Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?

前言:

        Vue3 已经出来很久了,相信大家很多都已经在使用Vue3去生产了,但是Vue3 究竟比 Vue2 好在哪里呢?今天一起深入学习一下 Vue3的响应式原理,顺便说一说 Vue3的响应式到底比Vue2的响应式好在哪里,篇幅有点长大家一起细细品味!

目录

回顾 Vue2 的响应式原理

1. 基本使用

2.监听对象上的多个属性

3.深度监听一个对象

4.监听数组

学习 Vue3 的响应式原理

1. 基本使用

2.解决Vue2 Object.defineProperty中遇到的问题

3. Vue3 的双向绑定真的是这样写的吗? 

什么是 Reflect ?

4. 为什么 Proxy 要配合 Reflect 一起使用

①触发代理对象的劫持时保证正确的 this 上下文指向

②框架健壮性

结语:


回顾 Vue2 的响应式原理


1. 基本使用

语法:Object.defineProerty(obj, prop, descriptor)

作用:在一个对象定义一个新属性,或者修改一个对象的现有属性,并返回一个对象

参数

  1. 要添加属性的对象

  2. 要定义或修改的属性的名称或 [Symbol]

  3. 要定义或修改的属性描述符

看一个简单的例子

通过这种方式,我们成功监听了person上的name属性的变化。

2.监听对象上的多个属性

上面的使用中,我们只监听了一个属性的变化,但是在实际情况中,我们通常需要一次监听多个属性的变化。
这时我们需要配合Object.keys(obj)进行遍历。这个方法可以返回obj对象身上的所有可枚举属性组成的字符数组。(其实用for in遍历也可以)

let person = {
    name:'Barry',
    age:22
}

console.log(Object.keys(person)); 
// ['name', 'age']

根据上面的 API ,我们就可以遍历劫持对象上的所有属性,但是结果我们发现并达不到效果,下面是写的一个错误版本:

let person = {
    name:'Barry',
    age:22
}

console.log(Object.keys(person));
/**
 * Object.defineProperty 复杂使用
*/

Object.keys(person).forEach(key=>{
    Object.defineProperty(person,key,{
        get(){
            return person[key]
        },
        set(val){
            console.log(`modify person object ${key}`);
            person[key] = val
        }
    })
})

console.log(person.age);

Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?_第1张图片

 看起来写的并没有问题,但是试着运行一下,你会发现和我报一样的错误---栈溢出  

这是为什么呢?

  让我们聚焦在 get 方法里面,我们在访问 person 身上的属性时,就会触发 get 方法,返回 person[key] ,但是访问 person[key] 也会触发 get 方法,导致递归调用,最终栈溢出。 

这也引出了我们下面的方法,我们需要设置一个中转 Observer,来让 get return 的值并不是直接访问 obj[key]

let person = {
    name:'Barry',
    age:22
}

console.log(Object.keys(person));

/**
 * Object.defineProperty 复杂使用(正确版本)
 */

// 实现一个响应式函数
function defineProperty(obj,key,val) {
    Object.defineProperty(obj,key,{
        get(){
            console.log(`trigger ${key} property`);
            return val
        },
        set(newVal){
            console.log(`${key} set property ${newVal}`);
            val = newVal
        }
    })
}

// 实现一个遍历函数 Observer
function observer(obj){
    Object.keys(obj).forEach(key=>{
        defineProperty(obj,key,obj[key])
    })
}

observer(person);
console.log(person.name);
person.age = 30;
console.log(person.age);

3.深度监听一个对象

那么我们如何解决对象中嵌套一个对象的情况呢?其实可以在上述代码中加一个递归,然后利用递归来轻松实现

我们可以观察到,其实 Observer 就是我们想要实现的监听函数,我们预期的目标是 只要把对象传入其中,就可以实现对这个对象的属性监视,即使该对象的属性也是一个对象

具体代码如下:

function defineProperty(obj,key,val) {
    if(typeof val === 'object'){
        observer(val)
    }
    Object.defineProperty(obj,key,{
        get(){
            console.log(`trigger ${key} property`);
            return val
        },
        set(newVal){
            console.log(`${key} set property ${newVal}`);
            val = newVal
        }
    })
}

