深入理解 Object.defineProperty 及实现数据双向绑定

Object.defineProperty() 和 Proxy 对象，都可以用来对数据的劫持操作。何为数据劫持呢？就是在我们访问或者修改某个对象的某个属性的时候，通过一段代码进行拦截行为，然后进行额外的操作，然后返回结果。那么vue中双向数据绑定就是一个典型的应用。

Vue2.x 是使用 Object.defindProperty()，来进行对对象的监听的。
Vue3.x 版本之后就改用Proxy进行实现的。
下面我们先来理解下Object.defineProperty作用。

一: 理解Object.defineProperty的语法和基本作用。

在理解之前，我们先来看看一个普通的对象，对象它是由多个名/值对组成的无序集合。对象中每个属性对于任意类型的值。
比如现在我们想创建一个简单的对象，可以简单的如下代码：

const obj = new Object; // 或 const obj = {};
 
obj.name = 'kongzhi';
 
console.log(obj.name);  // 在控制台中会打印 kongzhi
 
obj.xxx = function() {
  console.log(111);
}
 
// 调用 xxx 方法
obj.xxx();  // 在控制台中会打印 111

但是除了上面添加对象属性之外，我们还可以使用 Object.defineProperty 来定义新的属性或修改原有的属性。最终会返回该对象。
接下来我们慢慢来理解下该用法。

基本语法：

Object.defineProperty(obj, prop, descriptor);

基本的参数解析如下：

obj: 可以理解为目标对象。
prop: 目标对象的属性名。
descriptor: 对属性的描述。

那么对于第一个参数obj 和 prop参数，我们很容易理解，比如上面的实列demo，我们定义的 obj对象就是第一个参数的含义，我们在obj中定义的name属性和xxx属性是prop的含义，那么第三个参数描述符是什么含义呢？

descriptor： 属性描述符，它是由两部分组成，分别是：数据描述符和访问器描述符，数据描述符的含义是：它是一个包含属性的值，并说明这个属性值是可读或不可读的对象。访问器描述符的含义是：包含该属性的一对 getter/setter方法的对象。

下面我们继续来理解下 数据描述符 和 访问器描述符具体包含哪些配置项含义及用法。

1.1 数据描述符

const obj = {
  name: 'kongzhi'
};
 
// 对obj对象已有的name属性添加数据描述
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  configurable: true | false,
  enumerable: true | false,
  value: '任意类型的值',
  writable: true | false
});
 
// 对obj对象添加新属性的描述
Object.defineProperty(obj, 'newAttr', {
  configurable: true | false,
  enumerable: true | false,
  value: '任意类型的值',
  writable: true | false
});

如上代码配置，数据描述符有如上configurable，enumerable，value 及 writable 配置项。

下面我们来看下 每个描述符中每个属性的含义：

1）value

属性对应的值，值的类型可以是任意类型的。比如我先定义一个obj对象，里面有一个属性 name 值为 'kongzhi', 现在我们通过如下代码改变 obj.name 的值，如下代码：

const obj = {
  name: 'kongzhi'
};
 
// 对obj对象已有的name属性添加数据描述
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  value: '1122'
});
 
console.log(obj.name); // 输出 1122

如果上面我不设置 value描述符值的话，那么它返回的值还是 kongzhi 的。比如如下代码：

const obj = {
  name: 'kongzhi'
};
 
// 对obj对象已有的name属性添加数据描述
Object.defineProperty(obj, 'name', {
 
});
 
console.log(obj.name); // 输出 kongzhi

2）writable

writable的英文的含义是：'可写的'，在该配置中它的含义是：属性的值是否可以被重写，设置为true可以被重写，设置为false，是不能被重写的，默认为false。

如下代码：

const obj = {};
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  'value': 'kongzhi'
});
 
console.log(obj.name); // 输出 kongzhi
 
// 改写obj.name 的值
obj.name = 111;
 
console.log(obj.name); // 还是打印出 kongzhi

上面代码中 使用 Object.defineProperty 定义 obj.name 的值 value = 'kongzhi', 然后我们使用 obj.name 进行重新改写值，再打印出 obj.name 可以看到 值 还是为 kongzhi , 这是 Object.defineProperty 中 writable 默认为false，不能被重写，但是下面我们将它设置为true，就可以进行重写值了，如下代码：

const obj = {};
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  'value': 'kongzhi',
  'writable': true
});
 
console.log(obj.name); // 输出 kongzhi
 
// 改写obj.name 的值
obj.name = 111;
 
console.log(obj.name); // 设置 writable为true的时候 打印出改写后的值 111

3）enumerable

此属性的含义是：是否可以被枚举，比如使用 for..in 或 Object.keys() 这样的。设置为true可以被枚举，设置为false，不能被枚举，默认为false.

