ES6 系列之 WeakMap的使用示例

我们先从 WeakMap 的特性说起,然后聊聊 WeakMap 的一些应用场景。

特性

1. WeakMap 只接受对象作为键名

const map = new WeakMap(); map.set(1, 2); // TypeError: Invalid value used as weak map key map.set(null, 2); // TypeError: Invalid value used as weak map key

2. WeakMap 的键名所引用的对象是弱引用

这句话其实让我非常费解,我个人觉得这句话真正想表达的意思应该是:

WeakMaps hold "weak" references to key objects,

翻译过来应该是 WeakMaps 保持了对键名所引用的对象的弱引用。

我们先聊聊弱引用:

在计算机程序设计中,弱引用与强引用相对,是指不能确保其引用的对象不会被垃圾回收器回收的引用。 一个对象若只被弱引用所引用,则被认为是不可访问(或弱可访问)的,并因此可能在任何时刻被回收。

在 JavaScript 中,一般我们创建一个对象,都是建立一个强引用:

var obj = new Object();

只有当我们手动设置 obj = null 的时候,才有可能回收 obj 所引用的对象。

而如果我们能创建一个弱引用的对象:

// 假设可以这样创建一个 var obj = new WeakObject();

我们什么都不用做,只用静静的等待垃圾回收机制执行,obj 所引用的对象就会被回收。

我们再来看看这句:

WeakMaps 保持了对键名所引用的对象的弱引用

正常情况下,我们举个例子:

const key = new Array(5 * 1024 * 1024); const arr = [ [key, 1] ];

使用这种方式,我们其实建立了 arr 对 key 所引用的对象(我们假设这个真正的对象叫 Obj)的强引用。

所以当你设置 key = null 时,只是去掉了 key 对 Obj 的强引用,并没有去除 arr 对 Obj 的强引用,所以 Obj 还是不会被回收掉。

Map 类型也是类似:

let map = new Map(); let key = new Array(5 * 1024 * 1024); // 建立了 map 对 key 所引用对象的强引用 map.set(key, 1); // key = null 不会导致 key 的原引用对象被回收 key = null;

我们可以通过 Node 来证明一下这个问题:

// 允许手动执行垃圾回收机制 node --expose-gc global.gc(); // 返回 Nodejs 的内存占用情况,单位是 bytes process.memoryUsage(); // heapUsed: 4640360 ≈ 4.4M let map = new Map(); let key = new Array(5 * 1024 * 1024); map.set(key, 1); global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 46751472 注意这里大约是 44.6M key = null; global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 46754648 ≈ 44.6M // 这句话其实是无用的,因为 key 已经是 null 了 map.delete(key); global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 46755856 ≈ 44.6M

如果你想要让 Obj 被回收掉,你需要先 delete(key) 然后再 key = null:

let map = new Map(); let key = new Array(5 * 1024 * 1024); map.set(key, 1); map.delete(key); key = null;

我们依然通过 Node 证明一下:

node --expose-gc global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 4638376 ≈ 4.4M let map = new Map(); let key = new Array(5 * 1024 * 1024); map.set(key, 1); global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 46727816 ≈ 44.6M map.delete(key); global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 46748352 ≈ 44.6M key = null; global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 4808064 ≈ 4.6M

这个时候就要说到 WeakMap 了:

const wm = new WeakMap(); let key = new Array(5 * 1024 * 1024); wm.set(key, 1); key = null;

当我们设置 wm.set(key, 1) 时,其实建立了 wm 对 key 所引用的对象的弱引用,但因为 let key = new Array(5 * 1024 * 1024) 建立了 key 对所引用对象的强引用,被引用的对象并不会被回收,但是当我们设置 key = null 的时候,就只有 wm 对所引用对象的弱引用,下次垃圾回收机制执行的时候,该引用对象就会被回收掉。

我们用 Node 证明一下:

node --expose-gc global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 4638992 ≈ 4.4M const wm = new WeakMap(); let key = new Array(5 * 1024 * 1024); wm.set(key, 1); global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 46776176 ≈ 44.6M key = null; global.gc(); process.memoryUsage(); // heapUsed: 4800792 ≈ 4.6M

所以 WeakMap 可以帮你省掉手动删除对象关联数据的步骤,所以当你不能或者不想控制关联数据的生命周期时就可以考虑使用 WeakMap。

总结这个弱引用的特性,就是 WeakMaps 保持了对键名所引用的对象的弱引用,即垃圾回收机制不将该引用考虑在内。只要所引用的对象的其他引用都被清除,垃圾回收机制就会释放该对象所占用的内存。也就是说,一旦不再需要,WeakMap 里面的键名对象和所对应的键值对会自动消失,不用手动删除引用。

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