当然啦,我们也要在observer里面加一个递归停止的条件:

function observer(obj){
    if(typeof obj !== 'object' || obj === null){
        return
    }
    Object.keys(obj).forEach(key=>{
        defineProperty(obj,key,obj[key])
    })
}

其实到这里就差不多解决了,但是还有一个小问题,如果对某属性进行修改时,如果原本的属性值是一个字符串,但是我们重新赋值了一个对象,我们要如何监听新添加的对象的所有属性呢?其实也很简单,只需要修改set函数:

set(newVal){
    console.log(`${key} set property ${newVal}`);
    if(typeof val === 'object'){
        observer(key)
    }
    val = newVal
}

4.监听数组

那么如果对象的属性是一个数组呢?我们要如何实现监听?

请看下面一段代码:

let hobby = ['抽烟','喝酒','烫头']
    let person = {
        name:'Barry',
        age:22
    }


// 把 hobby 作为 person 属性监听
Object.defineProperty(person,'hobby',{
    get(){
        console.log('tigger get');
        return hobby
    },
    set(newVal){
        console.log('tigger set',newVal);
        hobby = newVal
    }
})

console.log(person.hobby);
person.hobby = ['看书','游泳','听歌']
person.hobby.push('游泳')

Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?_第2张图片

我们发现,通过 push方法给数组增加的元素,set方法是监听不到的。

事实上,通过索引访问或者修改数组中已经存在的元素,是可以触发get和set的,但是对于通过push、unshift增加的元素,会增加一个索引,这种情况需要手动初始化,新增加的元素才能被监听到。另外, 通过 pop 或 shift 删除元素,会删除并更新索引,也会触发 setter 和 getter 方法。

在Vue2.x中,通过重写Array原型上的方法解决了这个问题,此处就不展开说了,有兴趣的uu可以再去了解下~

vue能监听到数组变化的方法有哪些?为什么这些方法能监听到呢?https://cn.vuejs.org/v2/guide/list.html#%E6%95%B0%E7%BB%84%E6%9B%B4%E6%96%B0%E6%A3%80%E6%B5%8BVue  源码

Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?_第3张图片

学习 Vue3 的响应式原理


是不是感觉有点复杂?事实上,在上面的讲述中,我们还有问题没有解决:那就是当我们要给对象新增加一个属性时,也需要手动去监听这个新增属性。

也正是因为这个原因,使用 vue 给 data 中的数组或对象新增属性时,需要使用 vm.$set 才能保证新增的属性也是响应式的。

可以看到,通过 Object.definePorperty() 进行数据监听是比较麻烦的,需要大量的手动处理。这也是为什么在Vue3.0中尤雨溪转而采用Proxy。接下来让我们一起看一下Proxy是怎么解决这些问题的吧!


1. 基本使用

语法const p = new Proxy( target, handler );

参数

  1. target:要使用 Proxy 包装的目标对象(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)

  2. handler:一个通常以函数作为属性的对象,各属性中的函数分别定义了在执行各种操作时代理 p 的行为。

通过Proxy,我们可以对设置代理的对象上的一些操作进行拦截,外界对这个对象的各种操作,都要先通过这层拦截。(和defineProperty差不多)

一起先看一个简单的例子

Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?_第4张图片

 可以看出,Proxy代理的是整个对象而不是对象的某个特定属性,不需要我们通过遍历来逐个进行数据绑定。

值得注意的是:之前我们在使用Object.defineProperty()给对象添加一个属性之后,我们对对象属性的读写操作仍然在对象本身
但是一旦使用Proxy,如果想要读写操作生效,我们就要对Proxy的实例对象 进行操作

2.解决Vue2 Object.defineProperty中遇到的问题

在上面使用Object.defineProperty的时候,我们遇到的问题有:

1.一次只能对一个属性进行监听,需要遍历来对所有属性监听。这个我们在上面已经解决了。
2. 在遇到一个对象的属性还是一个对象的情况下,需要递归监听。
3. 对于对象的新增属性,需要手动监听
4. 对于数组通过push、unshift方法增加的元素,也无法监听

