為什么Vue3.0使用Proxy實現數據監聽(defineProperty表示不背這個鍋)

導 讀

vue3.0中，響應式數據部分棄用了 Object.defineProperty ，使用 Proxy 來代替它。本文將主要通過以下方面來分析為什么vue選擇棄用 Object.defineProperty 。

• Object.defineProperty 真的無法監測數組下標的變化嗎？
• 分析vue2.x中對數組 Observe 部分源碼
• 對比 Object.defineProperty 和 Proxy

一、無法監控到數組下標的變化？

在一些技術博客上看到過這樣一種說法，認為 Object.defineProperty 有一個缺陷是無法監聽數組變化：

無法監控到數組下標的變化，導致直接通過數組的下標給數組設置值，不能實時響應。所以vue才設置了7個變異數組（ push 、 pop 、 shift 、 unshift 、 splice 、 sort 、 reverse ）的 hack 方法來解決問題。

Object.defineProperty 的第一個缺陷,無法監聽數組變化。 然而Vue的文檔提到了Vue是可以檢測到數組變化的，但是只有以下八種方法, vm.items[indexOfItem] = newValue 這種是無法檢測的。

這種說法是有問題的，事實上， Object.defineProperty 本身是可以監控到數組下標的變化的，只是在 Vue 的實現中，從性能/體驗的性價比考慮，放棄了這個特性。

下面我們通過一個例子來為 Object.defineProperty 正名：

function defineReactive(data, key, value) {
 Object.defineProperty(data, key, {
 enumerable: true,
 configurable: true,
 get: function defineGet() {
 console.log(`get key: ${key} value: ${value}`)
 return value
 },
 set: function defineSet(newVal) {
 console.log(`set key: ${key} value: ${newVal}`)
 value = newVal
 }
 })
}

function observe(data) {
 Object.keys(data).forEach(function(key) {
 defineReactive(data, key, data[key])
 })
}

let arr = [1, 2, 3]
observe(arr)

上面代碼對數組arr的每個屬性通過 Object.defineProperty 進行劫持，下面我們對數組arr進行操作，看看哪些行為會觸發數組的 getter 和 setter 方法。

1. 通過下標獲取某個元素和修改某個元素的值

可以看到，通過下標獲取某個元素會觸發 getter 方法, 設置某個值會觸發 setter

方法。

接下來，我們再試一下數組的一些操作方法，看看是否會觸發。

2. 數組的 push 方法

push 并未觸發 setter 和 getter 方法，數組的下標可以看做是對象中的 key ，這里 push 之后相當于增加了下索引為3的元素，但是并未對新的下標進行 observe ，所以不會觸發。

3. 數組的 unshift 方法

我擦，發生了什么？

unshift 操作會導致原來索引為0，1，2，3的值發生變化，這就需要將原來索引為0，1，2，3的值取出來，然后重新賦值，所以取值的過程觸發了 getter ，賦值時觸發了 setter 。

下面我們嘗試通過索引獲取一下對應的元素：

只有索引為0，1，2的屬性才會觸發 getter 。

這里我們可以對比對象來看，arr數組初始值為[1, 2, 3]，即只對索引為0，1，2執行了 observe 方法，所以無論后來數組的長度發生怎樣的變化，依然只有索引為0，1，2的元素發生變化才會觸發，其他的新增索引，就相當于對象中新增的屬性，需要再手動 observe 才可以。

4. 數組的 pop 方法

當移除的元素為引用為2的元素時，會觸發 getter 。

刪除了索引為2的元素后，再去修改或獲取它的值時，不會再觸發 setter 和 getter 。

這和對象的處理是同樣的，數組的索引被刪除后，就相當于對象的屬性被刪除一樣，不會再去觸發 observe 。

到這里，我們可以簡單的總結一下結論。

Object.defineProperty 在數組中的表現和在對象中的表現是一致的，數組的索引就可以看做是對象中的 key 。

• 通過索引訪問或設置對應元素的值時，可以觸發 getter 和 setter 方法
• 通過 push 或 unshift 會增加索引，對于新增加的屬性，需要再手動初始化才能被 observe 。
• 通過 pop 或 shift 刪除元素，會刪除并更新索引，也會觸發 setter 和 getter 方法。

