聊聊 JavaScript 的 Reflect 和 Proxy

Coding 部落 2023-02-24

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JavaScript 的 Reflect 和 Proxy 是 ES6（ECMAScript 2015）中引入的两个新特性，它们可以用来改变 JavaScript 语言本身的行为，提供了更加灵活和强大的元编程能力。

Reflect 是一个内置对象，它提供了一组与语言内部运行相关的方法。这些方法和一些原有的操作符（比如“.”操作符、delete 操作符等）功能相似，但是它们都是函数式的、可被定制化的，而且它们的返回值可以反映操作的成功或失败，因此可以被用来代替一些语言内置的操作符和方法。

举个例子，Reflect.defineProperty() 方法可以用来定义一个属性，它的返回值是一个布尔值，表示操作是否成功。与此相比，原有的 Object.defineProperty() 方法则会在操作失败时抛出一个 TypeError 错误，这样的错误无法被捕获，会使得代码变得难以维护。

Proxy 是一个构造函数，它可以用来创建一个代理对象。代理对象可以拦截并改变底层对象的某些行为，比如读取、写入、删除属性等。代理对象可以被用来实现很多元编程的需求，比如实现数据绑定、实现数据的缓存和懒加载、实现对象池等。

举个例子，下面的代码使用 Proxy 实现了一个简单的对象缓存：

const cache = new Map();


const cachedCalculation = new Proxy({}, {
  get(target, property) {
    if (property in target) {
      return target[property];
    }
    const result = calculate(property);
    target[property] = result;
    cache.set(property, result);
    return result;
  }
});


function calculate(property) {
  // 一些耗时的计算
}


// 通过 cachedCalculation 访问属性时，如果该属性已经被缓存过，则直接返回缓存的结果
// 否则会调用 calculate() 方法计算该属性，并把结果缓存起来
const result1 = cachedCalculation.foo;
const result2 = cachedCalculation.bar;

上面的代码中，代理对象 cachedCalculation 拦截了所有的属性访问操作，并在访问一个属性时，先检查该属性是否已经被缓存过，如果已经被缓存过，则直接返回缓存的结果；否则会调用 calculate() 方法计算该属性，并把结果缓存起来。

Reflect 和 Proxy 为 JavaScript 提供了更加灵活和强大的元编程能力，可以让开发者实现很多高级的功能，但是它们的使用也需要慎重，过度的使用可能会降低代码的可读性和可维护性。

除了上面提到的基本用法，Reflect 和 Proxy 还有很多高级的用法，下面列举一些常见的用法：

拦截对对象的读写操作

Proxy 可以拦截对对象的读写操作，这可以用来实现一些高级的数据操作。例如，下面的代码使用 Proxy 拦截对对象的读写操作，实现了一个简单的数据验证功能：

const user = new Proxy({}, {
  set(target, property, value) {
    if (property === "age" && typeof value !== "number") {
      throw new TypeError("Age must be a number");
    }
    target[property] = value;
    return true;
  }
});


user.name = "John";
user.age = 30;
user.age = "30"; // throws TypeError: Age must be a number

上面的代码中，代理对象 user 拦截了对对象的写操作，当写入的属性是 age 时，会进行数据验证，如果数据类型不符合要求，则抛出一个 TypeError 错误。

实现数据绑定

通过 Proxy，可以实现数据的双向绑定，使得 UI 和数据模型保持同步。下面的代码使用 Proxy 实现了一个简单的数据绑定功能：

function observe(obj, callback) {
  const handler = {
    set(target, property, value) {
      Reflect.set(target, property, value);
      callback(property, value);
      return true;
    }
  };
  const proxy = new Proxy(obj, handler);
  return proxy;
}


const data = observe({
  name: "John",
  age: 30
}, (property, value) => {
  console.log(`Property ${property} changed to ${value}`);
});


data.name = "Mary";
data.age = 35;

上面的代码中，observe()
函数使用 Proxy 拦截对象的写操作，并在写操作完成后触发一个回调函数。通过这种方式，我们可以实现数据和 UI 的双向绑定，当数据发生变化时，UI 会自动更新。

实现对象池

通过 Proxy，可以实现对象池的功能，避免创建过多的对象，从而提高程序的性能。下面的代码使用 Proxy 实现了一个简单的对象池：

const pool = new Proxy([], {
  get(target, index) {
    if (index === "get") {
      return () => {
        if (target.length === 0) {
          return null;
        }
        return target.pop();
      };
    }
    return target[index];
  },
  set(target, index, value) {
    target[index] = value;
    return true;
  }
});


pool.push("a", "b", "c");
console.log(pool.get()); // c
console.log(pool.get()); // b
console.log(pool.get()); // a
console.log(pool.get()); // null