这些问题在Proxy中都轻松得到了解决,让我们看看以下代码。

一起检验第二个问题

可以看到成功的监听到了 person 对象里的 job 对象,job 的所有属性都可以被成功监听到

一起检验第三个问题

console.log(p);

//测试 get
console.log(p.job);
console.log(p.job.type);

//测试 set
p.job.type = 'Web'
console.log(p.job);

用这几行代码已经可以成功的测试出来,访问的 p.job.type 就是原对象上不存在的属性,但是我们访问它的时候,仍然可以被 get 拦截到。

一起检验第四个问题 

在这,我们已经把 Vue2 遇到的问题都完美解决了!这里我们对 Proxy 的解析并不是十分全面,细心的同学在阅读 Proxy 的 MDN 文档上可能会发现其实 Proxy 中 get 陷阱中还会存在一个额外的参数 receiver 。这个感兴趣的朋友可以去查阅一番文档,这里就不详细介绍了。

3. Vue3 的双向绑定真的是这样写的吗? 

其实并不是这样,Vue3 的响应式是通过 Proxy(代理) 配合 Reflect(反射) 进行设计的,为什么要这样设计呢?我们一起往下看

Proxy && Reflect 基础使用

上面只是我们一个粗糙的实现。想到这里可能有不熟悉的朋友就会问了:

什么是 Reflect ?

Reflect 其实和 Proxy 一样都是属于 ES6 的高级API,Reflect 也是属于 window 的一个内置类,可以通过 window.Reflect 访问到,看下图 

Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?_第5张图片

 

4. 为什么 Proxy 要配合 Reflect 一起使用

①触发代理对象的劫持时保证正确的 this 上下文指向

上边的 Demo 中一切都看起来顺风顺水没错吧,细心的同学在阅读 Proxy 的 MDN 文档上可能会发现其实 Proxy 中 get 陷阱中还会存在一个额外的参数 receiver 。 

那么这里的 receiver 究竟表示什么意思呢?大多数同学会将它理解成为代理对象

上述的例子中,我们在 Proxy 实例对象的 get 陷阱上接收了 receiver 这个参数

同时,我们在陷阱内部打印 console.log(receiver === proxy); 它会打印出 true ,表示这里 receiver 的确是和代理对象相等的。

那么你可以稍微思考下这里的 receiver 究竟是什么呢? 其实这也是 proxy 中 get 第三个 receiver 存在的意义。

它是为了传递正确的调用者指向

通过我们上述对 window.Reflect 的打印可以看到,Reflect 的方法、属性和 Proxy 是一样的,所以 Reflect get 也是有这 第三个 receiver 属性的;

上述代码原理其实非常简单:

我们在 Reflect 中 get 陷阱中第三个参数传递了 Proxy 中的 receiver 也就是 obj 作为形参,它会修改调用时的 this 指向。 

你可以简单的将 Reflect.get(target, key, receiver) 理解成为 target[key].call(receiver),不过这是一段伪代码,但是这样你可能更好理解。

相信看到这里你已经明白 Relfect 中的 receiver 代表的含义是什么了,没错它正是可以修改属性访问中的 this 指向为传入的 receiver 对象。

 

 

②框架健壮性

为什么会说道框架的健壮性呢?我们一起看一段代码

看一下浏览器运行环境

Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?_第6张图片

我们可以看到,使用 Object.defineProperty() 重复声明的属性 报错了,因为 JavaScript 是单线程语言,一旦抛出异常,后边的任何逻辑都不会执行,所以为了避免这种情况,我们在底层就要写 大量的 try catch 来避免,不够优雅。

我们来看一下 Reflect 会是什么情况?

 Vue3中的响应式原理,为什么使用Proxy(代理) 与 Reflect(反射)?_第7张图片

我们可以看到使用 Reflect.defineProperty() 是有返回值的,所以通过 返回值 来判断你当前操作是否成功。

结语:

这里就到文章的结尾了,可能你很多地方还是懵懵懂懂,不妨打开电脑,一起敲一敲,试一试,可能会很有帮助;

其次文中很多地方讲解的不够细致,所以也会导致你对整体理解不是特别清晰,我争取早日完善;

最后谢谢每一位观看的小伙伴,一起加油~~~

 

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