更应该了解Proxy

vue3.0的pre-alpha版代码已经开源了，就像作者之前放出的消息一样，其数据响应这一部分已经由ES6的Proxy来代替Object.defineProperty实现，感兴趣的同学可以看其实现源码，同样Mobx5也使用Proxy来实现数据响应式。vue和mobx都开始使用Proxy来实现数据的响应式了，所以有必要抽点时间了解下Proxy。

Object.defineProperty的缺陷

说到Proxy，就不得不提Object.defineProperty，我们都知道，vue3.0之前的版本都是使用该方法来实现数据的响应式，具体是：

通过设定对象属性getter/setter方法来监听数据的变化，同时getter也用于依赖收集，而setter在数据变更时通知订阅者更新视图。

大概如下代码所示：

function defineReactive(obj, key, value) {

    Object.defineProperty(obj, key, {

        enumerable: true,

        configurable: true,

        get() {

            collectDeps() // 收集依赖

            return value

        },

        set(newVal) {

            observe(newVal); // 若是对象需要递归子属性

            if (newVal !== value) {

                notifyRender() // 通知订阅者更新

                value = newVal;

            }

        }

    })

}

function observe(obj) {

    if (!obj || typeof obj! === 'object') {

        return

    }

    Object.keys(obj).forEach(key => {

        defineReactive(obj, key, obj[key]);

    })

}

var data = {

    name: 'wonyun',

    sex: 'male'

}

observe(data)

虽然Object.defineProperty通过为属性设置getter/setter能够完成数据的响应式，但是它并不算是实现数据的响应式的完美方案，某些情况下需要对其进行修补或者hack，这也是它的缺陷，主要表现在两个方面：

无法检测到对象属性的新增或删除

由于js的动态性，可以为对象追加新的属性或者删除其中某个属性，这点对经过Object.defineProperty方法建立的响应式对象来说，只能追踪对象已有数据是否被修改，无法追踪新增属性和删除属性，这就需要另外处理。

目前Vue保证响应式对象新增属性也是响应式的，有两种方式：
- Vue.set(obj, propertName/index, value)
- 响应式对象的子对象新增属性，可以给子响应式对象重新赋值
```
data.location = {

    x: 100,

    y: 100

}

data.location = {...data, z: 100}
```
响应式对象删除属性，可以使用Vue.delete(obj, propertyName/index)或者vue.$delete(obj, propertyName/index); 类似于删除响应式对象子对象的某个属性，也可以重新给子对象赋值来解决。

不能监听数组的变化

vue在实现数组的响应式时，它使用了一些hack，把无法监听数组的情况通过重写数组的部分方法来实现响应式，这也只限制在数组的push/pop/shift/unshift/splice/sort/reverse七个方法，其他数组方法及数组的使用则无法检测到，例如如下两种使用方式：

vm.items[index] = newValue
vm.items.length--

那么vue怎么实现数组的响应式呢，并不是重写数组的Array.prototype对应的方法，具体来说就是重新指定要操作数组的prototype，并重新该prototype中对应上面的7个数组方法，通过下面代码简单了解下实现原理：

const methods = ['pop','shift','unshift','sort','reverse','splice', 'push'];

 // 复制Array.prototype，并将其prototype指向Array.prototype

let proto = Object.create(Array.prototype);

methods.forEach(method => {

    proto[method] = function () { // 重写proto中的数组方法

        Array.prototype[method].call(this, ...arguments);

        viewRender() // 视图更新

    }

})

function observe(obj) {

    if (Array.isArray(obj)) { // 数组实现响应式

        obj.__proto__ = proto; // 改变传入数组的prototype

        return;

    }

    if (typeof obj === 'object') {

        ... // 对象的响应式实现

    }

}

Proxy的使用

Proxy，字面意思是代理，是ES6提供的一个新的API，用于修改某些操作的默认行为，可以理解为在目标对象之前做一层拦截，外部所有的访问都必须通过这层拦截，通过这层拦截可以做很多事情，比如对数据进行过滤、修改或者收集信息之类。借用proxy的巧用的一幅图，它很形象的表达了Proxy的作用。

