一文理解ES6中的代理模式——Proxy

一、介绍

定义： 用于定义基本操作的自定义行为

本质： 修改的是程序默认形为，就形同于在编程语言层面上做修改，属于元编程(meta programming)

元编程（Metaprogramming，又译超编程，是指某类计算机程序的编写，这类计算机程序编写或者操纵其它程序（或者自身）作为它们的数据，或者在运行时完成部分本应在编译时完成的工作

一段代码来理解

#!/bin/bash
# metaprogram
echo '#!/bin/bash' >program
for ((I=1; I<=1024; I++)) do
    echo "echo $I" >>program
done
chmod +x program

这段程序每执行一次能帮我们生成一个名为program的文件，文件内容为1024行echo，如果我们手动来写1024行代码，效率显然低效

• 元编程优点：与手工编写全部代码相比，程序员可以获得更高的工作效率，或者给与程序更大的灵活度去处理新的情形而无需重新编译

Proxy 亦是如此，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）

二、用法

Proxy为 构造函数，用来生成 Proxy实例

var proxy = new Proxy(target, handler)

参数

target表示所要拦截的目标对象（任何类型的对象，包括原生数组，函数，甚至另一个代理））

handler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

handler解析

关于handler拦截属性，有如下：

• get(target,propKey,receiver)：拦截对象属性的读取
• set(target,propKey,value,receiver)：拦截对象属性的设置
• has(target,propKey)：拦截propKey in proxy的操作，返回一个布尔值
• deleteProperty(target,propKey)：拦截delete proxy[propKey]的操作，返回一个布尔值
• ownKeys(target)：拦截Object.keys(proxy)、for...in等循环，返回一个数组
• getOwnPropertyDescriptor(target, propKey)：拦截Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, propKey)，返回属性的描述对象
• defineProperty(target, propKey, propDesc)：拦截Object.defineProperty(proxy, propKey, propDesc），返回一个布尔值
• preventExtensions(target)：拦截Object.preventExtensions(proxy)，返回一个布尔值
• getPrototypeOf(target)：拦截Object.getPrototypeOf(proxy)，返回一个对象
• isExtensible(target)：拦截Object.isExtensible(proxy)，返回一个布尔值
• setPrototypeOf(target, proto)：拦截Object.setPrototypeOf(proxy, proto)，返回一个布尔值
• apply(target, object, args)：拦截 Proxy 实例作为函数调用的操作
• construct(target, args)：拦截 Proxy 实例作为构造函数调用的操作

Reflect

若需要在Proxy内部调用对象的默认行为，建议使用Reflect，其是ES6中操作对象而提供的新 API

基本特点：

• 只要Proxy对象具有的代理方法，Reflect对象全部具有，以静态方法的形式存在
• 修改某些Object方法的返回结果，让其变得更合理（定义不存在属性行为的时候不报错而是返回false）
• 让Object操作都变成函数行为

下面我们介绍proxy几种用法：

get()

get接受三个参数，依次为目标对象、属性名和 proxy 实例本身，最后一个参数可选

var person = {
  name: "张三"
};

var proxy = new Proxy(person, {
  get: function(target, propKey) {
    return Reflect.get(target,propKey)
  }
});

proxy.name // "张三"

get能够对数组增删改查进行拦截，下面是试下你数组读取负数的索引

function createArray(...elements) {
  let handler = {
    get(target, propKey, receiver) {
      let index = Number(propKey);
      if (index < 0) {
        propKey = String(target.length + index);
      }
      return Reflect.get(target, propKey, receiver);
    }
  };

  let target = [];
  target.push(...elements);
  return new Proxy(target, handler);
}

let arr = createArray('a', 'b', 'c');
arr[-1] // c

注意：如果一个属性不可配置（configurable）且不可写（writable），则 Proxy 不能修改该属性，否则会报错

const target = Object.defineProperties({}, {
  foo: {
    value: 123,
    writable: false,
    configurable: false
  },
});

const handler = {
  get(target, propKey) {
    return 'abc';
  }
};

const proxy = new Proxy(target, handler);

proxy.foo
// TypeError: Invariant check failed

set()

set方法用来拦截某个属性的赋值操作，可以接受四个参数，依次为目标对象、属性名、属性值和 Proxy 实例本身

假定Person对象有一个age属性，该属性应该是一个不大于 200 的整数，那么可以使用Proxy保证age的属性值符合要求

let validator = {
  set: function(obj, prop, value) {
    if (prop === 'age') {
      if (!Number.isInteger(value)) {
        throw new TypeError('The age is not an integer');
      }
      if (value > 200) {
        throw new RangeError('The age seems invalid');
      }
    }

