Proxy和Reflect

Proxy概述

Proxy用于修改某些操作的默认行为,等同于在语言层面做出修改,所以属于一种“元编程”(meta programming),即对编程语言进行编程。

Proxy可以理解成,在目标对象之前架设一层“拦截”,外界对该对象的访问,都必须先通过这层拦截,因此提供了一种机制,可以对外界的访问进行过滤和改写。Proxy这个词的原意是代理,用在这里表示由它来“代理”某些操作,可以译为“代理器”。

var obj = new Proxy({}, {
  get: function (target, key, receiver) {
    console.log(`getting ${key}!`);
    return Reflect.get(target, key, receiver);
  },
  set: function (target, key, value, receiver) {
    console.log(`setting ${key}!`);
    return Reflect.set(target, key, value, receiver);
  }
});

上面代码对一个空对象架设了一层拦截,重定义了属性的读取(get)和设置(set)行为。这里暂时先不解释具体的语法,只看运行结果。对设置了拦截行为的对象obj,去读写它的属性,就会得到下面的结果。

obj.count = 1
//  setting count!
++obj.count
//  getting count!
//  setting count!
//  2

上面代码说明,Proxy实际上重载(overload)了点运算符,即用自己的定义覆盖了语言的原始定义。

ES6原生提供Proxy构造函数,用来生成Proxy实例。

var proxy = new Proxy(target, handler)

Proxy对象的所有用法,都是上面这种形式,不同的只是handler参数的写法。其中,new Proxy()表示生成一个Proxy实例,target参数表示所要拦截的目标对象,handler参数也是一个对象,用来定制拦截行为。

下面是另一个拦截读取属性行为的例子。

var proxy = new Proxy({}, {
  get: function(target, property) {
    return 35;
  }
});

proxy.time // 35
proxy.name // 35
proxy.title // 35

上面代码中,作为构造函数,Proxy接受两个参数。第一个参数是所要代理的目标对象(上例是一个空对象),即如果没有Proxy的介入,操作原来要访问的就是这个对象;第二个参数是一个配置对象,对于每一个被代理的操作,需要提供一个对应的处理函数,该函数将拦截对应的操作。比如,上面代码中,配置对象有一个get方法,用来拦截对目标对象属性的访问请求。get方法的两个参数分别是目标对象和所要访问的属性。可以看到,由于拦截函数总是返回35,所以访问任何属性都得到35

注意,要使得Proxy起作用,必须针对Proxy实例(上例是proxy对象)进行操作,而不是针对目标对象(上例是空对象)进行操作。

如果handler没有设置任何拦截,那就等同于直接通向原对象。

var target = {};
var handler = {};
var proxy = new Proxy(target, handler);
proxy.a = 'b';
target.a // "b"

上面代码中,handler是一个空对象,没有任何拦截效果,访问handeler就等同于访问target

一个技巧是将Proxy对象,设置到object.proxy属性,从而可以在object对象上调用。

var object = { proxy: new Proxy(target, handler) }

Proxy实例也可以作为其他对象的原型对象。

var proxy = new Proxy({}, {
  get: function(target, property) {
    return 35;
  }
});

let obj = Object.create(proxy);
obj.time // 35

上面代码中,proxy对象是obj对象的原型,obj对象本身并没有time属性,所以根据原型链,会在proxy对象上读取该属性,导致被拦截。

同一个拦截器函数,可以设置拦截多个操作。

var handler = {
  get: function(target, name) {
    if (name === 'prototype') return Object.prototype;
    return 'Hello, '+ name;
  },
  apply: function(target, thisBinding, args) { return args[0]; },
  construct: function(target, args) { return args[1]; }
};

var fproxy = new Proxy(function(x,y) {
  return x+y;
},  handler);

fproxy(1,2); // 1
new fproxy(1,2); // 2
fproxy.prototype; // Object.prototype
fproxy.foo; // 'Hello, foo'

下面是Proxy支持的拦截操作一览。

对于可以设置、但没有设置拦截的操作,则直接落在目标对象上,按照原先的方式产生结果。

(1)get(target, propKey, receiver)

拦截对象属性的读取,比如proxy.fooproxy['foo'],返回类型不限。最后一个参数receiver可选,当target对象设置了propKey属性的get函数时,receiver对象会绑定get函数的this对象。

(2)set(target, propKey, value, receiver)

拦截对象属性的设置,比如proxy.foo = vproxy['foo'] = v,返回一个布尔值。

(3)has(target, propKey)

拦截propKey in proxy的操作,返回一个布尔值。

(4)deleteProperty(target, propKey)

