[Hard] 📄 Two-way Data Binding
1. Please explain the underlying principle of how Vue2 and Vue3 each implement two-way binding
請解釋 Vue2 和 Vue3 各自如何實現雙向綁定的底層原理？
要理解 Vue 的雙向綁定，需要先明白響應式系統的運作機制，以及 Vue2 與 Vue3 在實作上的差異。
Vue2 的實作方式
Vue2 使用 Object.defineProperty 來實現雙向綁定，這個方法可以將一個物件的屬性包裝成 getter 和 setter，並且可以監聽物件屬性的變化。流程如下：
1. Data Hijacking（資料劫持）
在 Vue2 中，當一個元件中某個資料的物件被建立時，Vue 會遍歷整個物件中的所有屬性，並使用 Object.defineProperty 將這些屬性轉換成 getter 和 setter，這才使 Vue 可以追蹤資料的讀取和修改。
2. Dependency Collection（依賴收集）
每當元件中的渲染函式被執行時，會讀取 data 中的屬性，這時候就會觸發 getter，Vue 會記錄這些依賴，確保當資料變化時，能夠通知到依賴這些資料的元件。
3. Dispatching Updates（派發更新）
當資料被修改時，會觸發 setter，這時候 Vue 會通知到所有依賴這些資料的元件，並且重新執行渲染函式，更新 DOM。
Vue2 程式碼範例
function defineReactive(obj, key, val) {
Object.defineProperty(obj, key, {
enumerable: true,
configurable: true,
get: function reactiveGetter() {
console.log(`get ${key}: ${val}`);
return val;
},
set: function reactiveSetter(newVal) {
console.log(`set ${key}: ${newVal}`);
val = newVal;
},
});
}
const data = { name: 'Pitt' };
defineReactive(data, 'name', data.name);
console.log(data.name); // 觸發 getter，印出 "get name: Pitt"
data.name = 'Vue2 Reactivity'; // 觸發 setter，印出 "set name: Vue2 Reactivity"
Vue2 的限制
使用 Object.defineProperty 存在一些限制：
- 無法偵測物件屬性的新增或刪除：必須使用
Vue.set()或Vue.delete() - 無法偵測陣列索引的變化：必須使用 Vue 提供的陣列方法（如
push、pop等） - 效能問題：需要遞迴遍歷所有屬性，預先定義 getter 和 setter
Vue3 的實作方式
Vue3 引入了 ES6 的 Proxy，這個方法可以將一個物件包裝成一個代理，並且可以監聽物件屬性的變化，同時效能更加優化。流程如下：
1. 使用 Proxy 進行資料劫持
在 Vue3 中會使用 new Proxy 建立對資料的代理，而不再是逐一對資料的屬性進行定義 getter 和 setter，這樣除了可以針對更細緻的層面追蹤資料變化，同時也能攔截更多類型的操作，例如屬性的新增或刪除。
2. 更高效的依賴追蹤
使用 Proxy，Vue3 能夠更高效追蹤依賴，因為不再需要預先定義 getter / setter，而且 Proxy 的攔截能力更強，可以攔截多達 13 種操作（如 get、set、has、deleteProperty 等）。
3. 自動的最小化重新渲染
當資料變化時，Vue3 可以更精準地確定哪部分的 UI 需要進行更新，從而減少不必要的重新渲染，提升網頁效能。
Vue3 程式碼範例
function reactive(target) {
const handler = {
get(target, key, receiver) {
const result = Reflect.get(target, key, receiver);
console.log(`獲取 ${key}: ${result}`);
return result;
},
set(target, key, value, receiver) {
const success = Reflect.set(target, key, value, receiver);
console.log(`設置 ${key}: ${value}`);
return success;
},
};
return new Proxy(target, handler);
}
const data = reactive({ name: 'Vue 3' });
console.log(data.name); // 讀取資料，觸發 Proxy 的 get，印出 "獲取 name: Vue 3"
data.name = 'Vue 3 Reactivity'; // 修改資料，觸發 Proxy 的 set，印出 "設置 name: Vue 3 Reactivity"
console.log(data.name); // 印出 "獲取 name: Vue 3 Reactivity"
Vue2 vs Vue3 比較表
| 特性 | Vue2 | Vue3 |
|---|---|---|
| 實作方式 | Object.defineProperty | Proxy |
| 偵測新增屬性 | ❌ 需使用 Vue.set() | ✅ 原生支援 |
| 偵測屬性刪除 | ❌ 需使用 Vue.delete() | ✅ 原生支援 |
| 偵測陣列索引 | ❌ 需使用特定方法 | ✅ 原生支援 |
| 效能 | 需遞迴遍歷所有屬性 | 惰性處理，效能更好 |
| 瀏覽器支援 | IE9+ | 不支援 IE11 |
結論
Vue2 使用 Object.defineProperty 來實現雙向綁定，但這種方法存在一定的限制（比如無法偵測物件的屬性新增或刪除）。Vue3 引入了 ES6 的 Proxy，提供了更強大與靈活的響應式系統，同時也能提升效能。這是 Vue3 相較於 Vue2 的重大改進之一。
