ECMAScript Proxy
Proxy 用于修改某些操作的默认行为
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”。
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。
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。
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。
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。
上面代码中,handler
是一个空对象,没有任何拦截效果,访问proxy
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。
Proxy 实例也可以作为其他对象的原型对象。
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。
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。
下面是 Proxy 支持的拦截操作一览,一共 13 种。
- get(target, propKey, receiver):拦截对象属性的读取,比如
proxy.foo
和proxy['foo']
。
- set(target, propKey, value, receiver):拦截对象属性的设置,比如
proxy.foo = v
或proxy['foo'] = v
,返回一个布尔值。
- 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.getOwnPropertyNames(proxy)
、Object.getOwnPropertySymbols(proxy)
、Object.keys(proxy)
、for...in
循环,返回一个数组。该方法返回目标对象所有自身的属性的属性名,而Object.keys()
的返回结果仅包括目标对象自身的可遍历属性。
- 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)
、Object.defineProperties(proxy, propDescs)
,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。如果目标对象是函数,那么还有两种额外操作可以拦截。
- 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(...)
。
- construct(target, args):拦截 Proxy 实例作为构造函数调用的操作,比如
new proxy(...args)
。
下面是上面这些拦截方法的详细介绍。
get
方法用于拦截某个属性的读取操作,可以接受三个参数,依次为目标对象、属性名和 proxy 实例本身(严格地说,是操作行为所针对的对象),其中最后一个参数可选。
get
方法的用法,上文已经有一个例子,下面是另一个拦截读取操作的例子。
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
。
get
方法可以继承。
上面代码中,拦截操作定义在Prototype
对象上面,所以如果读取obj
对象继承的属性时,拦截会生效。
下面的例子使用get
拦截,实现数组读取负数的索引。
上面代码中,数组的位置参数是-1
,就会输出数组的倒数第一个成员。
利用 Proxy,可以将读取属性的操作(get
),转变为执行某个函数,从而实现属性的链式操作。
上面代码设置 Proxy 以后,达到了将函数名链式使用的效果。
下面的例子则是利用get
拦截,实现一个生成各种 DOM 节点的通用函数dom
。
下面是一个get
方法的第三个参数的例子,它总是指向原始的读操作所在的那个对象,一般情况下就是 Proxy 实例。
上面代码中,proxy
对象的getReceiver
属性会被get()
拦截,得到的返回值就是proxy
对象。
上面代码中,d
对象本身没有a
属性,所以读取d.a
的时候,会去d
的原型proxy
对象找。这时,receiver
就指向d
,代表原始的读操作所在的那个对象。
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,否则通过 Proxy 对象访问该属性会报错。
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,其中最后一个参数可选。
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。
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,这是数据验证的一种实现方法。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get
和set
方法,就可以做到防止这些内部属性被外部读写。
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。
下面是set
方法第四个参数的例子。
上面代码中,set
方法的第四个参数receiver
,指的是原始的操作行为所在的那个对象,一般情况下是proxy
实例本身,请看下面的例子。