所以， Object.defineProperty 是有監控數組下標變化的能力的，只是vue2.x放棄了這個特性。

二、vue對數組的observe做了哪些處理？

vue的 Observer 類定義在 core/observer/index.js 中。

可以看到，vue的 Observer 對數組做了單獨的處理。

hasProto 是判斷數組的實例是否有 __proto__ 屬性，如果有 __proto__ 屬性就會執行 protoAugment 方法，將 arrayMethods 重寫到原型上。 hasProto 定義如下。

arrayMethods 是對數組的方法進行重寫，定義在 core/observer/array.js 中, 下面是這部分源碼的分析。

/*
 * not type checking this file because flow doesn't play well with
 * dynamically accessing methods on Array prototype
 */

import { def } from '../util/index'

// 復制數組構造函數的原型，Array.prototype也是一個數組。
const arrayProto = Array.prototype
// 創建對象，對象的__proto__指向arrayProto，所以arrayMethods的__proto__包含數組的所有方法。
export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)

// 下面的數組是要進行重寫的方法
const methodsToPatch = [
 'push',
 'pop',
 'shift',
 'unshift',
 'splice',
 'sort',
 'reverse'
]

/**
 * Intercept mutating methods and emit events
 */
// 遍歷methodsToPatch數組，對其中的方法進行重寫
methodsToPatch.forEach(function (method) {
 // cache original method
 const original = arrayProto[method]
 // def方法定義在lang.js文件中，是通過object.defineProperty對屬性進行重新定義。
 // 即在arrayMethods中找到我們要重寫的方法，對其進行重新定義
 def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
 const result = original.apply(this, args)
 const ob = this.__ob__
 let inserted
 switch (method) {
 // 上面已經分析過，對于push，unshift會新增索引，所以需要手動observe
 case 'push':
 case 'unshift':
 inserted = args
 break
 // splice方法，如果傳入了第三個參數，也會有新增索引，所以也需要手動observe
 case 'splice':
 inserted = args.slice(2)
 break
 }
 // push，unshift，splice三個方法觸發后，在這里手動observe，其他方法的變更會在當前的索引上進行更新，所以不需要再執行ob.observeArray
 if (inserted) ob.observeArray(inserted)
 // notify change
 ob.dep.notify()
 return result
 })
})

三 Object.defineProperty VS Proxy

上面已經知道 Object.defineProperty 對數組和對象的表現是一致的，那么它和 Proxy 對比存在哪些優缺點呢？

1. Object.defineProperty只能劫持對象的屬性，而Proxy是直接代理對象。

由于 Object.defineProperty 只能對屬性進行劫持，需要遍歷對象的每個屬性，如果屬性值也是對象，則需要深度遍歷。而 Proxy 直接代理對象，不需要遍歷操作。

2. Object.defineProperty對新增屬性需要手動進行Observe。

由于 Object.defineProperty 劫持的是對象的屬性，所以新增屬性時，需要重新遍歷對象，對其新增屬性再使用 Object.defineProperty 進行劫持。

也正是因為這個原因，使用vue給 data 中的數組或對象新增屬性時，需要使用 vm.$set 才能保證新增的屬性也是響應式的。

下面看一下vue的 set 方法是如何實現的， set 方法定義在 core/observer/index.js ，下面是核心代碼。

/**
 * Set a property on an object. Adds the new property and
 * triggers change notification if the property doesn't
 * already exist.
 */
export function set (target: Array<any> | Object, key: any, val: any): any {
 // 如果target是數組，且key是有效的數組索引，會調用數組的splice方法，
 // 我們上面說過，數組的splice方法會被重寫，重寫的方法中會手動Observe
 // 所以vue的set方法，對于數組，就是直接調用重寫splice方法
 if (Array.isArray(target) && isValidArrayIndex(key)) {
 target.length = Math.max(target.length, key)
 target.splice(key, 1, val)
 return val
 }
 // 對于對象，如果key本來就是對象中的屬性，直接修改值就可以觸發更新
 if (key in target && !(key in Object.prototype)) {
 target[key] = val
 return val
 }
 // vue的響應式對象中都會添加了__ob__屬性，所以可以根據是否有__ob__屬性判斷是否為響應式對象
 const ob = (target: any).__ob__
 // 如果不是響應式對象，直接賦值
 if (!ob) {
 target[key] = val
 return val
 }
 // 調用defineReactive給數據添加了 getter 和 setter，
 // 所以vue的set方法，對于響應式的對象，就會調用defineReactive重新定義響應式對象，defineReactive 函數
 defineReactive(ob.value, key, val)
 ob.dep.notify()
 return val
}