如下代码：

const obj = {
  'name1': 'xxx'
};
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  'value': 'kongzhi',
  'writable': true
});
 
// 枚举obj的属性
for (const i in obj) {
  console.log(i); // 打印出 name1
}

如上代码，对象obj本身有一个属性 name1, 然后我们使用 Object.defineProperty 给 obj对象新增 name属性，但是通过for in循环出来后可以看到 只打印出 name1 属性了，那是因为 enumerable 默认为false，它里面的值默认是不可被枚举的。但是如果我们将它设置为true的话，那么 Object.defineProperty 新增的属性也是可以被枚举的，如下代码：

const obj = {
  'name1': 'xxx'
};
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  'value': 'kongzhi',
  'writable': true,
  'enumerable': true
});
 
// 枚举obj的属性
for (const i in obj) {
  console.log(i); // 打印出 name1 和 name
}

4） configurable

该属性英文的含义是：可配置的意思，那么该属性的含义是：是否可以删除目标属性。如果我们设置它为true的话，是可以被删除。如果设置为false的话，是不能被删除的。它默认值为false。

比如如下代码：

const obj = {
  'name1': 'xxx'
};
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  'value': 'kongzhi',
  'writable': true,
  'enumerable': true
});
 
// 使用delete 删除属性
delete obj.name;
console.log(obj.name); // 打印出kongzhi

如上代码 使用 delete命令删除 obj.name的话，该属性值是删除不了的，因为 configurable 默认为false，不能被删除的。
但是如果我们把它设置为true，那么就可以进行删除了。

如下代码：

const obj = {
  'name1': 'xxx'
};
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  'value': 'kongzhi',
  'writable': true,
  'enumerable': true,
  'configurable': true
});
 
// 使用delete 删除属性
delete obj.name;
console.log(obj.name); // 打印出undefined

如上就是 数据描述符 中的四个配置项的基本含义。那么下面我们来看看 访问器描述符 的具体用法和含义。

1.2 访问器描述符

访问器描述符的含义是：包含该属性的一对 getter/setter方法的对象。如下基本语法：

const obj = {};
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  get: function() {},
  set: function(value) {},
  configurable: true | false,
  enumerable: true | false
});

注意：使用访问器描述符中 getter或 setter方法的话，不允许使用 writable 和 value 这两个配置项。

getter/setter

当我们需要设置或获取对象的某个属性的值的时候，我们可以使用 setter/getter方法。

如下代码的使用demo.

const obj = {};
 
let initValue = 'kongzhi';
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  // 当我们使用 obj.name 获取该值的时候，会自动调用 get 函数
  get: function() {
    return initValue;
  },
  set: function(value) {
    initValue = value;
  }
});
 
// 我们来获取值，会自动调用 Object.defineProperty 中的 get函数方法。
 
console.log(obj.name); // 打印出kongzhi
 
// 设置值的话，会自动调用 Object.defineProperty 中的 set方法。
obj.name = 'xxxxx';
 
console.log(obj.name); // 打印出 xxx

注意：configurable 和 enumerable 配置项和数据描述符中的含义是一样的。

1.3：使用 Object.defineProperty 来实现一个简单双向绑定的demo

如下代码：

<!DOCTYPE html>
 <html>
    <head>
      <meta charset="utf-8">
      <title>标题</title>
    </head>
    <body>
      <input type="text" id="demo" />
      <div id="xxx">{{name}}</div>
 
      <script type="text/javascript">
        const obj = {};
        Object.defineProperty(obj, 'name', {
          set: function(value) {
            document.getElementById('xxx').innerHTML = value;
            document.getElementById('demo').value = value;
          }
        });
        document.querySelector('#demo').oninput = function(e) {
          obj.name = e.target.value;
        }
        obj.name = '';
      </script>
    </body>
</html>

查看效果

1.4 Object.defineProperty 对数组的监听

看如下demo代码来理解下对数组的监听的情况。

const obj = {};
 
let initValue = 1;
 
Object.defineProperty(obj, 'name', {
  set: function(value) {
    console.log('set方法被执行了');
    initValue = value;
  },
  get: function() {
    return initValue;
  }
});
 
console.log(obj.name); //
 
obj.name = []; // 会执行set方法，会打印信息
 
// 给 obj 中的name属性 设置为 数组 [1, 2, 3], 会执行set方法，会打印信息
obj.name = [1, 2, 3];
 
