监听一个变量的变化,需要怎么做

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监听一个变量的变化,当变量变化时执行某些操作,这类似现在流行的前端框架(例如 React、Vue等)中的数据绑定功能,在数据更新时自动更新 DOM 渲染,那么如何实现数据绑定喃?

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本文转载自微信公众号「三分钟学前端」,作者sisterAn。转载本文请联系三分钟学前端公众号。

监听一个变量的变化,当变量变化时执行某些操作,这类似现在流行的前端框架(例如 React、Vue等)中的数据绑定功能,在数据更新时自动更新 DOM 渲染,那么如何实现数据绑定喃?

本文给出两种思路:

  • ES5 的 Object.defineProperty
  • ES6 的 Proxy

ES5 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

——MDN

  1. Object.defineProperty(obj, prop, descriptor) 

其中:

  • 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
  1. var user = {  
  2.     name'sisterAn'  
  3.  
  4. Object.defineProperty(user'name', { 
  5.     enumerable: true
  6.     configurable:true
  7.     setfunction(newVal) { 
  8.         this._name = newVal  
  9.         console.log('set: ' + this._name) 
  10.     }, 
  11.     get: function() { 
  12.         console.log('get: ' + this._name) 
  13.         return this._name 
  14.     } 
  15. }) 
  16.  
  17. user.name = 'an' // set: an 
  18. console.log(user.name) // get: an 

如果是完整的对变量的每一个子属性进行监听:

  1. // 监视对象 
  2. function observe(obj) { 
  3.    // 遍历对象,使用 get/set 重新定义对象的每个属性值 
  4.     Object.keys(obj).map(key => { 
  5.         defineReactive(obj, key, obj[key]) 
  6.     }) 
  7.  
  8. function defineReactive(obj, k, v) { 
  9.     // 递归子属性 
  10.     if (typeof(v) === 'object') observe(v) 
  11.      
  12.     // 重定义 get/set 
  13.     Object.defineProperty(obj, k, { 
  14.         enumerable: true
  15.         configurable: true
  16.         get: function reactiveGetter() { 
  17.             console.log('get: ' + v) 
  18.             return v 
  19.         }, 
  20.         // 重新设置值时,触发收集器的通知机制 
  21.         setfunction reactiveSetter(newV) { 
  22.             console.log('set: ' + newV) 
  23.             v = newV 
  24.         }, 
  25.     }) 
  26.  
  27. let data = {a: 1} 
  28. // 监视对象 
  29. observe(data) 
  30. data.a // get: 1 
  31. data.a = 2 // set: 2 

通过 map 遍历,通过深度递归监听子子属性

注意, Object.defineProperty 拥有以下缺陷:

  • IE8 及更低版本 IE 是不支持的
  • 无法检测到对象属性的新增或删除
  • 如果修改数组的 length ( Object.defineProperty 不能监听数组的长度),以及数组的 push 等变异方法是无法触发 setter 的

对此,我们看一下 vue2.x 是如何解决这块的?

vue2.x 中如何监测数组变化

使用了函数劫持的方式,重写了数组的方法,Vue 将 data 中的数组进行了原型链重写,指向了自己定义的数组原型方法。这样当调用数组 api 时,可以通知依赖更新。如果数组中包含着引用类型,会对数组中的引用类型再次递归遍历进行监控。这样就实现了监测数组变化。

对于数组而言,Vue 内部重写了以下函数实现派发更新

  1. // 获得数组原型 
  2. const arrayProto = Array.prototype 
  3. export const arrayMethods = Object.create(arrayProto) 
  4. // 重写以下函数 
  5. const methodsToPatch = [ 
  6.   'push'
  7.   'pop'
  8.   'shift'
  9.   'unshift'
  10.   'splice'
  11.   'sort'
  12.   'reverse' 
  13. methodsToPatch.forEach(function (method) { 
  14.   // 缓存原生函数 
  15.   const original = arrayProto[method] 
  16.   // 重写函数 
  17.   def(arrayMethods, method, function mutator (...args) { 
  18.   // 先调用原生函数获得结果 
  19.     const result = original.apply(this, args) 
  20.     const ob = this.__ob__ 
  21.     let inserted 
  22.     // 调用以下几个函数时,监听新数据 
  23.     switch (method) { 
  24.       case 'push'
  25.       case 'unshift'
  26.         inserted = args 
  27.         break 
  28.       case 'splice'
  29.         inserted = args.slice(2) 
  30.         break 
  31.     } 
  32.     if (inserted) ob.observeArray(inserted) 
  33.     // 手动派发更新 
  34.     ob.dep.notify() 
  35.     return result 
  36.   }) 
  37. }) 

vue2.x 怎么解决给对象新增属性不会触发组件重新渲染的问题

受现代 JavaScript 的限制 ( Object.observe 已被废弃),Vue 无法检测到对象属性的添加或删除。

由于 Vue 会在初始化实例时对属性执行 getter/setter 转化,所以属性必须在 data 对象上存在才能让 Vue 将它转换为响应式的。

对于已经创建的实例,Vue 不允许动态添加根级别的响应式属性。但是,可以使用 Vue.set(object, propertyName, value) 方法向嵌套对象添加响应式属性。

