Vue 3 响应式系统：Proxy 与 V8 的爱恨情仇
各位靓仔、靓女，晚上好！我是今晚的讲师，人称“码界老司机”（虽然我还是单身）。今天咱们聊聊 Vue 3 响应式系统的核心：Proxy，以及它如何吊打 Vue 2 中使用的 Object.defineProperty，顺便再深入 V8 的腹地，看看它们在性能上的差距究竟有多大。
开场白：响应式系统，前端的灵魂伴侣
在前端的世界里，数据驱动视图是王道。而响应式系统，就是实现数据与视图自动同步的灵魂伴侣。它就像一个默默守护你的管家，当你修改了数据，它会自动通知相关的视图进行更新，你只需要专注于数据操作，剩下的脏活累活都交给它。
第一幕：Vue 2 的老兵 Object.defineProperty
Vue 2 采用 Object.defineProperty 来实现响应式。这玩意儿怎么工作的呢？简单来说，它允许你精确地定义对象属性的行为，比如读取、设置、删除等。Vue 2 利用 Object.defineProperty 的 getter 和 setter，在属性被访问和修改的时候，执行一些额外的操作，从而实现依赖收集和更新通知。
function defineReactive(obj, key, val) {
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true, // 可枚举
configurable: true, // 可配置
get: function reactiveGetter() {
console.log(`读取属性 ${key}`);
// 依赖收集 (这里简化了)
return val;
},
set: function reactiveSetter(newVal) {
if (newVal === val) return;
console.log(`设置属性 ${key} 为 ${newVal}`);
// 更新通知 (这里简化了)
val = newVal;
}
});
}
const obj = {};
defineReactive(obj, 'name', '老司机');
console.log(obj.name); // 输出: 读取属性 name, 老司机
obj.name = '新司机'; // 输出: 设置属性 name 为 新司机这段代码展示了 Object.defineProperty 的基本用法。它劫持了对象的属性，并在属性被访问和修改时执行自定义的逻辑。
Object.defineProperty 的局限性：为啥成了“慢路径”？
虽然 Object.defineProperty 在 Vue 2 中立下了汗马功劳，但它也存在一些明显的缺陷：
- 只能劫持对象的属性： 它无法监听对象的新增属性和删除属性。如果你想监听对象的新增属性，你需要使用
$set方法，这破坏了数据的纯粹性，也增加了开发者的心智负担。 - 需要深度遍历： 为了实现深层响应式，你需要递归遍历对象的每一个属性，为每一个属性都使用
Object.defineProperty进行劫持。这会导致性能上的损耗，尤其是对于大型对象。 - V8 的“慢路径”： 更关键的是，在 V8 引擎中，对使用了
Object.defineProperty的对象进行优化是比较困难的。这会导致 V8 进入“慢路径”，降低代码的执行效率。
什么是 V8 的“快路径”和“慢路径”？
V8 引擎会尝试将 JavaScript 代码编译成机器码，以提高执行效率。为了实现这一点，V8 会对代码进行优化，比如内联函数、缓存对象属性等。
- 快路径（Fast Path）： 当 V8 能够对代码进行充分优化时，代码就会运行在“快路径”上，执行效率非常高。
- 慢路径（Slow Path）： 当 V8 遇到一些难以优化的情况，比如使用了
try...catch、eval、或者Object.defineProperty，V8 就可能进入“慢路径”，放弃一些优化，降低执行效率。
简单来说，Object.defineProperty 就像一个“黑名单”，一旦 V8 发现对象使用了它，就会对该对象敬而远之，不敢轻易进行优化，导致性能下降。
第二幕：Vue 3 的新欢 Proxy
Vue 3 抛弃了 Object.defineProperty，拥抱了 Proxy。Proxy 是 ES6 提供的新的 API，它允许你创建一个代理对象，拦截对目标对象的各种操作，包括读取、设置、删除、以及枚举属性等。
const target = {
name: '老司机',
age: 18
};
const handler = {
get: function(target, property, receiver) {
console.log(`读取属性 ${property}`);
return Reflect.get(target, property, receiver);
},
set: function(target, property, value, receiver) {
console.log(`设置属性 ${property} 为 ${value}`);
return Reflect.set(target, property, value, receiver);
},
deleteProperty: function(target, property) {
console.log(`删除属性 ${property}`);
return Reflect.deleteProperty(target, property);
}
};
const proxy = new Proxy(target, handler);
console.log(proxy.name); // 输出: 读取属性 name, 老司机
proxy.age = 20; // 输出: 设置属性 age 为 20
delete proxy.age; // 输出: 删除属性 age这段代码展示了 Proxy 的基本用法。你可以定义一个 handler 对象，包含各种拦截器函数，比如 get、set、deleteProperty 等。当对代理对象进行相应的操作时，这些拦截器函数就会被调用。
Proxy 的优势：全方位吊打 Object.defineProperty
Proxy 相比 Object.defineProperty，具有以下明显的优势：
- 可以监听整个对象：
Proxy可以监听对象的所有操作，包括读取、设置、删除、以及枚举属性等。这意味着你可以监听对象的新增属性和删除属性，而无需使用$set方法。 - 不需要深度遍历：
Proxy采用的是懒代理模式。只有当对象属性被访问时，才会进行代理。这意味着你不需要递归遍历对象的每一个属性，从而提高了性能。 - V8 的宠儿：
Proxy对 V8 更加友好。V8 可以对Proxy进行更好的优化，使其运行在“快路径”上，提高代码的执行效率。
Proxy 如何被 V8 宠幸？
Proxy 之所以能够获得 V8 的青睐，主要有以下几个原因：
- 标准化：
Proxy是 ES6 的标准 API，V8 对其进行了专门的优化。 - 透明性：
Proxy的设计更加透明，V8 可以更容易地理解Proxy的行为，从而进行更好的优化。 - 可预测性：
Proxy的行为更加可预测，V8 可以更容易地预测Proxy的执行结果，从而进行更好的优化。
性能对比：数据说话，胜过雄辩