上面的代码中，代理对象 pool 拦截了对数组的读写操作，当读取 pool.get 属性时，会返回一个函数，该函数会从数组中取出最后一个元素，并返回它。当数组中没有元素时，该函数会返回 null。

实现缓存

通过 Proxy，可以实现一个简单的缓存功能，避免重复计算或网络请求，从而提高程序的性能。下面的代码使用 Proxy 实现了一个简单的缓存：

const cache = new Proxy({}, {
  get(target, key) {
    if (key in target) {
      return target[key];
    }
    return undefined;
  },
  set(target, key, value) {
    target[key] = value;
    return true;
  }
});


function getData(key) {
  if (key in cache) {
    console.log(`Using cache for ${key}`);
    return cache[key];
  }
  console.log(`Fetching data for ${key}`);
  const data = /* fetch data from server */;
  cache[key] = data;
  return data;
}


getData("foo"); // Fetching data for foo
getData("foo"); // Using cache for foo

上面的代码中，代理对象 cache
拦截了对对象的读写操作，当读取属性时，会先从缓存中查找，如果缓存中存在该属性，则直接返回它。当写入属性时，会把属性值存入缓存中。

实现函数的自动绑定

通过 Proxy，可以实现函数的自动绑定，使得函数中的 this
关键字始终指向正确的对象。下面的代码使用 Proxy 实现了一个自动绑定函数的例子：

function createObject() {
  return new Proxy({}, {
    get(target, property) {
      if (typeof target[property] === "function") {
        return target[property].bind(target);
      }
      return target[property];
    },
    set(target, property, value) {
      target[property] = value;
      return true;
    }
  });
}


const obj = createObject();
obj.name = "John";
obj.sayHello = function() {
  console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
};
const hello = obj.sayHello;
hello(); // Hello, my name is John

上面的代码中，createObject()
函数创建了一个代理对象，该代理对象拦截了对对象的读写操作。当读取属性时，如果属性是一个函数，则通过 bind()
方法把函数自动绑定到代理对象上，使得函数中的 this
关键字始终指向代理对象。当写入属性时，会把属性值存入代理对象中。

实现动态的方法调用

通过 Proxy，可以实现动态的方法调用，根据调用方法的名称，动态调用对象中对应的方法。下面的代码使用 Proxy 实现了一个动态调用方法的例子：

const obj = {
  add(a, b) {
    return a + b;
  },
  sub(a, b) {
    return a - b;
  }
};


const proxy = new Proxy(obj, {
  get(target, property) {
    if (property in target) {
      return function(...args) {
        return target[property](...args);
      };
    }
    throw new Error(`Method ${property} not found`);
  }
});


console.log(proxy.add(1, 2)); // 3
console.log(proxy.sub(3, 2)); // 1
console.log(proxy

上面的代码中，obj
对象包含了 add()
和 sub()
两个方法，代理对象 proxy
拦截了对对象的读操作。当读取属性时，如果属性存在于 obj
中，则返回一个函数，该函数动态调用 obj
对象中对应的方法，并传入相应的参数。如果属性不存在于 obj
中，则抛出一个错误。

实现访问控制

通过 Proxy，可以实现访问控制，限制对对象的读写操作，从而增强程序的安全性。下面的代码使用 Proxy 实现了一个简单的访问控制：

const obj = {
  name: "John",
  age: 30
};


const proxy = new Proxy(obj, {
  get(target, property) {
    if (property === "age") {
      throw new Error("Access denied");
    }
    return target[property];
  },
  set(target, property, value) {
    if (property === "age") {
      throw new Error("Access denied");
    }
    target[property] = value;
    return true;
  }
});


console.log(proxy.name); // John
console.log(proxy.age); // Error: Access denied


proxy.name = "Mary";
proxy.age = 20; // Error: Access denied

上面的代码中，代理对象 proxy
拦截了对对象的读写操作。当读取属性时，如果属性是 "age"
，则抛出一个错误；否则返回属性值。当写入属性时，如果属性是 "age"
，则抛出一个错误；否则把属性值存入对象中。

总结

通过上面的例子，我们可以看到 Proxy 的一些强大的用法，比如对象属性的拦截、实现缓存、自动绑定函数、动态调用方法以及访问控制等等。当然，这些只是 Proxy 的冰山一角，实际上 Proxy 还有很多用法和功能，可以满足不同的需求。在实际开发中，我们可以根据具体的场景，选择合适的 Proxy 用法，提高程序的性能和安全性。

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