众所周知，js在前端开发中的地位。学好它，真的很重要。

下面这篇文章，介绍一下Proxy, Reflect后，然后分析vue中的响应式原理，带你手写vue响应式。

Proxy

监听对象

我们先来看一个需求：有一个对象，我们希望监听这个对象中的属性被设置或获取的过程

我们可以通过 Object.defineProperty 的存储属性描述符来对属性的操作进行监听。

Object.keys(obj).forEach(key => {
      let value = obj[key]
      Object.defineProperty(obj, key, {
        get: function() {
          console.log(`监听到obj对象的${key}属性被访问了`)
          return value
        },
        set: function(newValue) {
          console.log(`监听到obj对象的${key}属性被设置值`)
          value = newValue
        }
      })
    })

但是这样做有什么缺点呢？

首先，bject.defineProperty设计的初衷，不是为了去监听一个对象中所有的属性的。我们在定义某些属性的时候，初衷其实是定义普通的属性，但是后面我们强行将它变成了数据属性描述符。

其次，如果我们想监听更加丰富的操作，比如新增属性、删除属性，那么Object.defineProperty是无能为力的。

Proxy基本使用

在ES6中，新增了一个Proxy类，这个类从名字就可以看出来，是用于帮助我们创建一个代理的。也就是说，如果我们希望监听一个对象的相关操作，那么我们可以先创建一个代理对象（Proxy对象）。

之后对该对象的所有操作，都通过代理对象来完成，代理对象可以监听我们想要对原对象进行哪些操作。

我们可以将监听对象的案例用Proxy来实现一次：

首先，我们需要new Proxy对象，并且传入需要侦听的对象以及一个处理对象，可以称之为handler。

其次，我们之后的操作都是直接对Proxy的操作，而不是原有的对象，因为我们需要在handler里面进行侦听。

const objProxy = new Proxy(obj, {
      // 获取值时的捕获器
      get: function(target, key) {
        console.log(`监听到对象的${key}属性被访问了`, target)
        return target[key]
      },
      // 设置值时的捕获器
      set: function(target, key, newValue) {
        console.log(`监听到对象的${key}属性被设置值`, target)
        target[key] = newValue
      }
    })

Proxy所有捕获器

13个捕捉器分别是做什么的呢？

handler.getPrototypeOf():

Object.getPrototypeOf 方法的捕捉器。

handler.setPrototypeOf():

Object.setPrototypeOf 方法的捕捉器。

handler.isExtensible():

Object.isExtensible 方法的捕捉器。

handler.preventExtensions():

Object.preventExtensions 方法的捕捉器。

handler.getOwnPropertyDescriptor()

Object.getOwnPropertyDescriptor 方法的捕捉器。

handler.defineProperty()

Object.defineProperty 方法的捕捉器。

handler.ownKeys()

Object.getOwnPropertyNames 方法

Object.getOwnPropertySymbols 方法的捕捉器。

handler.has()

in 操作符的捕捉器。

handler.get()

属性读取操作的捕捉器。

handler.set()

属性设置操作的捕捉器。

handler.deleteProperty()

delete 操作符的捕捉器。

handler.apply()

函数调用操作的捕捉器。

handler.construct()

new 操作符的捕捉器。要想让代理对象捕获到这些操作，他们都是对代理对象的操作。而不是直接操作原对象。

后两种监听比较特殊，他是为了监听函数对象的。下面我们来介绍一下。

function foo() {
    }
    const fooProxy = new Proxy(foo, {
      apply: function(target, thisArg, argArray) {
        console.log("对foo函数进行了apply调用")
        return target.apply(thisArg, argArray)
      },
      construct: function(target, argArray, newTarget) {
        console.log("对foo函数进行了new调用")
        return new target(...argArray)
      }
    })
    fooProxy.apply({}, ["zh", "llm"])
    new fooProxy("zh", "llm")

其中set, get操作捕捉器最后一个参数receiver表示的是代理对象本身。一般他会结合Reflect.get / set方法来使用，目的是改变原对象中的getter,setter中的this。

const obj = {
      name: "zh",
      age: 22
    }
    const objProxy = new Proxy(obj, {
      get: function(target, key, receiver) {
        console.log(receiver === objProxy) // true
        return Reflect.get(target, key, receiver)
      },
      set: function(target, key, newValue, receiver) {
        const result = Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
      }
    })