拦截delete proxy[propKey]的操作,返回一个布尔值。

(5)enumerate(target)

拦截for (var x in proxy),返回一个遍历器。

(6)hasOwn(target, propKey)

拦截proxy.hasOwnProperty('foo'),返回一个布尔值。

(7)ownKeys(target)

拦截Object.getOwnPropertyNames(proxy)Object.getOwnPropertySymbols(proxy)Object.keys(proxy),返回一个数组。该方法返回对象所有自身的属性,而Object.keys()仅返回对象可遍历的属性。

(8)getOwnPropertyDescriptor(target, propKey)

拦截Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, propKey),返回属性的描述对象。

(9)defineProperty(target, propKey, propDesc)

拦截Object.defineProperty(proxy, propKey, propDesc)Object.defineProperties(proxy, propDescs),返回一个布尔值。

(10)preventExtensions(target)

拦截Object.preventExtensions(proxy),返回一个布尔值。

(11)getPrototypeOf(target)

拦截Object.getPrototypeOf(proxy),返回一个对象。

(12)isExtensible(target)

拦截Object.isExtensible(proxy),返回一个布尔值。

(13)setPrototypeOf(target, proto)

拦截Object.setPrototypeOf(proxy, proto),返回一个布尔值。

如果目标对象是函数,那么还有两种额外操作可以拦截。

(14)apply(target, object, args)

拦截Proxy实例作为函数调用的操作,比如proxy(...args)proxy.call(object, ...args)proxy.apply(...)

(15)construct(target, args, proxy)

拦截Proxy实例作为构造函数调用的操作,比如new proxy(...args)。

Proxy实例的方法

下面是其中几个重要拦截方法的详细介绍。

get()

get方法用于拦截某个属性的读取操作。上文已经有一个例子,下面是另一个拦截读取操作的例子。

var person = {
  name: "张三"
};

var proxy = new Proxy(person, {
  get: function(target, property) {
    if (property in target) {
      return target[property];
    } else {
      throw new ReferenceError("Property \"" + property + "\" does not exist.");
    }
  }
});

proxy.name // "张三"
proxy.age // 抛出一个错误

上面代码表示,如果访问目标对象不存在的属性,会抛出一个错误。如果没有这个拦截函数,访问不存在的属性,只会返回undefined。

利用proxy,可以将读取属性的操作(get),转变为执行某个函数。

var pipe = (function () {
  var pipe;
  return function (value) {
    pipe = [];
    return new Proxy({}, {
      get: function (pipeObject, fnName) {
        if (fnName == "get") {
          return pipe.reduce(function (val, fn) {
            return fn(val);
          }, value);
        }
        pipe.push(window[fnName]);
        return pipeObject;
      }
    });
  }
}());

var double = function (n) { return n*2 };
var pow = function (n) { return n*n };
var reverseInt = function (n) { return n.toString().split('').reverse().join('')|0 };

pipe(3) . double . pow . reverseInt . get
// 63

上面代码设置Proxy以后,达到了将函数名链式使用的效果。

set()

set方法用来拦截某个属性的赋值操作。

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对象保证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age以外的属性,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

上面代码中,由于设置了存值函数set,任何不符合要求的age属性赋值,都会抛出一个错误。利用set方法,还可以数据绑定,即每当对象发生变化时,会自动更新DOM。

有时,我们会在对象上面设置内部属性,属性名的第一个字符使用下划线开头,表示这些属性不应该被外部使用。结合getset方法,就可以做到防止这些内部属性被外部读写。

var handler = {
  get (target, key) {
    invariant(key, 'get');
    return target[key];
  },
  set (target, key, value) {
    invariant(key, 'set');
    return true;
  }
}
function invariant (key, action) {
  if (key[0] === '_') {
    throw new Error(`Invalid attempt to ${action} private "${key}" property`);
  }
}
var target = {};
var proxy = new Proxy(target, handler);
proxy._prop
// Error: Invalid attempt to get private "_prop" property
proxy._prop = 'c'
// Error: Invalid attempt to set private "_prop" property

