深入理解Proxy 及 使用Proxy实现vue数据双向绑定

时间：2022-09-24 15:23:40

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1.什么是Proxy？它的作用是？

据阮一峰文章介绍：Proxy可以理解成，在目标对象之前架设一层 "拦截"，当外界对该对象访问的时候，都必须经过这层拦截，而Proxy就充当了这种机制，类似于代理的含义，它可以对外界访问对象之前进行过滤和改写该对象。

如果对vue2.xx了解或看过源码的人都知道，vue2.xx中使用 Object.defineProperty()方法对该对象通过 递归+遍历的方式来实现对数据的监控的，具体了解
 Object.defineProperty可以看我上一篇文章(https://www.cnblogs.com/tugenhua0707/p/10261170.html). 但是通过上一篇Object.defineProperty文章 我们也知道，当我们使用数组的方法或改变数组的下标是不能重新触发 Object.defineProperty中的set()方法的，因此就做不到实时响应了。所以使用 Object.defineProperty 存在如下缺点：

1. 监听数组的方法不能触发Object.defineProperty方法中的set操作(如果要监听的到话，需要重新编写数组的方法)。
2. 必须遍历每个对象的每个属性，如果对象嵌套很深的话，需要使用递归调用。

因此vue3.xx中之后就改用Proxy来更好的解决如上面的问题。在学习使用Proxy实现数据双向绑定之前，我们还是一步步来，先学习了Proxy基本知识点。

Proxy基本语法

const obj = new Proxy(target, handler);

参数说明如下：

target: 被代理对象。
handler: 是一个对象，声明了代理target的一些操作。
obj: 是被代理完成之后返回的对象。

但是当外界每次对obj进行操作时，就会执行handler对象上的一些方法。handler中常用的对象方法如下：

1. get(target, propKey, receiver)
2. set(target, propKey, value, receiver)
3. has(target, propKey)
4. construct(target, args):
5. apply(target, object, args)

如上是Proxy中handler 对象的方法，其实它和Reflect里面的方法类似的，想要了解Reflect看这篇文章

如下代码演示：

const target = {

  name: 'kongzhi'

};

const handler = {

  get: function(target, key) {

    console.log(`${key} 被读取`);

    return target[key];

  },

  set: function(target, key, value) {

    console.log(`${key} 被设置为 ${value}`);

    target[key] = value;

  }

};

const testObj = new Proxy(target, handler);

/*

  获取testObj中name属性值

  会自动执行 get函数后 打印信息：name 被读取 及输出名字 kongzhi

*/

console.log(testObj.name);

/*

 改变target中的name属性值

 打印信息如下： name 被设置为 111

*/

testObj.name = 111;

console.log(target.name); // 输出 111

如上代码所示：也就是说 target是被代理的对象，handler是代理target的，那么handler上面有set和get方法，当每次打印target中的name属性值的时候会自动执行handler中get函数方法，当每次设置 target.name 属性值的时候，会自动调用 handler中的set方法，因此target对象对应的属性值会发生改变，同时改变后的 testObj对象也会发生改变。同理改变返回后 testObj对象中的属性也会改变原对象target的属性的，因为对象是引用类型的，是同一个引用的。如果这样还是不好理解的话，可以简单的看如下代码应该可以理解了：

const target = {

  name: 'kongzhi'

};

const testA = target;

testA.name = 'xxx';

console.log(testA.name); // 打印 xxx

console.log(target.name); // 打印 xxx

2.get(target, propKey, receiver)

该方法的含义是：用于拦截某个属性的读取操作。它有三个参数，如下解析：
target: 目标对象。
propKey: 目标对象的属性。
receiver: (可选)，该参数为上下文this对象

如下代码演示：

const obj = {

  name: 'kongzhi'

};

const handler = {

  get: function(target, propKey) {

    // 使用 Reflect来判断该目标对象是否有该属性

    if (Reflect.has(target, propKey)) {

      // 使用Reflect 来读取该对象的属性

      return Reflect.get(target, propKey);

    } else {

      throw new ReferenceError('该目标对象没有该属性');

    }

  }

};

const testObj = new Proxy(obj, handler);

/*

 Proxy中读取某个对象的属性值的话，

 就会使用get方法进行拦截，然后返回该值。

 */

console.log(testObj.name); // kongzhi

/*

 如果对象没有该属性的话，就会进入else语句，就会报错：

 Uncaught ReferenceError: 该目标对象没有该属性

*/

// console.log(testObj.name2);

/*

 其实Proxy中拦截的操作是在原型上的，因此我们也可以使用 Object.create(obj)

 来实现对象的继承的。

 如下代码演示：

*/

const testObj2 = Object.create(testObj);

console.log(testObj2.name);

// 看看他们的原型是否相等

console.log(testObj2.__proto__ === testObj.__proto__);  // 返回true

如果没有这个拦截的话，如果某个对象没有该属性的话，会输出 undefined.