Reflect

Reflect也是ES6新增的一个API，它是一个对象，字面的意思是反射。

那么这个Reflect有什么用呢？

它主要提供了很多操作JavaScript对象的方法，有点像Object中操作对象的方法。

比如Reflect.getPrototypeOf(target)类似于 Object.getPrototypeOf()。

比如Reflect.defineProperty(target, propertyKey, attributes)类似于Object.defineProperty()。

如果我们有Object可以做这些操作，那么为什么还需要有Reflect这样的新增对象呢？

这是因为在早期的ECMA规范中没有考虑到这种对对象本身的操作如何设计会更加规范，所以将这些API放到了Object上面。

但是Object作为一个构造函数，这些操作实际上放到它身上并不合适。

另外还包含一些类似于 in、delete操作符，让JS看起来是会有一些奇怪的。所以在ES6中新增了Reflect，让我们这些操作都集中到了Reflect对象上。

那么Object和Reflect对象之间的API关系，可以参考MDN文档。

Reflect中所有的方法

它和Proxy是一一对应的，也是13个。

Reflect.getPrototypeOf(target)

类似于 Object.getPrototypeOf()。

Reflect.setPrototypeOf(target, prototype)

设置对象原型的函数. 返回一个 Boolean，如果更新成功，则返回true。

Reflect.isExtensible(target)

类似于 Object.isExtensible()

Reflect.preventExtensions(target)

类似于 Object.preventExtensions()。返回一个Boolean。

Reflect.getOwnPropertyDescriptor(target, propertyKey)

类似于 Object.getOwnPropertyDescriptor()。如果对象中存在该属性，则返回对应的属性描述符, 否则返回 undefined。

Reflect.defineProperty(target, propertyKey, attributes)

和 Object.defineProperty() 类似。如果设置成功就会返回 true

Reflect.ownKeys(target)

返回一个包含所有自身属性（不包含继承属性）的数组。(类似于Object.keys(), 但不会受enumerable影响)。

Reflect.has(target, propertyKey)

判断一个对象是否存在某个属性，和 in 运算符的功能完全相同。

Reflect.get(target, propertyKey[, receiver])

获取对象身上某个属性的值，类似于 target[name]。

Reflect.set(target, propertyKey, value[, receiver])

将值分配给属性的函数。返回一个Boolean，如果更新成功，则返回true。

Reflect.deleteProperty(target, propertyKey)

作为函数的delete操作符，相当于执行 delete target[name]。

Reflect.apply(target, thisArgument, argumentsList)

对一个函数进行调用操作，同时可以传入一个数组作为调用参数。和Function.prototype.apply() 功能类似。

Reflect.construct(target, argumentsList[, newTarget])

对构造函数进行 new 操作，相当于执行 new target(...args)。下面我们来介绍一下最后一个方法

它主要的作用就是通过调用一个target类的构造函数，但是创建出newTarget类的对象。很奇怪吧。其中第二个参数argumentsList表示构造函数的参数。

function Student(name, age) {
      this.name = name
      this.age = age
    }
    function Teacher() {
    }
    // 执行Student函数中的内容, 但是创建出来对象是Teacher对象
    const teacher = Reflect.construct(Student, ["zh", 22], Teacher)
    console.log(teacher) //Teacher { name: 'zh', age: 22 }
    console.log(teacher.__proto__ === Teacher.prototype) // true

Reflect的基本使用

下面介绍一下Reflect和Proxy一起使用

const obj = {
      name: "zh",
      age: 22
    }
    const objProxy = new Proxy(obj, {
      get: function(target, key, receiver) {
        console.log("get---------")
        return Reflect.get(target, key)
      },
      set: function(target, key, newValue, receiver) {
        console.log("set---------")
        const result = Reflect.set(target, key, newValue)
      }
    })
    objProxy.name = "llm"
    console.log(objProxy.name)

Receiver的作用

上面Proxy中的handler.set / get的最后一个参数receiver。看似没有用处，就表示代理对象的本身。但是他与Reflect结合使用后，就有了大用处。通过Reflect修改原对象中getter， setter函数调用时的this指向。

const obj = {
      _name: "zh",
      get name() {
        // 这里的this默认指向obj，但是通过Reflect.get修改了this指向
        return this._name
      },
      set name(newValue) {
        this._name = newValue
      }
    }
    const objProxy = new Proxy(obj, {
      get: function(target, key, receiver) {
        // receiver是创建出来的代理对象
        console.log("get方法被访问--------")
        return Reflect.get(target, key, receiver)
      },
      set: function(target, key, newValue, receiver) {
        console.log("set方法被访问--------")
        Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
      }
    })
    objProxy.name = "llm"
    console.log(objProxy.name)