2. Why does Vue3 use Proxy instead of Object.defineProperty?
為什麼 Vue3 要使用
Proxy而不是Object.defineProperty？
主要原因
1. 更強大的攔截能力
Proxy 可以攔截多達 13 種操作，而 Object.defineProperty 只能攔截屬性的讀取和設置：
// Proxy 可以攔截的操作
const handler = {
get() {}, // 屬性讀取
set() {}, // 屬性設置
has() {}, // in 運算符
deleteProperty() {}, // delete 運算符
ownKeys() {}, // Object.keys()
getOwnPropertyDescriptor() {},
defineProperty() {},
preventExtensions() {},
getPrototypeOf() {},
isExtensible() {},
setPrototypeOf() {},
apply() {}, // 函式呼叫
construct() {} // new 運算符
};
2. 原生支援陣列索引監聽
// Vue2 無法偵測
const arr = [1, 2, 3];
arr[0] = 10; // ❌ 無法觸發更新
// Vue3 可以偵測
const arr = reactive([1, 2, 3]);
arr[0] = 10; // ✅ 可以觸發更新
3. 原生支援物件屬性的動態新增/刪除
// Vue2 需要特殊處理
Vue.set(obj, 'newKey', 'value'); // ✅
obj.newKey = 'value'; // ❌ 無法觸發更新
// Vue3 原生支援
const obj = reactive({});
obj.newKey = 'value'; // ✅ 可以觸發更新
delete obj.newKey; // ✅ 也可以觸發更新
4. 效能更好
// Vue2：需要遞迴遍歷所有屬性
function observe(obj) {
Object.keys(obj).forEach(key => {
defineReactive(obj, key, obj[key]);
// 如果值是物件，需要遞迴處理
if (typeof obj[key] === 'object') {
observe(obj[key]);
}
});
}
// Vue3：惰性處理，只在存取時才進行代理
function reactive(obj) {
return new Proxy(obj, handler); // 不需要遞迴
}
5. 程式碼更簡潔
Vue3 的響應式實作程式碼量大幅減少，維護成本更低。
為什麼 Vue2 不使用 Proxy？
主要是因為瀏覽器相容性：
- Vue2 發布時（2016年），Proxy 還未被廣泛支援
- Vue2 需要支援 IE9+，而 Proxy 無法被 polyfill
- Vue3 放棄了對 IE11 的支援，因此可以採用 Proxy
實際範例對比
// ===== Vue2 的限制 =====
const vm = new Vue({
data: {
obj: { a: 1 },
arr: [1, 2, 3]
}
});
// ❌ 以下操作無法觸發更新
vm.obj.b = 2; // 新增屬性
delete vm.obj.a; // 刪除屬性
vm.arr[0] = 10; // 修改陣列索引
vm.arr.length = 0; // 修改陣列長度
// ✅ 需要使用特殊方法
Vue.set(vm.obj, 'b', 2);
Vue.delete(vm.obj, 'a');
vm.arr.splice(0, 1, 10);
// ===== Vue3 原生支援 =====
const state = reactive({
obj: { a: 1 },
arr: [1, 2, 3]
});
// ✅ 以下操作都可以觸發更新
state.obj.b = 2; // 新增屬性
delete state.obj.a; // 刪除屬性
state.arr[0] = 10; // 修改陣列索引
state.arr.length = 0; // 修改陣列長度
總結
Vue3 使用 Proxy 是為了：
- ✅ 提供更完整的響應式支援（物件屬性新增/刪除、陣列索引等）
- ✅ 提升效能（惰性處理，不需要預先遞迴）
- ✅ 簡化程式碼（實作更簡潔）
- ✅ 提供更好的開發體驗（不需要記憶特殊 API）
唯一的代價是放棄對舊版瀏覽 器（IE11）的支援，但這是值得的取捨。