3.set(target, propKey, value, receiver)

该方法是用来拦截某个属性的赋值操作，它可以接受四个参数，参数解析分别如下：
target: 目标对象。
propKey: 目标对象的属性名
value: 属性值
receiver(可选): 一般情况下是Proxy实列
如下代码演示：

const obj = {

  'name': 'kongzhi'

};

const handler = {

  set: function(obj, prop, value) {

    return Reflect.set(obj, prop, value);

  }

};

const proxy = new Proxy(obj, handler);

proxy.name = '我是空智';

console.log(proxy.name); // 输出： 我是空智

console.log(obj); // 输出： {name: '我是空智'}

当然如果设置该对象的属性是不可写的，那么set方法就不起作用了，如下代码演示：

const obj = {

  'name': 'kongzhi'

};

Object.defineProperty(obj, 'name', {

  writable: false

});

const handler = {

  set: function(obj, prop, value, receiver) {

    Reflect.set(obj, prop, value);

  }

};

const proxy = new Proxy(obj, handler);

proxy.name = '我是空智';

console.log(proxy.name); // 打印的是 kongzhi

注意：proxy对数组也是可以监听的；如下代码演示，数组中的 push方法监听：

const obj = [{

  'name': 'kongzhi'

}];

const handler = {

  set: function(obj, prop, value) {

    return Reflect.set(obj, prop, value);

  }

};

const proxy = new Proxy(obj, handler);

proxy.push({'name': 'kongzhi222'});

proxy.forEach(function(item) {

  console.log(item.name); // 打印出 kongzhi kongzhi222

});

4.has(target, propKey)

该方法是判断某个目标对象是否有该属性名。接收二个参数，分别为目标对象和属性名。返回的是一个布尔型。
如下代码演示：

const obj = {

  'name': 'kongzhi'

};

const handler = {

  has: function(target, key) {

    if (Reflect.has(target, key)) {

      return true;

    } else {

      return false;

    }

  }

};

const proxy = new Proxy(obj, handler);

console.log(Reflect.has(obj, 'name')); // true

console.log(Reflect.has(obj, 'age')); // false

5.construct(target, args, newTarget):

该方法是用来拦截new命令的，它接收三个参数，分别为 目标对象，构造函数的参数对象及创造实列的对象。
第三个参数是可选的。它的作用是拦截对象属性。

如下代码演示：

function A(name) {

  this.name = name;

}

const handler = {

  construct: function(target, args, newTarget) {

    /*

     输出： function A(name) {

              this.name = name;

           }

    */

    console.log(target);

    // 输出： ['kongzhi', {age: 30}]

    console.log(args);

    return args

  }

};

const Test = new Proxy(A, handler);

const obj = new Test('kongzhi', {age: 30});

console.log(obj);  // 输出： ['kongzhi', {age: 30}]

6.apply(target, object, args)

该方法是拦截函数的调用的。该方法接收三个参数，分别是目标对象。目标对象上下文this对象 和 目标对象的数组；它和 Reflect.apply参数是一样的，了解 
Reflect.apply(https://www.cnblogs.com/tugenhua0707/p/10291909.html#_labe2).

使用demo如下演示：

function testA(p1, p2) {

  return p1 + p2;

}

const handler = {

  apply: function(target, ctx, args) {

    /*

      这里的 ...arguments 其实就是上面的三个参数 target, ctx, args 对应的值。

      分别为：

      target: function testA(p1, p2) {

        return p1 + p2;

      }

      ctx: undefined

      args: [1, 2]

      使用 Reflect.apply(...arguments) 调用testA函数，因此返回 (1+2） * 2 = 6

    */

    console.log(...arguments);

    return Reflect.apply(...arguments) * 2;