上面代码中,设置myObj.foo
属性的值时,myObj
并没有foo
属性,因此引擎会到myObj
的原型链去找foo
属性。myObj
的原型对象proxy
是一个 Proxy 实例,设置它的foo
属性会触发set
方法。这时,第四个参数receiver
就指向原始赋值行为所在的对象myObj
。
注意,如果目标对象自身的某个属性不可写,那么set
方法将不起作用。
上面代码中,obj.foo
属性不可写,Proxy 对这个属性的set
代理将不会生效。
注意,set
代理应当返回一个布尔值。严格模式下,set
代理如果没有返回true
,就会报错。
上面代码中,严格模式下,set
代理返回false
或者undefined
,都会报错。
apply
方法拦截函数的调用、call
和apply
操作。
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。
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。
上面代码中,每当执行proxy
函数(直接调用或call
和apply
调用),就会被apply
方法拦截。
另外,直接调用Reflect.apply
方法,也会被拦截。
has()
方法用来拦截HasProperty
操作,即判断对象是否具有某个属性时,这个方法会生效。典型的操作就是in
运算符。
has()
方法可以接受两个参数,分别是目标对象、需查询的属性名。
下面的例子使用has()
方法隐藏某些属性,不被in
运算符发现。
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。
上面代码中,obj
对象禁止扩展,结果使用has
拦截就会报错。也就是说,如果某个属性不可配置(或者目标对象不可扩展),则has()
方法就不得“隐藏”(即返回false
)目标对象的该属性。
值得注意的是,has()
方法拦截的是HasProperty
操作,而不是HasOwnProperty
操作,即has()
方法不判断一个属性是对象自身的属性,还是继承的属性。
另外,虽然for...in
循环也用到了in
运算符,但是has()
拦截对for...in
循环不生效。
上面代码中,has()
拦截只对in
运算符生效,对for...in
循环不生效,导致不符合要求的属性没有被for...in
循环所排除。
construct()
方法用于拦截new
命令,下面是拦截对象的写法。
construct()
方法可以接受三个参数。
target
:目标对象。
args
:构造函数的参数数组。
newTarget
:创造实例对象时,new
命令作用的构造函数(下面例子的p
)。
construct()
方法返回的必须是一个对象,否则会报错。
另外,由于construct()
拦截的是构造函数,所以它的目标对象必须是函数,否则就会报错。
上面例子中,拦截的目标对象不是一个函数,而是一个对象(new Proxy()
的第一个参数),导致报错。
注意,construct()
方法中的this
指向的是handler
,而不是实例对象。
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。
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。
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。
defineProperty()
方法拦截了Object.defineProperty()
操作。
上面代码中,defineProperty()
方法内部没有任何操作,只返回false
,导致添加新属性总是无效。注意,这里的false
只是用来提示操作失败,本身并不能阻止添加新属性。
注意,如果目标对象不可扩展(non-extensible),则defineProperty()
不能增加目标对象上不存在的属性,否则会报错。另外,如果目标对象的某个属性不可写(writable)或不可配置(configurable),则defineProperty()
方法不得改变这两个设置。
getOwnPropertyDescriptor()
方法拦截Object.getOwnPropertyDescriptor()
,返回一个属性描述对象或者undefined
。
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()
方法主要用来拦截获取对象原型。具体来说,拦截下面这些操作。
Object.prototype.__proto__
Object.prototype.isPrototypeOf()
Object.getPrototypeOf()
Reflect.getPrototypeOf()
instanceof
下面是一个例子。
上面代码中,getPrototypeOf()
方法拦截Object.getPrototypeOf()
,返回proto
对象。
注意,getPrototypeOf()
方法的返回值必须是对象或者null
,否则报错。另外,如果目标对象不可扩展(non-extensible), getPrototypeOf()
方法必须返回目标对象的原型对象。
isExtensible()
方法拦截Object.isExtensible()
操作。
上面代码设置了isExtensible()
方法,在调用Object.isExtensible
时会输出called
。