在 set 方法中，對 target 是數組和對象做了分別的處理， target 是數組時，會調用重寫過的 splice 方法進行手動 Observe 。

對于對象，如果 key 本來就是對象的屬性，則直接修改值觸發更新，否則調用 defineReactive 方法重新定義響應式對象。

如果采用 proxy 實現， Proxy 通過 set(target, propKey, value, receiver) 攔截對象屬性的設置，是可以攔截到對象的新增屬性的。

不止如此， Proxy 對數組的方法也可以監測到，不需要像上面vue2.x源碼中那樣進行 hack 。

完美！！！

3. Proxy支持13種攔截操作，這是defineProperty所不具有的

get(target, propKey, receiver)：攔截對象屬性的讀取，比如 proxy.foo 和 proxy['foo'] 。

set(target, propKey, value, receiver)：攔截對象屬性的設置，比如 proxy.foo = v 或 proxy['foo'] = v ，返回一個布爾值。

has(target, propKey)：攔截 propKey in proxy 的操作，返回一個布爾值。

deleteProperty(target, propKey)：攔截 delete proxy[propKey] 的操作，返回一個布爾值。

ownKeys(target)：攔截 Object.getOwnPropertyNames(proxy) 、 Object.getOwnPropertySymbols(proxy) 、 Object.keys(proxy) 、 for...in 循環，返回一個數組。該方法返回目標對象所有自身的屬性的屬性名，而 Object.keys() 的返回結果僅包括目標對象自身的可遍歷屬性。

getOwnPropertyDescriptor(target, propKey)：攔截 Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, propKey) ，返回屬性的描述對象。

defineProperty(target, propKey, propDesc)：攔截 Object.defineProperty(proxy, propKey, propDesc） 、 Object.defineProperties(proxy, propDescs) ，返回一個布爾值。

preventExtensions(target)：攔截 Object.preventExtensions(proxy) ，返回一個布爾值。

getPrototypeOf(target)：攔截 Object.getPrototypeOf(proxy) ，返回一個對象。

isExtensible(target)：攔截 Object.isExtensible(proxy) ，返回一個布爾值。

setPrototypeOf(target, proto)：攔截 Object.setPrototypeOf(proxy, proto) ，返回一個布爾值。如果目標對象是函數，那么還有兩種額外操作可以攔截。

apply(target, object, args)：攔截 Proxy 實例作為函數調用的操作，比如 proxy(...args) 、 proxy.call(object, ...args) 、 proxy.apply(...) 。

construct(target, args)：攔截 Proxy 實例作為構造函數調用的操作，比如 new proxy(...args) 。

4. 新標準性能紅利

Proxy 作為新標準，長遠來看，JS引擎會繼續優化 Proxy ，但 getter 和 setter 基本不會再有針對性優化。

5. Proxy兼容性差

可以看到， Proxy 對于IE瀏覽器來說簡直是災難。

并且目前并沒有一個完整支持 Proxy 所有攔截方法的Polyfill方案，有一個google編寫的proxy-polyfill 也只支持了 get，set，apply，construct 四種攔截，可以支持到IE9+和Safari 6+。

四 總結

• Object.defineProperty 對數組和對象的表現一直，并非不能監控數組下標的變化，vue2.x中無法通過數組索引來實現響應式數據的自動更新是vue本身的設計導致的，不是 defineProperty 的鍋。
• Object.defineProperty 和 Proxy 本質差別是，defineProperty 只能對屬性進行劫持，所以出現了需要遞歸遍歷，新增屬性需要手動 Observe 的問題。
• Proxy 作為新標準，瀏覽器廠商勢必會對其進行持續優化，但它的兼容性也是塊硬傷，并且目前還沒有完整的polifill方案。

參考

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy

https://www.jb51.net/article/171872.htm

https://zhuanlan.zhihu.com/p/35080324

http://es6.ruanyifeng.com/#docs/proxy

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。