上面代码中,只要读写的属性名的第一个字符是下划线,一律抛错,从而达到禁止读写内部属性的目的。

apply()

apply方法拦截函数的调用、call和apply操作。

var handler = {
  apply (target, ctx, args) {
    return Reflect.apply(...arguments);
  }
}

apply方法可以接受三个参数,分别是目标对象、目标对象的上下文对象(this)和目标对象的参数数组。

下面是一个例子。

var target = function () { return 'I am the target'; };
var handler = {
  apply: function () {
    return 'I am the proxy';
  }
};

var p = new Proxy(target, handler);

p() === 'I am the proxy';
// true

上面代码中,变量p是Proxy的实例,当它作为函数调用时(p()),就会被apply方法拦截,返回一个字符串。

下面是另外一个例子。

var twice = {
  apply (target, ctx, args) {
    return Reflect.apply(...arguments) * 2;
  }
}
function sum (left, right) {
  return left + right;
}
var proxy = new Proxy(sum, twice);
proxy(1, 2) // 6
proxy.call(null, 5, 6) // 22
proxy.apply(null, [7, 8]) // 30

上面代码中,每当执行proxy函数,就会被apply方法拦截。

另外,直接调用Reflect.apply方法,也会被拦截。

Reflect.apply(proxy, null, [9, 10]) // 38

has()

has方法可以隐藏某些属性,不被in操作符发现。

var handler = {
  has (target, key) {
    if (key[0] === '_') {
      return false;
    }
    return key in target;
  }
}
var target = { _prop: 'foo', prop: 'foo' };
'_prop' in proxy
// false

上面代码中,如果原对象的属性名的第一个字符是下划线,proxy.has就会返回false,从而不会被in运算符发现。

如果原对象不可配置或者禁止扩展,这时has拦截会报错。

var obj = { a: 10 };
Object.preventExtensions(obj);
var p = new Proxy(obj, {
  has: function(target, prop) {
    return false;
  }
});

"a" in p; // TypeError is thrown

上面代码中,obj对象禁止扩展,结果使用has拦截就会报错。

construct()

construct方法用于拦截new命令。

var handler = {
  construct (target, args) {
    return new target(...args);
  }
}

下面是一个例子。

var p = new Proxy(function() {}, {
  construct: function(target, args) {
    console.log('called: ' + args.join(', '));
    return { value: args[0] * 10 };
  }
});

new p(1).value
// "called: 1"
// 10

如果construct方法返回的不是对象,就会抛出错误。

var p = new Proxy(function() {}, {
  construct: function(target, argumentsList) {
    return 1;
  }
});

new p() // 报错

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');
    return true;
  }
}
function invariant (key, action) {
  if (key[0] === '_') {
    throw new Error(`Invalid attempt to ${action} private "${key}" property`);
  }
}

var target = { _prop: 'foo' }
var proxy = new Proxy(target, handler)
delete proxy._prop
// Error: Invalid attempt to delete private "_prop" property

上面代码中,deleteProperty方法拦截了delete操作符,删除第一个字符为下划线的属性会报错。

defineProperty()

defineProperty方法拦截了Object.defineProperty操作。

var handler = {
  defineProperty (target, key, descriptor) {
    return false
  }
}
var target = {}
var proxy = new Proxy(target, handler)
proxy.foo = 'bar'
// TypeError: proxy defineProperty handler returned false for property '"foo"'

上面代码中,defineProperty方法返回false,导致添加新属性会抛出错误。

enumerate()

enumerate方法用来拦截for...in循环。注意与Proxy对象的has方法区分,后者用来拦截in操作符,对for...in循环无效。

var handler = {
  enumerate (target) {
    return Object.keys(target).filter(key => key[0] !== '_')[Symbol.iterator]();
  }
}
var target = { prop: 'foo', _bar: 'baz', _prop: 'foo' }
var proxy = new Proxy(target, handler)
for (let key in proxy) {
  console.log(key);
  // "prop"
}

上面代码中,enumerate方法取出原对象的所有属性名,将其中第一个字符等于下划线的都过滤掉,然后返回这些符合条件的属性名的一个遍历器对象,供for...in循环消费。

下面是另一个例子。

var p = new Proxy({}, {
  enumerate(target) {
    console.log("called");
    return ["a", "b", "c"][Symbol.iterator]();
  }
});

for (var x in p) {
  console.log(x);
}
// "called"
// "a"
// "b"
// "c"

如果enumerate方法返回的不是一个对象,就会报错。

var p = new Proxy({}, {
  enumerate(target) {
    return 1;
  }
});

for (var x in p) {} // 报错

getOwnPropertyDescriptor()

getOwnPropertyDescriptor方法拦截Object.getOwnPropertyDescriptor,返回一个属性描述对象或者undefined

var handler = {
  getOwnPropertyDescriptor (target, key) {
    if (key[0] === '_') {
      return
    }
    return Object.getOwnPropertyDescriptor(target, key)
  }
}
var target = { _foo: 'bar', baz: 'tar' };
var proxy = new Proxy(target, handler);
Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, 'wat')
// undefined
Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, '_foo')
// undefined
Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, 'baz')
// { value: 'tar', writable: true, enumerable: true, configurable: true }