  }

}

const proxy = new Proxy(testA, handler);

console.log(proxy(1, 2)); //

// 也可以如下调用

console.log(proxy.apply(null, [1, 3])); //

// 我们也可以使用 Reflect.apply 调用

console.log(Reflect.apply(proxy, null, [3, 5])); //

7.使用Proxy实现简单的vue双向绑定

vue3.x使用了Proxy来对数据进行监听了，因此我们来简单的来学习下使用Proxy来实现一个简单的vue双向绑定。
我们都知道实现数据双向绑定，需要实现如下几点：

1. 需要实现一个数据监听器 Observer, 能够对所有数据进行监听，如果有数据变动的话，拿到最新的值并通知订阅者Watcher.
2. 需要实现一个指令解析器Compile，它能够对每个元素的指令进行扫描和解析，根据指令模板替换数据，以及绑定相对应的函数。
3. 需要实现一个Watcher, 它是链接Observer和Compile的桥梁，它能够订阅并收到每个属性变动的通知，然后会执行指令绑定的相对应
的回调函数，从而更新视图。

下面是一个简单的demo源码如下(我们可以参考下，理解下原理)：

<!DOCTYPE html>

 <html>

    <head>

      <meta charset="utf-8">

      <title>标题</title>

    </head>

    <body>

      <div id="app">

        <input type="text" v-model='count' />

        <input type="button" value="增加" @click="add" />

        <input type="button" value="减少" @click="reduce" />

        <div v-bind="count"></div>

      </div>

      <script type="text/javascript">

        class Vue {

          constructor(options) {

            this.$el = document.querySelector(options.el);

            this.$methods = options.methods;

            this._binding = {};

            this._observer(options.data);

            this._compile(this.$el);

          }

          _pushWatcher(watcher) {

            if (!this._binding[watcher.key]) {

              this._binding[watcher.key] = [];

            }

            this._binding[watcher.key].push(watcher);

          }

          /*

           observer的作用是能够对所有的数据进行监听操作，通过使用Proxy对象

           中的set方法来监听，如有发生变动就会拿到最新值通知订阅者。

          */

          _observer(datas) {

            const me = this;

            const handler = {

              set(target, key, value) {

                const rets = Reflect.set(target, key, value);

                me._binding[key].map(item => {

                  item.update();

                });

                return rets;

              }

            };

            this.$data = new Proxy(datas, handler);

          }

          /*

           指令解析器，对每个元素节点的指令进行扫描和解析，根据指令模板替换数据，以及绑定相对应的更新函数

          */

          _compile(root) {

            const nodes = Array.prototype.slice.call(root.children);

            const data = this.$data;

            nodes.map(node => {

              if (node.children && node.children.length) {

                this._compile(node.children);

              }

              const $input = node.tagName.toLocaleUpperCase() === "INPUT";

              const $textarea = node.tagName.toLocaleUpperCase() === "TEXTAREA";

              const $vmodel = node.hasAttribute('v-model');

              // 如果是input框 或 textarea 的话，并且带有 v-model 属性的

              if (($vmodel && $input) || ($vmodel && $textarea)) {

                const key = node.getAttribute('v-model');

                this._pushWatcher(new Watcher(node, 'value', data, key));

                node.addEventListener('input', () => {

                  data[key] = node.value;

                });

              }

              if (node.hasAttribute('v-bind')) {

                const key = node.getAttribute('v-bind');

                this._pushWatcher(new Watcher(node, 'innerHTML', data, key));

              }

              if (node.hasAttribute('@click')) {

                const methodName = node.getAttribute('@click');

                const method = this.$methods[methodName].bind(data);

                node.addEventListener('click', method);

              }

            });

          }

        }

        /*

         watcher的作用是 链接Observer 和 Compile的桥梁，能够订阅并收到每个属性变动的通知，

         执行指令绑定的响应的回调函数，从而更新视图。

        */

        class Watcher {

          constructor(node, attr, data, key) {

            this.node = node;

            this.attr = attr;

            this.data = data;

            this.key = key;

          }

          update() {

            this.node[this.attr] = this.data[this.key];

          }

        }

      </script>

      <script type="text/javascript">

        new Vue({

          el: '#app',

          data: {

            count: 0

          },

          methods: {

            add() {

              this.count++;

            },

            reduce() {

              this.count--;

            }

          }

        });

      </script>

    </body>

</html>

点击可以查看效果

如上代码我们来分析下原理如下：

首先他是使用ES6编写的语法来实现的。首先我们想实现类似vue那要的初始化代码，如下这样设想：

new Vue({

  el: '#app',

  data: {

    count: 0

  },

  methods: {

    add() {

      this.count++;

