面试官问：监听一个变量的变化，需要怎么做

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

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

var user = { 
    name: 'sisterAn' 
}

Object.defineProperty(user, 'name', {
    enumerable: true,
    configurable:true,
    set: function(newVal) {
        this._name = newVal 
        console.log('set: ' + this._name)
    },
    get: function() {
        console.log('get: ' + this._name)
        return this._name
    }
})

user.name = 'an' // set: an
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：

// 监视对象
function observe(obj) {
   // 遍历对象，使用 get/set 重新定义对象的每个属性值
    Object.keys(obj).map(key => {
        defineReactive(obj, key, obj[key])
    })
}

function defineReactive(obj, k, v) {
    // 递归子属性
    if (typeof(v) === 'object') observe(v)
    
    // 重定义 get/set
    Object.defineProperty(obj, k, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function reactiveGetter() {
            console.log('get: ' + v)
            return v
        },
        // 重新设置值时，触发收集器的通知机制
        set: function reactiveSetter(newV) {
            console.log('set: ' + newV)
            v = newV
        },
    })
}

let data = {a: 1}
// 监视对象
observe(data)
data.a // get: 1
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

// 获得数组原型
const arrayProto = Array.prototype
export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)
// 重写以下函数
const methodsToPatch = [
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]
methodsToPatch.forEach(function (method) {
  // 缓存原生函数
  const original = arrayProto[method]
  // 重写函数
  def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
  // 先调用原生函数获得结果
    const result = original.apply(this, args)
    const ob = this.__ob__
    let inserted
    // 调用以下几个函数时，监听新数据
    switch (method) {
      case 'push':
      case 'unshift':
        inserted = args
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2)
        break
    }
    if (inserted) ob.observeArray(inserted)
    // 手动派发更新
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

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

export function set(target: Array<any> | Object, key: any, val: any): any {
  // target 为数组
  if (Array.isArray(target) && isValidArrayIndex(key)) {
    // 修改数组的长度, 避免索引>数组长度导致 splice() 执行有误
    target.length = Math.max(target.length, key);
    // 利用数组的 splice 方法触发响应式
    target.splice(key, 1, val);
    return val;
  }
  // 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
  if (key in target && !(key in Object.prototype)) {
    target[key] = val;
    return val;
  }
  // 以上都不成立, 即开始给 target 创建一个全新的属性
  // 获取 Observer 实例
  const ob = (target: any).__ob__;
  // target 本身就不是响应式数据, 直接赋值
  if (!ob) {
    target[key] = val;
    return val;
  }
  // 进行响应式处理
  defineReactive(ob.value, key, val);
  ob.dep.notify();
  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

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

var handler = {
    get: function(target, name){
        return name in target ? target[name] : 'no prop!'
    },
    set: function(target, prop, value, receiver) {
        target[prop] = value;
        console.log('property set: ' + prop + ' = ' + value);
        return true;
    }
};

var user = new Proxy({}, handler)
user.name = 'an' // property set: name = an

console.log(user.name) // an
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

const toProxy = new WeakMap(); // 存放被代理过的对象
const toRaw = new WeakMap(); // 存放已经代理过的对象
function reactive(target) {
  // 创建响应式对象
  return createReactiveObject(target);
}
function isObject(target) {
  return typeof target === "object" && target !== null;
}
function hasOwn(target,key){
  return target.hasOwnProperty(key);
}
function createReactiveObject(target) {
  if (!isObject(target)) {
    return target;
  }
  let observed = toProxy.get(target);
  if(observed){ // 判断是否被代理过
    return observed;
  }
  if(toRaw.has(target)){ // 判断是否要重复代理
    return target;
  }
  const handlers = {
    get(target, key, receiver) {
        let res = Reflect.get(target, key, receiver);
        track(target,'get',key); // 依赖收集==
        return isObject(res) 
        ?reactive(res):res;
    },
    set(target, key, value, receiver) {
        let oldValue = target[key];
        let hadKey = hasOwn(target,key);
        let result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
        if(!hadKey){
          trigger(target,'add',key); // 触发添加
        }else if(oldValue !== value){
          trigger(target,'set',key); // 触发修改
        }
        return result;
    },
    deleteProperty(target, key) {
      console.log("删除");
      const result = Reflect.deleteProperty(target, key);
      return result;
    }
  };
  
  // 开始代理
  observed = new Proxy(target, handlers);
  toProxy.set(target,observed);
  toRaw.set(observed,target); // 做映射表
  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