    // 对于满足条件的 age 属性以及其他属性，直接保存
    obj[prop] = value;
  }
};

let person = new Proxy({}, validator);

person.age = 100;

person.age // 100
person.age = 'young' // 报错
person.age = 300 // 报错

如果目标对象自身的某个属性，不可写且不可配置，那么set方法将不起作用

const obj = {};
Object.defineProperty(obj, 'foo', {
  value: 'bar',
  writable: false,
});

const handler = {
  set: function(obj, prop, value, receiver) {
    obj[prop] = 'baz';
  }
};

const proxy = new Proxy(obj, handler);
proxy.foo = 'baz';
proxy.foo // "bar"

注意，严格模式下，set代理如果没有返回true，就会报错

'use strict';
const handler = {
  set: function(obj, prop, value, receiver) {
    obj[prop] = receiver;
    // 无论有没有下面这一行，都会报错
    return false;
  }
};
const proxy = new Proxy({}, handler);
proxy.foo = 'bar';
// TypeError: 'set' on proxy: trap returned falsish for property 'foo'

deleteProperty()

deleteProperty方法用于拦截delete操作，如果这个方法抛出错误或者返回false，当前属性就无法被delete命令删除

var handler = {
  deleteProperty (target, key) {
    invariant(key, 'delete');
    Reflect.deleteProperty(target,key)
    return true;
  }
};
function invariant (key, action) {
  if (key[0] === '_') {
    throw new Error(`无法删除私有属性`);
  }
}

var target = { _prop: 'foo' };
var proxy = new Proxy(target, handler);
delete proxy._prop
// Error: 无法删除私有属性

注意，目标对象自身的不可配置（configurable）的属性，不能被deleteProperty方法删除，否则报错

取消代理

Proxy.revocable(target, handler);

三、使用场景

Proxy其功能非常类似于设计模式中的代理模式，常用功能如下：

• 拦截和监视外部对对象的访问
• 降低函数或类的复杂度
• 在复杂操作前对操作进行校验或对所需资源进行管理

使用 Proxy 保障数据类型的准确性

let numericDataStore = { count: 0, amount: 1234, total: 14 };
numericDataStore = new Proxy(numericDataStore, {
    set(target, key, value, proxy) {
        if (typeof value !== 'number') {
            throw Error("属性只能是number类型");
        }
        return Reflect.set(target, key, value, proxy);
    }
});

numericDataStore.count = "foo"
// Error: 属性只能是number类型

numericDataStore.count = 333
// 赋值成功

声明了一个私有的 apiKey，便于 api 这个对象内部的方法调用，但不希望从外部也能够访问 api._apiKey

let api = {
    _apiKey: '123abc456def',
    getUsers: function(){ },
    getUser: function(userId){ },
    setUser: function(userId, config){ }
};
const RESTRICTED = ['_apiKey'];
api = new Proxy(api, {
    get(target, key, proxy) {
        if(RESTRICTED.indexOf(key) > -1) {
            throw Error(`${key} 不可访问.`);
        } return Reflect.get(target, key, proxy);
    },
    set(target, key, value, proxy) {
        if(RESTRICTED.indexOf(key) > -1) {
            throw Error(`${key} 不可修改`);
        } return Reflect.get(target, key, value, proxy);
    }
});

console.log(api._apiKey)
api._apiKey = '987654321'
// 上述都抛出错误

还能通过使用Proxy实现观察者模式

观察者模式（Observer mode）指的是函数自动观察数据对象，一旦对象有变化，函数就会自动执行

observable函数返回一个原始对象的 Proxy 代理，拦截赋值操作，触发充当观察者的各个函数

const queuedObservers = new Set();

const observe = fn => queuedObservers.add(fn);
const observable = obj => new Proxy(obj, {set});

function set(target, key, value, receiver) {
  const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
  queuedObservers.forEach(observer => observer());
  return result;
}

观察者函数都放进Set集合，当修改obj的值，在会set函数中拦截，自动执行Set所有的观察者

参考文献

• https://es6.ruanyifeng.com/#docs/proxy

• https://vue3js.cn/es6