注意,该方法只能返回布尔值,否则返回值会被自动转为布尔值。
这个方法有一个强限制,它的返回值必须与目标对象的isExtensible
属性保持一致,否则就会抛出错误。
下面是一个例子。
ownKeys()
方法用来拦截对象自身属性的读取操作。具体来说,拦截以下操作。
Object.getOwnPropertyNames()
Object.getOwnPropertySymbols()
Object.keys()
for...in
循环
下面是拦截Object.keys()
的例子。
上面代码拦截了对于target
对象的Object.keys()
操作,只返回a
、b
、c
三个属性之中的a
属性。
下面的例子是拦截第一个字符为下划线的属性名。
注意,使用Object.keys()
方法时,有三类属性会被ownKeys()
方法自动过滤,不会返回。
- 目标对象上不存在的属性
- 属性名为 Symbol 值
- 不可遍历(
enumerable
)的属性
上面代码中,ownKeys()
方法之中,显式返回不存在的属性(d
)、Symbol 值(Symbol.for('secret')
)、不可遍历的属性(key
),结果都被自动过滤掉。
ownKeys()
方法还可以拦截Object.getOwnPropertyNames()
。
for...in
循环也受到ownKeys()
方法的拦截。
上面代码中,ownkeys()
指定只返回a
和b
属性,由于obj
没有这两个属性,因此for...in
循环不会有任何输出。
ownKeys()
方法返回的数组成员,只能是字符串或 Symbol 值。如果有其他类型的值,或者返回的根本不是数组,就会报错。
上面代码中,ownKeys()
方法虽然返回一个数组,但是每一个数组成员都不是字符串或 Symbol 值,因此就报错了。
如果目标对象自身包含不可配置的属性,则该属性必须被ownKeys()
方法返回,否则报错。
上面代码中,obj
对象的a
属性是不可配置的,这时ownKeys()
方法返回的数组之中,必须包含a
,否则会报错。
另外,如果目标对象是不可扩展的(non-extensible),这时ownKeys()
方法返回的数组之中,必须包含原对象的所有属性,且不能包含多余的属性,否则报错。
上面代码中,obj
对象是不可扩展的,这时ownKeys()
方法返回的数组之中,包含了obj
对象的多余属性b
,所以导致了报错。
preventExtensions()
方法拦截Object.preventExtensions()
。该方法必须返回一个布尔值,否则会被自动转为布尔值。
这个方法有一个限制,只有目标对象不可扩展时(即Object.isExtensible(proxy)
为false
),proxy.preventExtensions
才能返回true
,否则会报错。
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()
。
setPrototypeOf()
方法主要用来拦截Object.setPrototypeOf()
方法。
下面是一个例子。
上面代码中,只要修改target
的原型对象,就会报错。
注意,该方法只能返回布尔值,否则会被自动转为布尔值。另外,如果目标对象不可扩展(non-extensible),setPrototypeOf()
方法不得改变目标对象的原型。
Proxy.revocable()
方法返回一个可取消的 Proxy 实例。
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。
Proxy.revocable()
的一个使用场景是,目标对象不允许直接访问,必须通过代理访问,一旦访问结束,就收回代理权,不允许再次访问。
虽然 Proxy 可以代理针对目标对象的访问,但它不是目标对象的透明代理,即不做任何拦截的情况下,也无法保证与目标对象的行为一致。主要原因就是在 Proxy 代理的情况下,目标对象内部的this
关键字会指向 Proxy 代理。
上面代码中,一旦proxy
代理target
,target.m()
内部的this
就是指向proxy
,而不是target
。所以,虽然proxy
没有做任何拦截,target.m()
和proxy.m()
返回不一样的结果。
下面是一个例子,由于this
指向的变化,导致 Proxy 无法代理目标对象。
上面代码中,目标对象jane
的name
属性,实际保存在外部WeakMap
对象_name
上面,通过this
键区分。由于通过proxy.name
访问时,this
指向proxy
,导致无法取到值,所以返回undefined
。
此外,有些原生对象的内部属性,只有通过正确的this
才能拿到,所以 Proxy 也无法代理这些原生对象的属性。
上面代码中,getDate()
方法只能在Date
对象实例上面拿到,如果this
不是Date
对象实例就会报错。这时,this
绑定原始对象,就可以解决这个问题。
另外,Proxy 拦截函数内部的this
,指向的是handler
对象。
上面例子中,get()
和set()
拦截函数内部的this
,指向的都是handler
对象。
Proxy 对象可以拦截目标对象的任意属性,这使得它很合适用来写 Web 服务的客户端。
上面代码新建了一个 Web 服务的接口,这个接口返回各种数据。Proxy 可以拦截这个对象的任意属性,所以不用为每一种数据写一个适配方法,只要写一个 Proxy 拦截就可以了。
同理,Proxy 也可以用来实现数据库的 ORM 层。