上面代码中,handler.getOwnPropertyDescriptor方法对于第一个字符为下划线的属性名会返回undefined

getPrototypeOf()

getPrototypeOf方法主要用来拦截Object.getPrototypeOf()运算符,以及其他一些操作。

  • Object.prototype.__proto__
  • Object.prototype.isPrototypeOf()
  • Object.getPrototypeOf()
  • Reflect.getPrototypeOf()
  • instanceof运算符

下面是一个例子。

var proto = {};
var p = new Proxy({}, {
  getPrototypeOf(target) {
    return proto;
  }
});
Object.getPrototypeOf(p) === proto // true

上面代码中,getPrototypeOf方法拦截Object.getPrototypeOf(),返回proto对象。

isExtensible()

isExtensible方法拦截Object.isExtensible操作。

var p = new Proxy({}, {
  isExtensible: function(target) {
    console.log("called");
    return true;
  }
});

Object.isExtensible(p)
// "called"
// true

上面代码设置了isExtensible方法,在调用Object.isExtensible时会输出called

这个方法有一个强限制,如果不能满足下面的条件,就会抛出错误。

Object.isExtensible(proxy) === Object.isExtensible(target)

下面是一个例子。

var p = new Proxy({}, {
  isExtensible: function(target) {
    return false;
  }
});

Object.isExtensible(p); // 报错

ownKeys()

ownKeys方法用来拦截Object.keys()操作。

let target = {};

let handler = {
  ownKeys(target) {
    return ['hello', 'world'];
  }
};

let proxy = new Proxy(target, handler);

Object.keys(proxy)
// [ 'hello', 'world' ]

上面代码拦截了对于target对象的Object.keys()操作,返回预先设定的数组。

下面的例子是拦截第一个字符为下划线的属性名。

var target = {
  _bar: 'foo',
  _prop: 'bar',
  prop: 'baz'
};

var handler = {
  ownKeys (target) {
    return Reflect.ownKeys(target).filter(key => key[0] !== '_');
  }
};

var proxy = new Proxy(target, handler);
for (let key of Object.keys(proxy)) {
  console.log(key)
}
// "baz"

preventExtensions()

preventExtensions方法拦截Object.preventExtensions()。该方法必须返回一个布尔值。

这个方法有一个限制,只有当Object.isExtensible(proxy)false(即不可扩展)时,proxy.preventExtensions才能返回true,否则会报错。

var p = new Proxy({}, {
  preventExtensions: function(target) {
    return true;
  }
});

Object.preventExtensions(p); // 报错

上面代码中,proxy.preventExtensions方法返回true,但这时Object.isExtensible(proxy)会返回true,因此报错。

为了防止出现这个问题,通常要在proxy.preventExtensions方法里面,调用一次Object.preventExtensions

var p = new Proxy({}, {
  preventExtensions: function(target) {
    console.log("called");
    Object.preventExtensions(target);
    return true;
  }
});

Object.preventExtensions(p)
// "called"
// true

setPrototypeOf()

setPrototypeOf方法主要用来拦截Object.setPrototypeOf方法。

下面是一个例子。

var handler = {
  setPrototypeOf (target, proto) {
    throw new Error('Changing the prototype is forbidden');
  }
}
var proto = {};
var target = function () {};
var proxy = new Proxy(target, handler);
proxy.setPrototypeOf(proxy, proto);
// Error: Changing the prototype is forbidden

上面代码中,只要修改target的原型对象,就会报错。

Proxy.revocable()

Proxy.revocable方法返回一个可取消的Proxy实例。

let target = {};
let handler = {};

let {proxy, revoke} = Proxy.revocable(target, handler);

proxy.foo = 123;
proxy.foo // 123

revoke();
proxy.foo // TypeError: Revoked

Proxy.revocable方法返回一个对象,该对象的proxy属性是Proxy实例,revoke属性是一个函数,可以取消Proxy实例。上面代码中,当执行revoke函数之后,再访问Proxy实例,就会抛出一个错误。

Reflect概述

Reflect对象与Proxy对象一样,也是ES6为了操作对象而提供的新API。Reflect对象的设计目的有这样几个。

(1) 将Object对象的一些明显属于语言层面的方法,放到Reflect对象上。现阶段,某些方法同时在Object和Reflect对象上部署,未来的新方法将只部署在Reflect对象上。

