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Vue源码探索之知识小储备 ——01.Object.defineProperty VS proxy

写在前面

  • 知识就是力量。 ——安琪拉
  • 知识就是力量,但更重要的是运用知识的技能。 —— 培根
  • 本文主要介绍了vue实现响应式数据/双向绑定原理的基础API的使用方法及拓展知识。
  • vue2 基于 Object.defineProperty,vue3 基于 proxy。本文做了详细描述和对比。

响应式数据/双向绑定原理

Vue 数据双向绑定主要是指:数据变化更新视图,视图变化更新数据。其中,View变化更新Data,可以通过事件监听的方式来实现,所以 Vue数据双向绑定的工作主要是如何根据Data变化更新View。 简而言之, Vue要实现数据双向绑定,需要做三件事情:

  1. 检测到Data变化(Observer)
  2. 追踪收集依赖,通知变更(Dep)
  3. 更新View视图(Watcher)

本文先来讲解vue实现数据双向绑定的第一步:如何检测到Data的变化。

假设我们有如下这样的一个data对象

let obj = {
    a: 1, 
    b: 2,
    c: ['排序', '递归']
};
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我们修改obj.a = 3, 那怎样才可以监听到这个改变呢?我们很容易想到大名鼎鼎的Object.defineProperty()。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,并返回此对象。

1.Object.defineProperty()

Object.defineProperty(obj, prop, descriptor) 参数: 【obj】: 要定义属性的对象。 【prop】: 要定义或修改的属性的名称或 Symbol 。 【descriptor】: 要定义或修改的属性描述符。

对象里目前存在的属性描述符有两种主要形式:数据描述符和存取描述符。数据描述符是一个具有值的属性,该值可以是可写的,也可以是不可写的。存取描述符是由 getter 函数和 setter 函数所描述的属性。一个描述符只能是这两者其中之一;不能同时是两者

1.1数据描述符

数据描述符是一个具有值的属性,该值可能是可写的,也可能是不可写的。

它具有以下可选的键值:

configurable:表示该属性能否通过delete删除,能否修改属性的特性或者能否修改访问器属性,默认为false。

enumerable:表示该属性是否可以枚举,即可否通过for..in访问属性。默认为false。

value:表示该属性的值。可以是任何有效的Javascript 值(数值,对象。函数等)。默认为undefined。

writable:表示该属性的值是否可写,默认为false。
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【栗子】:

	console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));
	result: { value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true }
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1.2存取描述符

存取描述符还具有以下可选键值:

get:  
属性的 getter 函数,如果没有 getter,则为 undefined。当访问该属性时,会调用此函数。  
执行时不传入任何参数,但是会传入 this 对象(由于继承关系,这里的this并不一定是定义该属性的对象)。  
该函数的返回值会被用作属性的值。

set:  
属性的 setter 函数,如果没有 setter,则为 undefined。  
当属性值被修改时,会调用此函数。  
该方法接受一个参数(也就是被赋予的新值),会传入赋值时的 this 对象。
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显然,我们只需要利用对象属性描述符里面的存取描述符,就能够检测到对象的改变。

【栗子】:

let _value = obj.a;
Object.defineProperty(obj, 'a', {
   get() {
       console.log('you get a number');
       return _value;
   },
   set(newVal){
       console.log('you set a number');
       _value = newVal;
   }
});

console.log(obj.a);
obj.a = 2;
console.log(obj.a);


// 打印结果
you get a number
1
you set a number
you get a number
2
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我们成功检测到了obj对象中a的改变,vue2.x正式基于这一特性实现了数据双向绑定的Observer部分。趁热打铁,再多试一次,享受Object.defineProperty的乐趣吧~

【Do it again】:

let _value = obj.c;
Object.defineProperty(obj, 'c', {
   get() {
       console.log('you get the array');
       return _value;
   },
   set(newVal){
       console.log('you change the array');
       _value = newVal;
   }
});

console.log(obj.c);
obj.c.push('二分查找');
console.log(obj.c);

// 打印结果
you get the array
[ '排序', '递归' ]
you get the array
you get the array
[ '排序', '递归', '二分查找' ]
复制代码

OMG!怎么没有打印set里的日志,可是数组确实追加进去了。难道Object.defineProperty不能监听数组的变化?没错,确实是这样,因此vue2.x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(push,pop, shif, unshift, splice, sort, reverse)来实现响应式,这也只限制在数组的这七个方法,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:

data.c[index] = newValue;
data.c.length--;
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2.数组hack

  1. 复制一份数组的原型方法,防止污染
const oldArrayProperty = Array.prototype;
const arrayProto = Object.create(oldArrayProperty);
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  1. 遍历,将arrayProto对象上的方法转换为观察者对象
const methodsToPatch = ['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice', 'sort', 'reverse'];  
methodsToPatch.forEach(methodName => {
    // 往arrayProto对象中加入methodsToPatch中的属性,并执行原生的methodsToPatch对应的方法
	Object.defineProperty(arrayProto, methodName, {
		value () {
            //监听数组变更
            console.log('you change the array');
			oldArrayProperty[methodName].apply(this, arguments)
		}
	})
})
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  1. 让数组继承arrayProto中的方法
obj.c.__proto__ = arrayProto;
复制代码

好啦,见证奇迹的时刻:

console.log(obj.c);
obj.c.push('二叉分法');
console.log(obj.c);

结果:
[ '排序', '递归' ]
you change the array
[ '排序', '递归', '二叉分法' ]

复制代码

一个简单的数组hack就实现了,vue2.x也正是基于这种数组方法重写的原理,监听数组变更,从而实现数组类型数据的双向绑定的。

vue2.x在实现数据响应式时,需要区别对待数组和对象,因此在vue3.0,尤大大和他的团队弃用了这种方式,选择使用es6的新特性 ProxyReflect 来实现双向绑定。

3.Proxy

vue3.0基于Proxy来做数据劫持代理,可以支持原生数组的响应式。还可以直接支持新增和删除属性,使用起来十分简洁明了。

【栗子】:

var obProxy = new Proxy(ob, {
    get(target, key, receiver) {
        console.log('you get:' + key);
        return target[key];
    },
    set(target, key, value, receiver){
     	console.log('you set:' + key);
        // target[key] = value;
        // Reflect.set(target, key, value)等同于上面的target[key] = value;
        return Reflect.set(target, key, value);
    }
});
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我们来分别打印一下

console.log(obj.a);
obj.a = 666;
console.log(obj.a);

结果:
1
666
不进入上面的get和set方法
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console.log(obProxy.a);
obProxy.a = 2;
console.log(obProxy.a);

结果:
you get:a
1
you set:a
you get:a
2
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结果印证:proxy是去创建一个新的代理对象,所以在改变原对象obj时,上述中的get与set中的console均未打印。

4. 对比:为什么vue3改用proxy实现数据响应式?

  1. Proxy 可以直接监听对象而非属性。
  2. Proxy 可以直接监听数组的变化。
  3. Proxy 有多达 13 种拦截方法,不限于 apply、ownKeys、deleteProperty、has 等等是 Object.defineProperty 不具备的。
  4. Object.defineProperty 只能遍历对象属性实现监听,而Proxy 返回的是一个新对象,我们可以只操作新的对象达到目,大大减少了遍历带来的性能开销。
  5. Proxy 作为新标准将受到浏览器厂商重点持续的性能优化,也就是传说中的新标准的性能红利;

The end~

参考文档:MDN web docs


下期预告:proxy详解及妙用