vm.$set()实现原理

  1. export function set(target: Array<any> | Object, keyany, val: any): any { 
  2.   // target 为数组 
  3.   if (Array.isArray(target) && isValidArrayIndex(key)) { 
  4.     // 修改数组的长度, 避免索引>数组长度导致 splice() 执行有误 
  5.     target.length = Math.max(target.length, key); 
  6.     // 利用数组的 splice 方法触发响应式 
  7.     target.splice(key, 1, val); 
  8.     return val; 
  9.   } 
  10.   // target 为对象, key 在 target 或者 target.prototype 上 且必须不能在 Object.prototype 上,直接赋值 
  11.   if (key in target && !(key in Object.prototype)) { 
  12.     target[key] = val; 
  13.     return val; 
  14.   } 
  15.   // 以上都不成立, 即开始给 target 创建一个全新的属性 
  16.   // 获取 Observer 实例 
  17.   const ob = (target: any).__ob__; 
  18.   // target 本身就不是响应式数据, 直接赋值 
  19.   if (!ob) { 
  20.     target[key] = val; 
  21.     return val; 
  22.   } 
  23.   // 进行响应式处理 
  24.   defineReactive(ob.value, key, val); 
  25.   ob.dep.notify(); 
  26.   return val; 
  • 如果目标是数组,使用 vue 实现的变异方法 splice 实现响应式
  • 如果目标是对象,判断属性存在,即为响应式,直接赋值
  • 如果 target 本身就不是响应式,直接赋值
  • 如果属性不是响应式,则调用 defineReactive 方法进行响应式处理

ES6 的 Proxy

众所周知,尤大大的 vue3.0 版本用 Proxy 代替了defineProperty 来实现数据绑定,因为 Proxy 可以直接监听对象和数组的变化,并且有多达 13 种拦截方法。并且作为新标准将受到浏览器厂商重点持续的性能优化。

Proxy

Proxy 对象用于创建一个对象的代理,从而实现基本操作的拦截和自定义(如属性查找、赋值、枚举、函数调用等)

— MDN

  1. const p = new Proxy(target, handler) 

其中:

  • 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)
  • 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
  1. var handler = { 
  2.     get: function(target, name){ 
  3.         return name in target ? target[name] : 'no prop!' 
  4.     }, 
  5.     setfunction(target, prop, value, receiver) { 
  6.         target[prop] = value; 
  7.         console.log('property set: ' + prop + ' = ' + value); 
  8.         return true
  9.     } 
  10. }; 
  11.  
  12. var user = new Proxy({}, handler) 
  13. user.name = 'an' // property setname = an 
  14.  
  15. console.log(user.name) // an 
  16. console.log(user.age) // no prop! 

上面提到过 Proxy 总共提供了 13 种拦截行为,分别是:

  • getPrototypeOf / setPrototypeOf
  • isExtensible / preventExtensions
  • ownKeys / getOwnPropertyDescriptor
  • defineProperty / deleteProperty
  • get / set / has
  • apply / construct

感兴趣的可以查看 MDN ,一一尝试一下,这里不再赘述

另外考虑两个问题:

  • Proxy只会代理对象的第一层,那么又是怎样处理这个问题的呢?
  • 监测数组的时候可能触发多次get/set,那么如何防止触发多次呢(因为获取push和修改length的时候也会触发)

Vue3 Proxy

对于第一个问题,我们可以判断当前 Reflect.get 的返回值是否为 Object ,如果是则再通过 reactive 方法做代理, 这样就实现了深度观测。

对于第二个问题,我们可以判断是否是 hasOwProperty

下面我们自己写个案例,通过proxy 自定义获取、增加、删除等行为

  1. const toProxy = new WeakMap(); // 存放被代理过的对象 
  2. const toRaw = new WeakMap(); // 存放已经代理过的对象 
  3. function reactive(target) { 
  4.   // 创建响应式对象 
  5.   return createReactiveObject(target); 
  6. function isObject(target) { 
  7.   return typeof target === "object" && target !== null
  8. function hasOwn(target,key){ 
  9.   return target.hasOwnProperty(key); 
  10. function createReactiveObject(target) { 
  11.   if (!isObject(target)) { 
  12.     return target; 
  13.   } 
  14.   let observed = toProxy.get(target); 
  15.   if(observed){ // 判断是否被代理过 
  16.     return observed; 
  17.   } 
  18.   if(toRaw.has(target)){ // 判断是否要重复代理 
  19.     return target; 
  20.   } 
  21.   const handlers = { 
  22.     get(target, key, receiver) { 
  23.         let res = Reflect.get(target, key, receiver); 
  24.         track(target,'get',key); // 依赖收集== 
  25.         return isObject(res)  
  26.         ?reactive(res):res; 
  27.     }, 
  28.     set(target, key, value, receiver) { 
  29.         let oldValue = target[key]; 
  30.         let hadKey = hasOwn(target,key); 
  31.         let result = Reflect.set(target, key, value, receiver); 
  32.         if(!hadKey){ 
  33.           trigger(target,'add',key); // 触发添加 
  34.         }else if(oldValue !== value){ 
  35.           trigger(target,'set',key); // 触发修改 
  36.         } 
  37.         return result; 
  38.     }, 
  39.     deleteProperty(target, key) { 
  40.       console.log("删除"); 
  41.       const result = Reflect.deleteProperty(target, key); 
  42.       return result; 
  43.     } 
  44.   }; 
  45.    
  46.   // 开始代理 
  47.   observed = new Proxy(target, handlers); 
  48.   toProxy.set(target,observed); 
  49.   toRaw.set(observed,target); // 做映射表 
  50.   return observed; 

总结

Proxy 相比于 defineProperty 的优势:

基于 Proxy 和 Reflect ,可以原生监听数组,可以监听对象属性的添加和删除

不需要深度遍历监听:判断当前 Reflect.get 的返回值是否为 Object ,如果是则再通过 reactive 方法做代理, 这样就实现了深度观测

只在 getter 时才对对象的下一层进行劫持(优化了性能)

所以,建议使用 Proxy 监测变量变化

参考

MDN

 

带你了解 vue-next(Vue 3.0)之 炉火纯青

 

责任编辑:武晓燕 来源: 三分钟学前端
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