vue响应式原理

了解了上面的知识，那么我们来看看vue(2,3)响应式是如何实现的吧。

什么是响应式？

我们先来看一下响应式意味着什么？

我们来看一段代码：

m有一个初始化的值，有一段代码使用了这个值。

那么在m有一个新的值时，这段代码可以自动重新执行。

let m = 100
    // 一段代码
    console.log(m)
    console.log(m * 2)
    m = 200

上面的这样一种可以自动响应数据变量的代码机制，我们就称之为是响应式的。

响应式的设计

首先，执行的代码中可能不止一行代码，所以我们可以将这些代码放到一个函数中。那么我们的问题就变成了，当数据发生变化时，自动去执行某一个函数。

但是有一个问题：在开发中我们是有很多的函数的，我们如何区分一个函数需要响应式，还是不需要响应式呢？

所以这个时候就需要函数来收集相关的依赖函数。并将其保存在一个数组中。当相关数据改变后，将收集到的依赖函数依次执行。

let reactiveFns = []
    function watchFn(fn) {
      reactiveFns.push(fn)
    }
    // 当相关数据改变后，将收集到的依赖函数依次执行。
    // 对象的响应式
    const obj = {
      name: "zh",
      age: 22
    }
    watchFn(function() {
      const newName = obj.name
      console.log("Hello World")
      console.log(obj.name) // 100行
    })
    watchFn(function() {
      console.log(obj.name, "demo function -------")
    })
    function bar() {
      console.log("普通的其他函数")
      console.log("这个函数不需要有任何响应式")
    }
    obj.name = "llm"
    reactiveFns.forEach(fn => {
      fn()
    })

从上面可以看出

凡是传入到watchFn的函数，就是需要响应式的。

其他默认定义的函数都是不需要响应式的。

响应式依赖的收集

由于我们收集的依赖是放到一个数组中来保存的，但是这里会存在数据管理的问题：

我们在实际开发中需要监听很多对象的响应式。

这些对象需要监听的不只是一个属性，它们很多属性的变化，都会有对应的响应式函数。

我们不可能在全局维护一大堆的数组来保存这些响应函数。

所以我们要设计一个类，这个类用于管理某一个对象的某一个属性的所有响应式函数。相当于替代了原来的简单 reactiveFns 的数组。

class Depend {
      constructor() {
        this.reactiveFns = []
      }
      // 收集依赖
      addDepend(reactiveFn) {
        this.reactiveFns.push(reactiveFn)
      }
      // 响应
      notify() {
        this.reactiveFns.forEach(fn => {
          fn()
        })
      }
    }
    // 封装一个响应式的函数
    const depend = new Depend()
    function watchFn(fn) {
      depend.addDepend(fn)
    }
    // 对象的响应式
    const obj = {
      name: "zh", // depend对象
      age: 22 // depend对象
    }
    watchFn(function() {
      const newName = obj.name
      console.log("Hello World")
      console.log(obj.name) // 100行
    })
    watchFn(function() {
      console.log(obj.name, "demo function -------")
    })
    obj.name = "llm"
    depend.notify()

上面案例的实现，依旧是我们手动触发的。那么如何才能让其自动响应依赖变化呢？

就需要我们学习到的Proxy(vue3)和Object.defineProperty(vue2)来监听对象的变化了。

const objProxy = new Proxy(obj, {
      get: function(target, key, receiver) {
        return Reflect.get(target, key, receiver)
      },
      set: function(target, key, newValue, receiver) {
        Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
        // 当对象属性改变的时候，自动执行
        depend.notify()
      }
    })

对象的依赖管理

直到设计到现在，上面还是有很多缺陷

由于我们在项目中有很多对象，需要区分不同对象，来做依赖收集。

而且对于同一个对象，我们也需要对于不同属性进项依赖收集。针对上面的问题，如何使用一种数据结构来管理不同对象的不同依赖关系呢？

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// 封装一个获取depend函数
    const targetMap = new WeakMap()
    function getDepend(target, key) {
      // 根据target对象获取map的过程
      let map = targetMap.get(target)
      if (!map) {
        map = new Map()
        targetMap.set(target, map)
      }
      // 根据key获取depend对象
      let depend = map.get(key)
      if (!depend) {
        depend = new Depend()
        map.set(key, depend)
      }
      return depend
    }