为了更直观地了解 Proxy 和 Object.defineProperty 的性能差异，我们进行一些简单的性能测试。
测试用例：
- 创建大型对象： 创建一个包含大量属性的对象。
- 读取属性： 读取对象的多个属性。
- 设置属性： 修改对象的多个属性。
- 新增属性： 向对象中新增属性。
- 删除属性： 从对象中删除属性。
测试环境：
- Chrome 浏览器 (V8 引擎)
- Node.js
测试代码 (简化版):
// 测试数据量
const dataSize = 10000;
// 创建大型对象 (使用 Object.defineProperty)
function createReactiveObjectWithDefineProperty() {
const obj = {};
for (let i = 0; i < dataSize; i++) {
defineReactive(obj, `key${i}`, i);
}
return obj;
}
// 创建大型对象 (使用 Proxy)
function createReactiveObjectWithProxy() {
const target = {};
for (let i = 0; i < dataSize; i++) {
target[`key${i}`] = i;
}
return new Proxy(target, {
get(target, property) {
return target[property];
},
set(target, property, value) {
target[property] = value;
return true;
}
});
}
// 读取属性
function readProperties(obj) {
for (let i = 0; i < dataSize; i++) {
obj[`key${i}`];
}
}
// 设置属性
function setProperties(obj) {
for (let i = 0; i < dataSize; i++) {
obj[`key${i}`] = i * 2;
}
}
// 简单的性能测试函数
function performanceTest(fn, name) {
console.time(name);
fn();
console.timeEnd(name);
}
// 测试 Object.defineProperty
const reactiveObjectWithDefineProperty = createReactiveObjectWithDefineProperty();
performanceTest(() => readProperties(reactiveObjectWithDefineProperty), "Object.defineProperty - Read Properties");
performanceTest(() => setProperties(reactiveObjectWithDefineProperty), "Object.defineProperty - Set Properties");
// 测试 Proxy
const reactiveObjectWithProxy = createReactiveObjectWithProxy();
performanceTest(() => readProperties(reactiveObjectWithProxy), "Proxy - Read Properties");
performanceTest(() => setProperties(reactiveObjectWithProxy), "Proxy - Set Properties");测试结果 (示例):
| 操作 | Object.defineProperty | Proxy |
|---|---|---|
| 读取 10000 个属性 | 150ms | 50ms |
| 设置 10000 个属性 | 200ms | 70ms |
| 创建响应式对象 (10000属性) | 500ms | 100ms |
结论：
从测试结果可以看出，Proxy 在性能上明显优于 Object.defineProperty。尤其是在读取和设置大量属性的情况下，Proxy 的优势更加明显。
需要注意的是： 这些测试结果只是示例，实际的性能差异会受到多种因素的影响，比如代码的复杂度、浏览器的版本、以及硬件配置等。
第三幕：Reflect，Proxy 的最佳拍档
细心的同学可能已经发现，在 Proxy 的 handler 对象中，我们使用了 Reflect API。Reflect 是 ES6 提供的新的 API，它提供了一组与对象操作相关的方法，这些方法与 Object 上的方法类似，但具有一些重要的区别。
Reflect 的优势：
- 更清晰的语义：
Reflect的方法名更加清晰，更容易理解。 - 更好的错误处理：
Reflect的方法在执行失败时会返回false，而不是抛出异常。这使得错误处理更加方便。 - 与
Proxy配合：Reflect可以与Proxy完美配合，将Proxy拦截到的操作转发给目标对象。
在 Proxy 的 handler 对象中，我们通常使用 Reflect 来执行默认的操作，比如：
const handler = {
get: function(target, property, receiver) {
console.log(`读取属性 ${property}`);
return Reflect.get(target, property, receiver); // 使用 Reflect.get 获取属性值
},
set: function(target, property, value, receiver) {
console.log(`设置属性 ${property} 为 ${value}`);
return Reflect.set(target, property, value, receiver); // 使用 Reflect.set 设置属性值
}
};Reflect 就像 Proxy 的最佳拍档，它们共同构建了 Vue 3 响应式系统的基石。
总结：Proxy + Reflect，Vue 3 的性能利器
Vue 3 采用 Proxy 和 Reflect 来实现响应式系统，这不仅解决了 Object.defineProperty 的一些缺陷，还带来了性能上的提升。Proxy 可以监听整个对象，无需深度遍历，并且对 V8 更加友好。Reflect 可以与 Proxy 完美配合，将 Proxy 拦截到的操作转发给目标对象。
彩蛋：WeakMap 的妙用
在 Vue 3 的响应式系统中，还使用了 WeakMap 来存储一些元数据，比如依赖关系。WeakMap 的特点是，它的键是弱引用，当键不再被其他对象引用时，WeakMap 中的键值对会被自动回收。这可以有效地防止内存泄漏。
结束语：拥抱变化，不断学习
前端技术日新月异，我们需要不断学习新的知识，拥抱新的变化。Proxy 和 Reflect 是 ES6 提供的强大的 API，它们不仅可以用于实现响应式系统，还可以用于解决其他各种问题。希望今天的分享能够帮助大家更好地理解 Vue 3 的响应式系统，并在实际开发中灵活运用 Proxy 和 Reflect。
感谢大家的聆听，祝大家早日成为前端大神！下课！