    },

    reduce() {

      this.count--;

    }

  }

});

因此使用ES6 基本语法如下：

class Vue {

  constructor(options) {

    this.$el = document.querySelector(options.el);

    this.$methods = options.methods;

    this._binding = {};

    this._observer(options.data);

    this._compile(this.$el);

  }

}

Vue类使用new创建一个实例化的时候，就会执行 constructor方法代码，因此options是vue传入的一个对象，它有 el，data, methods等属性。 如上代码先执行 this._observer(options.data); 该 observer 函数就是监听所有数据的变动函数。基本代码如下：

1. 实现Observer对所有的数据进行监听。

_observer(datas) {

  const me = this;

  const handler = {

    set(target, key, value) {

      const rets = Reflect.set(target, key, value);

      me._binding[key].map(item => {

        item.update();

      });

      return rets;

    }

  };

  this.$data = new Proxy(datas, handler);

}

使用了我们上面介绍的Proxy中的set方法对所有的数据进行监听，只要我们Vue实列属性data中有任何数据发生改变的话，都会自动调用Proxy中的set方法，我们上面的代码使用了 const rets = Reflect.set(target, key, value); return rets; 这样的代码，就是对我们的data中的任何数据发生改变后，使用该方法重新设置新值，然后返回给 this.$data保存到这个全局里面。

me._binding[key].map(item => {

  item.update();

});

如上this._binding 是一个对象，对象里面保存了所有的指令及对应函数，如果发生改变，拿到最新值通知订阅者，因此通知Watcher类中的update方法，如下Watcher类代码如下：

/*

 watcher的作用是 链接Observer 和 Compile的桥梁，能够订阅并收到每个属性变动的通知，

 执行指令绑定的响应的回调函数，从而更新视图。

*/

class Watcher {

  constructor(node, attr, data, key) {

    this.node = node;

    this.attr = attr;

    this.data = data;

    this.key = key;

  }

  update() {

    this.node[this.attr] = this.data[this.key];

  }

}

2. 实现Compile

如下代码初始化

class Vue {

  constructor(options) {

    this.$el = document.querySelector(options.el);

    this._compile(this.$el);

  }

}

_compile 函数的作用就是对页面中每个元素节点的指令进行解析和扫描的，根据指令模板替换数据，以及绑定相应的更新函数。

代码如下：

_compile(root) {

    const nodes = Array.prototype.slice.call(root.children);

    const data = this.$data;

    nodes.map(node => {

      if (node.children && node.children.length) {

        this._compile(node.children);

      }

      const $input = node.tagName.toLocaleUpperCase() === "INPUT";

      const $textarea = node.tagName.toLocaleUpperCase() === "TEXTAREA";

      const $vmodel = node.hasAttribute('v-model');

      // 如果是input框 或 textarea 的话，并且带有 v-model 属性的

      if (($vmodel && $input) || ($vmodel && $textarea)) {

        const key = node.getAttribute('v-model');

        this._pushWatcher(new Watcher(node, 'value', data, key));

        node.addEventListener('input', () => {

          data[key] = node.value;

        });

      }

      if (node.hasAttribute('v-bind')) {

        const key = node.getAttribute('v-bind');

        this._pushWatcher(new Watcher(node, 'innerHTML', data, key));

      }

      if (node.hasAttribute('@click')) {

        const methodName = node.getAttribute('@click');

        const method = this.$methods[methodName].bind(data);

        node.addEventListener('click', method);

      }

    });

  }

}

如上代码，
1. 拿到根元素的子节点，然后让子元素变成数组的形式，如代码：
const nodes = Array.prototype.slice.call(root.children);

2. 保存变动后的 this.$data, 如下代码：
const data = this.$data;

3. nodes子节点进行遍历，如果改子节点还有子节点的话，就会递归调用 _compile方法，如下代码：

nodes.map(node => {

  if (node.children && node.children.length) {

    this._compile(node.children);

  }

});

4. 对子节点进行判断，如果子节点是input元素或textarea元素的话，并且有 v-model这样的指令的话，如下代码：

nodes.map(node => {

  const $input = node.tagName.toLocaleUpperCase() === "INPUT";

  const $textarea = node.tagName.toLocaleUpperCase() === "TEXTAREA";

  const $vmodel = node.hasAttribute('v-model');

