Proxy

1. 含义

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”。

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。

拦截读取属性行为的例子。

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

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

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。

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"

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) };

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 {value: args[1]};
  }
};

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

fproxy(1, 2) // 1
new fproxy(1, 2) // {value: 2}
fproxy.prototype === Object.prototype // true
fproxy.foo === "Hello, foo" // true

下面是 Proxy 支持的拦截操作一览，一共 13 种。

  • 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)。

2. get() *

1）get() 含义

get(target, propKey, receiver)：拦截对象属性的读取，比如proxy.foo和proxy['foo']。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。

2）get() 用法

拦截读取操作的例子。

var person = {
  name: "张三"
};

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

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

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。

let proto = new Proxy({}, {
  get(target, propertyKey, receiver) {
    console.log('GET ' + propertyKey);
    return target[propertyKey];
  }
});

let obj = Object.create(proto);
obj.foo // "GET foo"

下面的例子是利用get拦截，实现一个生成各种 DOM 节点的通用函数dom。

const dom = new Proxy({}, {
  get(target, property) {
    return function(attrs = {}, ...children) {
      const el = document.createElement(property);
      for (let prop of Object.keys(attrs)) {
        el.setAttribute(prop, attrs[prop]);
      }
      for (let child of children) {
        if (typeof child === 'string') {
          child = document.createTextNode(child);
        }
        el.appendChild(child);
      }
      return el;
    }
  }
});

const el = dom.div({},
  'Hello, my name is ',
  dom.a({href: '//example.com'}, 'Mark'),
  '. I like:',
  dom.ul({},
    dom.li({}, 'The web'),
    dom.li({}, 'Food'),
    dom.li({}, '…actually that\'s it')
  )
);

document.body.appendChild(el);

get方法的第三个参数，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。

const proxy = new Proxy({}, {
  get: function(target, key, receiver) {
    return receiver;
  }
});
proxy.getReceiver === proxy // true

proxy对象的getReceiver属性是由proxy对象提供的，所以receiver指向proxy对象。

const proxy = new Proxy({}, {
  get: function(target, key, receiver) {
    return receiver;
  }
});

const d = Object.create(proxy);
d.a === d // true

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。

3. set() *

1）set() 含义

set(target, propKey, value, receiver)：拦截某个属性的赋值操作，比如proxy.foo = v或proxy['foo'] = v，返回一个布尔值。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。

2）set() 用法

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

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。

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

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

3. apply()

1）apply() 含义

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。

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"

2）apply() 用法

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（直接调用或call和apply调用），就会被apply方法拦截。

直接调用Reflect.apply方法，也会被拦截。

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

3. has()

1）has() 含义

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。

2）has() 用法

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。

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

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。

4. construct()

1）construct() 含义

construct方法用于拦截new命令，下面是拦截对象的写法。

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

2）construct() 用法

construct方法可以接受三个参数。

  • target：目标对象

  • args：构造函数的参数对象

  • newTarget：创造实例对象时，new命令作用的构造函数（下面例子的p）

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

construct方法返回的必须是一个对象，否则会报错。

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

new p() // 报错
// Uncaught TypeError: 'construct' on proxy: trap returned non-object ('1')

5. deleteProperty()

1）deleteProperty() 含义

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。

2）deleteProperty() 用法

var handler = {
  deleteProperty (target, key) {
    invariant(key, 'delete');
    delete target[key];
    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。

6. 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' // 不会生效

7. 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 }

8. getPrototypeOf()

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

例如

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

9. 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

10. ownKeys()

1）含义

ownKeys方法用来拦截对象自身属性的读取操作。例如：

  • Object.getOwnPropertyNames()

  • Object.getOwnPropertySymbols()

  • Object.keys()

  • for...in循环

拦截Object.keys()的例子

let target = {
  a: 1,
  b: 2,
  c: 3
};

let handler = {
  ownKeys(target) {
    return ['a'];
  }
};

let proxy = new Proxy(target, handler);

Object.keys(proxy)
// [ 'a' ]

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。

2） ownKeys() 用法

拦截第一个字符为下划线的属性名。

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

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

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

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

11. preventExtensions()

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。

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

Object.preventExtensions(proxy)
// Uncaught TypeError: 'preventExtensions' on proxy: trap returned truish but the proxy target is extensible

通常要在proxy.preventExtensions方法里面，调用一次Object.preventExtensions。

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

Object.preventExtensions(proxy)
// "called"
// Proxy {}

12. setPrototypeOf()

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

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

只要修改target的原型对象，就会报错。

13 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。

14. this 问题

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。

const target = {
  m: function () {
    console.log(this === proxy);
  }
};
const handler = {};

const proxy = new Proxy(target, handler);

target.m() // false
proxy.m()  // true

一旦proxy代理target.m，后者内部的this就是指向proxy，而不是target。

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。

const _name = new WeakMap();

class Person {
  constructor(name) {
    _name.set(this, name);
  }
  get name() {
    return _name.get(this);
  }
}

const jane = new Person('Jane');
jane.name // 'Jane'

const proxy = new Proxy(jane, {});
proxy.name // undefined

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。

const target = new Date();
const handler = {};
const proxy = new Proxy(target, handler);

proxy.getDate();
// TypeError: this is not a Date object.

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。

const target = new Date('2015-01-01');
const handler = {
  get(target, prop) {
    if (prop === 'getDate') {
      return target.getDate.bind(target);
    }
    return Reflect.get(target, prop);
  }
};
const proxy = new Proxy(target, handler);

proxy.getDate() // 1

15. 实例：web服务的客户端

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。

const service = createWebService('http://example.com/data');

service.employees().then(json => {
  const employees = JSON.parse(json);
  // ···
});

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。

function createWebService(baseUrl) {
  return new Proxy({}, {
    get(target, propKey, receiver) {
      return () => httpGet(baseUrl + '/' + propKey);
    }
  });
}

同理，Proxy 也可以用来实现数据库的 ORM 层。

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