// 然后对 obj.name 中的某一项进行改变值，不会执行set方法，不会打印信息
obj.name[0] = 11;
 
// 然后我们打印下 obj.name 的值
console.log(obj.name);
 
// 然后我们使用数组中push方法对 obj.name数组添加属性 不会执行set方法，不会打印信息
obj.name.push(4);
 
obj.name.length = 5; // 也不会执行set方法

如上执行结果我们可以看到，当我们使用 Object.defineProperty 对数组赋值有一个新对象的时候，会执行set方法，但是当我们改变数组中的某一项值的时候，或者使用数组中的push等其他的方法，或者改变数组的长度，都不会执行set方法。也就是如果我们对数组中的内部属性值更改的话，都不会触发set方法。因此如果我们想实现数据双向绑定的话，我们就不能简单地使用 obj.name[1] = newValue； 这样的来进行赋值了。那么对于vue这样的框架，那么一般会重写 Array.property.push方法，并且生成一个新的数组赋值给数据，这样数据双向绑定就触发了。

因此我们需要重新编写数组的push方法来实现数组的双向绑定，我们可以参照如下方法来理解下。

1) 重写编写数组的方法：

const arrPush = {};
 
// 如下是 数组的常用方法
const arrayMethods = [
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
];
// 对数组的方法进行重写
arrayMethods.forEach((method) => {
 
  const original = Array.prototype[method];
  arrPush[method] = function() {
    console.log(this);
    return original.apply(this, arguments);
  }
});
 
const testPush = [];
// 对 testPush 的原型 指向 arrPush，因此testPush也有重写后的方法
testPush.__proto__ = arrPush;
 
testPush.push(1); // 打印 [], this指向了 testPush
 
testPush.push(2); // 打印 [1], this指向了 testPush

2）使用 Object.defineProperty 对数组方法进行监听操作。

因此我们需要把上面的代码继续修改下进行使用 Object.defineProperty 进行监听即可：

Vue中的做法如下， 代码如下：

function Observer(data) {
  this.data = data;
  this.walk(data);
}
 
var p = Observer.prototype;
 
var arrayProto = Array.prototype;
 
var arrayMethods = Object.create(arrayProto);
 
[
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
].forEach(function(method) {
  // 使用 Object.defineProperty 进行监听
  Object.defineProperty(arrayMethods, method, {
    value: function testValue() {
      console.log('数组被访问到了');
      const original = arrayProto[method];
      // 使类数组变成一个真正的数组
      const args = Array.from(arguments);
      original.apply(this, args);
    }
  });
});
 
p.walk = function(obj) {
  let value;
  for (let key in obj) {
    // 使用 hasOwnProperty 判断对象本身是否有该属性
    if (obj.hasOwnProperty(key)) {
      value = obj[key];
      // 递归调用，循环所有的对象
      if (typeof value === 'object') {
        // 并且该值是一个数组的话
        if (Array.isArray(value)) {
          const augment = value.__proto__ ? protoAugment : copyAugment;
          augment(value, arrayMethods, key);
          observeArray(value);
        }
        /*
         如果是对象的话，递归调用该对象，递归完成后，会有属性名和值，然后对
         该属性名和值使用 Object.defindProperty 进行监听即可
         */
        new Observer(value);
      }
      this.convert(key, value);
    }
  }
}
 
p.convert = function(key, value) {
  Object.defineProperty(this.data, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function() {
      console.log(key + '被访问到了');
      return value;
    },
    set: function(newVal) {
      console.log(key + '被重新设置值了' + '=' + newVal);
      // 如果新值和旧值相同的话，直接返回
      if (newVal === value) return;
      value = newVal;
    }
  });
}
 
function observeArray(items) {
  for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
    observer(items[i]);
  }
}
 
function observer(value) {
  if (typeof value !== 'object') return;
  let ob = new Observer(value);
  return ob;
}
 
function def (obj, key, val) {
  Object.defineProperty(obj, key, {
    value: val,
    enumerable: true,
    writable: true,
    configurable: true
  })
}
 
// 兼容不支持 __proto__的方法
function protoAugment(target, src) {
  target.__proto__ = src;
}
 
// 不支持 __proto__的直接修改先关的属性方法
function copyAugment(target, src, keys) {
  for (let i = 0, l = keys.length; i < l; i++) {
    const key = keys[i];
    def(target, key, src[key]);
  }
}
 
// 下面是测试数据
 
var data = {
  testA: {
    say: function() {
      console.log('kongzhi');
    }
  },
  xxx: [{'a': 'b'}, 11, 22]
};
 
var test = new Observer(data);
 
console.log(test); 
 
data.xxx.push(33);

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