(2) 修改某些Object方法的返回结果,让其变得更合理。比如,Object.defineProperty(obj, name, desc)在无法定义属性时,会抛出一个错误,而Reflect.defineProperty(obj, name, desc)则会返回false。

(3) 让Object操作都变成函数行为。某些Object操作是命令式,比如name in objdelete obj[name],而Reflect.has(obj, name)Reflect.deleteProperty(obj, name)让它们变成了函数行为。

(4)Reflect对象的方法与Proxy对象的方法一一对应,只要是Proxy对象的方法,就能在Reflect对象上找到对应的方法。这就让Proxy对象可以方便地调用对应的Reflect方法,完成默认行为,作为修改行为的基础。也就是说,不管Proxy怎么修改默认行为,你总可以在Reflect上获取默认行为。

Proxy(target, {
  set: function(target, name, value, receiver) {
    var success = Reflect.set(target,name, value, receiver);
    if (success) {
      log('property ' + name + ' on ' + target + ' set to ' + value);
    }
    return success;
  }
});

上面代码中,Proxy方法拦截target对象的属性赋值行为。它采用Reflect.set方法将值赋值给对象的属性,然后再部署额外的功能。

下面是get方法的例子。

var loggedObj = new Proxy(obj, {
  get: function(target, name) {
    console.log("get", target, name);
    return Reflect.get(target, name);
  }
});

Reflect对象的方法

Reflect对象的方法清单如下。

  • Reflect.getOwnPropertyDescriptor(target,name)
  • Reflect.defineProperty(target,name,desc)
  • Reflect.getOwnPropertyNames(target)
  • Reflect.getPrototypeOf(target)
  • Reflect.setPrototypeOf(target, prototype)
  • Reflect.deleteProperty(target,name)
  • Reflect.enumerate(target)
  • Reflect.freeze(target)
  • Reflect.seal(target)
  • Reflect.preventExtensions(target)
  • Reflect.isFrozen(target)
  • Reflect.isSealed(target)
  • Reflect.isExtensible(target)
  • Reflect.has(target,name)
  • Reflect.hasOwn(target,name)
  • Reflect.keys(target)
  • Reflect.get(target,name,receiver)
  • Reflect.set(target,name,value,receiver)
  • Reflect.apply(target,thisArg,args)
  • Reflect.construct(target,args)

上面这些方法的作用,大部分与Object对象的同名方法的作用都是相同的。下面是对其中几个方法的解释。

(1)Reflect.get(target,name,receiver)

查找并返回target对象的name属性,如果没有该属性,则返回undefined。

如果name属性部署了读取函数,则读取函数的this绑定receiver。

var obj = {
  get foo() { return this.bar(); },
  bar: function() { ... }
}

// 下面语句会让 this.bar()
// 变成调用 wrapper.bar()
Reflect.get(obj, "foo", wrapper);

(2)Reflect.set(target, name, value, receiver)

设置target对象的name属性等于value。如果name属性设置了赋值函数,则赋值函数的this绑定receiver。

(3)Reflect.has(obj, name)

等同于name in obj

(4)Reflect.deleteProperty(obj, name)

等同于delete obj[name]

(5)Refl2ect.construct(target, args)

等同于new target(...args),这提供了一种不使用new,来调用构造函数的方法。

(6)Reflect.getPrototypeOf(obj)

读取对象的__proto__属性,等同于Object.getPrototypeOf(obj)

(7)Reflect.setPrototypeOf(obj, newProto)

设置对象的__proto__属性。注意,Object对象没有对应这个方法的方法。

(8)Reflect.apply(fun,thisArg,args)

等同于Function.prototype.apply.call(fun,thisArg,args)。一般来说,如果要绑定一个函数的this对象,可以这样写fn.apply(obj, args),但是如果函数定义了自己的apply方法,就只能写成Function.prototype.apply.call(fn, obj, args),采用Reflect对象可以简化这种操作。

另外,需要注意的是,Reflect.set()Reflect.defineProperty()Reflect.freeze()Reflect.seal()Reflect.preventExtensions()返回一个布尔值,表示操作是否成功。它们对应的Object方法,失败时都会抛出错误。

// 失败时抛出错误
Object.defineProperty(obj, name, desc);
// 失败时返回false
Reflect.defineProperty(obj, name, desc);

上面代码中,Reflect.defineProperty方法的作用与Object.defineProperty是一样的,都是为对象定义一个属性。但是,Reflect.defineProperty方法失败时,不会抛出错误,只会返回false