ES6原生提供的Proxy构造函数，用法如下：

var proxy = new Proxy(obj, handler)

其中obj为Proxy要拦截的对象，handler用来定制拦截的操作，返回一个新的代理对象proxy；Proxy代理特点：

Proxy直接代理整个对象而非对象属性

Proxy的代理针对的是整个对象，而不是像Object.defineProperty针对某个属性。只需做一层代理就可以监听同级结构下的所有属性变化，包括新增属性和删除属性

Proxy也可以监听数组的变化

例如上面vue使用的Object.defineProperty实现响应式方式用Proxy来实现则相对比较简单：

let handler = {

 get(target, key){

   if (target[key] === 'object' && target[key]!== null) {

     // 嵌套子对象也需要进行数据代理

     return new Proxy(target[key], hanlder)

   }

   collectDeps() // 收集依赖

   return Reflect.get(target, key)

 },

 set(target, key, value) {

   if (key === 'length') return true

   notifyRender() // 通知订阅者更新

   return Reflect.set(target, key, value);

 }

}

let proxy = new Proxy(data, handler);

proxy.age = 18 // 支持新增属性

let proxy1 = new Proxy({arr: []}, handler);

proxy1.arr[0] = 'proxy' // 支持数组内容变化

上面的Proxy的构造函数中的 get/set为Proxy定义的13种的trap中的其中两种，它共有13种代理操作方法：

trap	描述
handler.get	获取对象的属性时拦截
handler.set	设置对象的属性时拦截
handler.has	拦截`propName in proxy`的操作，返回boolean
handler.apply	拦截proxy实例作为函数调用的操作，`proxy(args)`、`proxy.call(...)`、`proxy.apply(..)`
handler.construct	拦截proxy作为构造函数调用的操作
handler.ownKeys	拦截获取proxy实例属性的操作，包括`Object.getOwnPropertyNames`、`Object.getOwnPropertySymbols`、`Object.keys`、`for...in`
handler.deleteProperty	拦截`delete proxy[propName]`操作
handler.defineProperty	拦截`Objecet.defineProperty`
handler.isExtensible	拦截`Object.isExtensible`操作
handler.preventExtensions	拦截`Object.preventExtensions`操作
handler.getPrototypeOf	拦截`Object.getPrototypeOf`操作
handler.setPrototypeOf	拦截`Object.setPrototypeOf`操作
handler.getOwnPropertyDescriptor	拦截`Object.getOwnPropertyDescriptor`操作

Proxy代理目标对象，是通过操作上面的13种trap来完成的，这与ES6提供的另一个apiReflect的13种静态方法一一对应。二者一般是配合使用的，在修改proxy代理对象时，一般也需要同步到代理的目标对象上，这个同步就是用Reflect对应方法来完成的。例如上面的Reflect.set(target, key, value)同步目标对象属性的修改。需要补充一点：

13种trap操作方法中，若初始化时handler没设置的方法就直接操作目标对象，不会走拦截操作

Proxy的使用场景

Proxy因为在目标对象之前架设了一层拦截，外部对该目标对象的访问都必须经过这次拦截。那么通过这层拦截，可以做很多事情，例如控制过滤、缓存、数据验证等等，可以说Proxy的使用场景比较广，下面简单列举几个使用场景，更多实用场景可以参考Proxy的巧用。

Vue3的数据响应

vue3中利用Proxy实现数据读取和设置时进行拦截，在拦截trap中实现数据的依赖收集以及触发视图更新操作，vue3该部分实现的主要伪码如下：

function get(target, key, receiver) { // handler.get的拦截实现

    const res = Reflect.get(target, key, receiver)

    if(isSymbol(key) && builtInSymbols.has(key)) return res

    if (isRef(res)) return res.value

    track(target, OperationTypes.GET, key) // 收集依赖

    return isObject(res) ? reactive(res) : res

}

// handler.set的拦截操作

function set(target, key, value, receiver) {

    value = toRaw(value) // 获取缓存响应数据

    oldValue = target[key]

    if (isRef(oldValue) && !isRef(value)) {

       oldValue.value = value

       return true

    }

    const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)