  // 如果是input框 或 textarea 的话，并且带有 v-model 属性的

  if (($vmodel && $input) || ($vmodel && $textarea)) {

    const key = node.getAttribute('v-model');

    this._pushWatcher(new Watcher(node, 'value', data, key));

    node.addEventListener('input', () => {

      data[key] = node.value;

    });

  }

});

如上代码，如果有 v-model，就获取v-model该属性值，如代码：
const key = node.getAttribute('v-model'); 
然后把该指令通知订阅者 Watcher; 如下代码：
this._pushWatcher(new Watcher(node, 'value', data, key));

就会调用 Watcher类的constructor的方法，如下代码：

class Watcher {

  constructor(node, attr, data, key) {

    this.node = node;

    this.attr = attr;

    this.data = data;

    this.key = key;

  }

}

把 node节点，attr属性，data数据，v-model指令key保存到this对象中了。然后调用 this._pushWatcher(watcher); 这样方法。

_pushWatcher代码如下：

if (!this._binding[watcher.key]) {

  this._binding[watcher.key] = [];

}

this._binding[watcher.key].push(watcher);

如上代码，先判断 this._binding 有没有 v-model指令中的key, 如果没有的话，就把该 this._binding[key] = []; 设置成空数组。然后就把它存入 this._binding[key] 数组里面去。

5. 对于 input 或 textarea 这样的 v-model 会绑定相对应的函数，如下代码：

node.addEventListener('input', () => {

  data[key] = node.value;

});

当input或textarea有值发生改变的话，那么就把最新的值存入 Vue类中的data对象里面去，因此data中的数据会发生改变，因此会自动触发执行 _observer 函数中的Proxy中的set方法函数，还是一样，首先更新最新值，使用代码：
const rets = Reflect.set(target, key, value);
然后遍历 保存到 this._binding 对象中对应的键；如下代码：

me._binding[key].map(item => {

  console.log(item);

  item.update();

});

如上，我们在input输入框输入1的时候，打印item值如下所示：

深入理解Proxy 及 使用Proxy实现vue数据双向绑定

然后执行 item.update()方法，update方法如下：

class Watcher {

  update() {

    this.node[this.attr] = this.data[this.key];

  }

}

就会更新值到视图里面去，比如input或textarea, 那么 attr = 'value', node 是该元素的节点，key 就是 v-model中的属性值，因此 this.node['value'] = this.data[key];

然后同时代码中如果有 v-bind这样的指令的话，也会和上面的逻辑一样判断和执行；如下 v-bind指令代码如下：

if (node.hasAttribute('v-bind')) {

  const key = node.getAttribute('v-bind');

  this._pushWatcher(new Watcher(node, 'innerHTML', data, key));

}

然后也会更新到视图里面去，那么 attr = 'innerHTML', node 是该元素的节点，key 也是 v-model中的属性值了，因此 this.node.innerHTML = thid.data['key'];

比如页面中html代码如下：

<div id="app">

  <input type="text" v-model='count' />

  <input type="button" value="增加" @click="add" />

  <input type="button" value="减少" @click="reduce" />

  <div v-bind="count"></div>

</div>

实列化代码如下：

new Vue({

  el: '#app',

  data: {

    count: 0

  },

  methods: {

    add() {

      this.count++;

    },

    reduce() {

      this.count--;

    }

  }

});

因此上面的 node 是 <input type="text" v-model='count' /> input中的node节点了，因此 node.value = this.data['count']; 因此 input框的值就更新了，同时 <div v-bind="count"></div> 该节点通过 node.innerHTML = this.data['count'] 这样的话，值也得到了更新了。

6. 对于页面中元素节点带有 @click这样的方法，也有判断，如下代码：

if (node.hasAttribute('@click')) {

  const methodName = node.getAttribute('@click');

  const method = this.$methods[methodName].bind(data);

  node.addEventListener('click', method);

}

如上代码先判断该node是否有该属性，然后获取该属性的值，比如html页面中有 @click="add" 和 @click="reduce" 这样的，当点击的时候，也会调用 this.$methods[methodName].bind(data)中对应 vue实列中对应的函数的。因此也会执行函数的，其中data 就是this.$data，监听该对象的值发生改变的话，同样会调用 Proxy中的set函数，最后也是一样执行函数去更新视图的。如上就是使用proxy实现数据双向绑定的基本原理的。

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