我们之前收集依赖的地方是在 watchFn 中：

这种收集依赖的方式我们根本不知道是哪一个key的哪一个depend需要收集依赖。

你只能针对一个单独的depend对象来添加你的依赖对象。

那么正确的应该是在哪里收集呢？

应该在我们调用了Proxy的get捕获器时。因为如果一个函数中使用了某个对象的key，那么它应该被收集依赖。

// 封装一个响应式的函数
    let activeReactiveFn = null
    function watchFn(fn) {
      activeReactiveFn = fn
      fn()
      activeReactiveFn = null
    }
    const objProxy = new Proxy(obj, {
      get: function(target, key, receiver) {
        // 根据target.key获取对应的depend
        const depend = getDepend(target, key)
        // 给depend对象中添加响应函数
        depend.addDepend(activeReactiveFn)
        return Reflect.get(target, key, receiver)
      },
      set: function(target, key, newValue, receiver) {
        Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
        // depend.notify()
        const depend = getDepend(target, key)
        depend.notify()
      }
    })

上面代码中，响应式函数是为了可以收集到依赖改变后需要执行的操作，所以定义了一个全局变量。并且在Proxy的handler.get中注入该依赖函数。

Depend重构

但是这里有两个问题：

如果函数中有用到两次key，比如name，那么这个函数会被收集两次。

// 传入的函数会被添加两次
    watchFn(() => {
      console.log(objProxy.name, "-------")
      console.log(objProxy.name, "+++++++")
    })

我们并不希望将添加reactiveFn放到get中，以为它是属于Dep的行为。

所以我们需要对Depend类进行重构：

解决问题一的方法：不使用数组，而是使用Set。

解决问题二的方法：添加一个新的方法，用于收集依赖。

// 保存当前需要收集的响应式函数
    let activeReactiveFn = null
    /**
     * Depend优化:
     *  1> depend方法
     *  2> 使用Set来保存依赖函数, 而不是数组[]
     */
    class Depend {
      constructor() {
        this.reactiveFns = new Set()
      }
      // addDepend(reactiveFn) {
      //   this.reactiveFns.add(reactiveFn)
      // }
      depend() {
        if (activeReactiveFn) {
          this.reactiveFns.add(activeReactiveFn)
        }
      }
      notify() {
        this.reactiveFns.forEach(fn => {
          fn()
        })
      }
    }
    // 封装一个响应式的函数
    function watchFn(fn) {
      activeReactiveFn = fn
      fn()
      activeReactiveFn = null
    }
    // 封装一个获取depend函数
    const targetMap = new WeakMap()
    function getDepend(target, key) {
      // 根据target对象获取map的过程
      let map = targetMap.get(target)
      if (!map) {
        map = new Map()
        targetMap.set(target, map)
      }
      // 根据key获取depend对象
      let depend = map.get(key)
      if (!depend) {
        depend = new Depend()
        map.set(key, depend)
      }
      return depend
    }
    function reactive(obj) {
      return new Proxy(obj, {
        get: function(target, key, receiver) {
          // 根据target.key获取对应的depend
          const depend = getDepend(target, key)
          // 给depend对象中添加响应函数
          // depend.addDepend(activeReactiveFn)
          depend.depend()
          return Reflect.get(target, key, receiver)
        },
        set: function(target, key, newValue, receiver) {
          Reflect.set(target, key, newValue, receiver)
          // depend.notify()
          const depend = getDepend(target, key)
          depend.notify()
        }
      })
    }

vue2中响应式实现

function reactive(obj) {
      // ES6之前, 使用Object.defineProperty
      Object.keys(obj).forEach(key => {
        let value = obj[key]
        Object.defineProperty(obj, key, {
          get: function() {
            const depend = getDepend(obj, key)
            depend.depend()
            return value
          },
          set: function(newValue) {
            value = newValue
            const depend = getDepend(obj, key)
            depend.notify()
          }
        })
      })
      return obj
    }

测试

const objProxy = reactive({
      name: "zh", // depend对象
      age: 22 // depend对象
    })
    const infoProxy = reactive({
      address: "hn",
      height: 1.80
    })
    watchFn(() => {
      console.log(infoProxy.address)
    })
    infoProxy.address = "北京市"
    const foo = reactive({
      name: "foo"
    })
    watchFn(() => {
      console.log(foo.name)
    })
    foo.name = "bar"
    foo.name = "hhh"

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