    if (target === toRaw(receiver)) { //set拦截只限对象本身

       ... // 不同环境操作处理，并省略下面trigger方法第二参数获取逻辑

       trigger(target, OperationTypes.x, key) // 触发视图更新

    }

    return result

}

获取属性对应的值，无该属性或者属性为空返回默认值

在项目中经常遇到这样的需求，在前端拿到后端返回的数据时，获取某些可选字段时，如果其值为空或者不存在该属性时，可以设置一个默认值，类似loadsh库的get方法_.get(object, path, [defaultValue])。下面就对象形式下_.get用Proxy来实现，代码如下：

 function getValueByPath(object, path, defaultValue) {

     let proxy = new Proxy(object, {

         get(target, key) {

             if (key.startsWith('.')) {

                 key = key.slice(1);

             }

             if (key.includes('.')) {

                path = path.split('.');

                let index = 0, len = path.length;

                while(target != null && index < len) {

                    target = target[path[index++]]

                }

                return target || defaultValue;

             }

             if (!(key in target) || !target[key]) {

               return defaultValue

             }

             return Reflect.get(target, key)

         }

     });

     return proxy[path]

 }

需要注意的是，参数path若有类似a.b.c这样嵌套的路径时，我们是直接在Proxy的handler.get中处理的，如果在proxy对象实例上调用如proxy.a.b.c则需要在Proxy的handler.get对返回对象的属性还需要创建其Proxy实例，类似如下：

function getValueByPath(object, path, defaultValue) {

    return proxy = new Proxy(object, {

      get(target, key) {

          if (isObject(target[key])){

              return new Proxy(target[key], {get(){}})

          }

          ... // 其他省略

      }

    })

}

实现数组负数索引的访问

正常的数组，如果访问数组的负数索引会得到undefined，现在要实现类似字符串的substr方法，传递负数索引index,表示从倒数第index开始读取，实现拦截如下：

function getArrItem(arr) {

    return new Proxy(arr, {

        get(target, key, receiver) {

            let index = Number(key);

            if (index < 0) {

              key = String(target.length + index);

            }

            return Reflect.get(target, key, receiver)

        }

    });

}

Proxy的劣势

虽然Proxy相对于Object.defineProperty有很有优势，但是并不是说Proxy就没有劣势，这主要表现在以下两个方面：

兼容性问题，无完全polyfill

Proxy为ES6新出的API，浏览器的对其支持情况可以在caniuse查到，如下图所示：

可以看出虽然大部分浏览器支持Proxy特性，但是一些浏览器或者其低版本不支持Proxy，其中IE、QQ浏览器、百度浏览器等完全不支持，因此Proxy有兼容性问题。那能否像ES6其他特性那样有对应的polyfill解决方案呢，答案并不那么乐观。其中作为ES6转换的翘楚babel，在其官网明确做了说明:

Due to the limitations of ES5, Proxies cannot be transpiled or polyfilled.

也就是说，由于ES5的限制，ES6的Proxy没办法被完全polyfill，所以babel没有提供对应的转换支持，Proxy的实现是需要JS引擎级别提供支持，目前大部分主要的JS引擎提供了支持，可以查看ES6 Proxy compatibilit。

然而，截止目前2019年10月，Google开发的Proxy polyfill：proxy-polyfill，其实现也是残缺的，表现在：
- 只支持Proxy的4个trap：get、set、apply和construct
- 部分支持的trap其功能也是残缺的，如set不支持新增属性
- 该polyfill不能代理数组
性能问题

Proxy的另一个就是性能问题，为此有人专门做了一个对比实验，原文在这里thoughts-on-es6-proxies-performance，对应的中文翻译可以参考ES6 Proxy性能之我见。Proxy的性能比Promise还差，这就要需要在性能和简单实用上进行权衡。例如vue3使用Proxy后，其对对象及数组的拦截很容易实现数据的响应式，尤其对数组来说。

另外，Proxy作为新标准将受到浏览器厂商重点持续的性能优化，性能这块相信会逐步得到改善。

参考文献