摘要：一個(gè)對(duì)象若只被弱引用所引用，則被認(rèn)為是不可訪問或弱可訪問的，并因此可能在任何時(shí)刻被回收。也就是說，一旦不再需要，里面的鍵名對(duì)象和所對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)會(huì)自動(dòng)消失，不用手動(dòng)刪除引用。如果有錯(cuò)誤或者不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?，?qǐng)務(wù)必給予指正，十分感謝。

我們先從 WeakMap 的特性說起，然后聊聊 WeakMap 的一些應(yīng)用場景。

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

這句話其實(shí)讓我非常費(fèi)解，我個(gè)人覺得這句話真正想表達(dá)的意思應(yīng)該是：

WeakMaps hold "weak" references to key objects,

翻譯過來應(yīng)該是 WeakMaps 保持了對(duì)鍵名所引用的對(duì)象的弱引用。

我們先聊聊弱引用：

在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中，弱引用與強(qiáng)引用相對(duì)，是指不能確保其引用的對(duì)象不會(huì)被垃圾回收器回收的引用。 一個(gè)對(duì)象若只被弱引用所引用，則被認(rèn)為是不可訪問（或弱可訪問）的，并因此可能在任何時(shí)刻被回收。

在 JavaScript 中，一般我們創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，都是建立一個(gè)強(qiáng)引用：

var obj = new Object();

只有當(dāng)我們手動(dòng)設(shè)置 obj = null 的時(shí)候，才有可能回收 obj 所引用的對(duì)象。

而如果我們能創(chuàng)建一個(gè)弱引用的對(duì)象：

// 假設(shè)可以這樣創(chuàng)建一個(gè)
var obj = new WeakObject();

我們什么都不用做，只用靜靜的等待垃圾回收機(jī)制執(zhí)行，obj 所引用的對(duì)象就會(huì)被回收。

我們?cè)賮砜纯催@句：

WeakMaps 保持了對(duì)鍵名所引用的對(duì)象的弱引用

正常情況下，我們舉個(gè)例子：

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

使用這種方式，我們其實(shí)建立了 arr 對(duì) key 所引用的對(duì)象(我們假設(shè)這個(gè)真正的對(duì)象叫 Obj)的強(qiáng)引用。

所以當(dāng)你設(shè)置 key = null 時(shí)，只是去掉了 key 對(duì) Obj 的強(qiáng)引用，并沒有去除 arr 對(duì) Obj 的強(qiáng)引用，所以 Obj 還是不會(huì)被回收掉。

Map 類型也是類似：

let map = new Map();
let key = new Array(5 * 1024 * 1024);

// 建立了 map 對(duì) key 所引用對(duì)象的強(qiáng)引用
map.set(key, 1);
// key = null 不會(huì)導(dǎo)致 key 的原引用對(duì)象被回收
key = null;

我們可以通過 Node 來證明一下這個(gè)問題：

// 允許手動(dòng)執(zhí)行垃圾回收機(jī)制
node --expose-gc

global.gc();
// 返回 Nodejs 的內(nèi)存占用情況，單位是 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 注意這里大約是 44.6M

key = null;
global.gc();
process.memoryUsage(); // heapUsed: 46754648 ≈ 44.6M

// 這句話其實(shí)是無用的，因?yàn)?key 已經(jīng)是 null 了
map.delete(key);
global.gc();
process.memoryUsage(); // heapUsed: 46755856 ≈ 44.6M

如果你想要讓 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;

我們依然通過 Node 證明一下：

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

這個(gè)時(shí)候就要說到 WeakMap 了：

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

當(dāng)我們?cè)O(shè)置 wm.set(key, 1) 時(shí)，其實(shí)建立了 wm 對(duì) key 所引用的對(duì)象的弱引用，但因?yàn)?let key = new Array(5 * 1024 * 1024) 建立了 key 對(duì)所引用對(duì)象的強(qiáng)引用，被引用的對(duì)象并不會(huì)被回收，但是當(dāng)我們?cè)O(shè)置 key = null 的時(shí)候，就只有 wm 對(duì)所引用對(duì)象的弱引用，下次垃圾回收機(jī)制執(zhí)行的時(shí)候，該引用對(duì)象就會(huì)被回收掉。

我們用 Node 證明一下：

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 可以幫你省掉手動(dòng)刪除對(duì)象關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的步驟，所以當(dāng)你不能或者不想控制關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的生命周期時(shí)就可以考慮使用 WeakMap。

總結(jié)這個(gè)弱引用的特性，就是 WeakMaps 保持了對(duì)鍵名所引用的對(duì)象的弱引用，即垃圾回收機(jī)制不將該引用考慮在內(nèi)。只要所引用的對(duì)象的其他引用都被清除，垃圾回收機(jī)制就會(huì)釋放該對(duì)象所占用的內(nèi)存。也就是說，一旦不再需要，WeakMap 里面的鍵名對(duì)象和所對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)會(huì)自動(dòng)消失，不用手動(dòng)刪除引用。

也正是因?yàn)檫@樣的特性，WeakMap 內(nèi)部有多少個(gè)成員，取決于垃圾回收機(jī)制有沒有運(yùn)行，運(yùn)行前后很可能成員個(gè)數(shù)是不一樣的，而垃圾回收機(jī)制何時(shí)運(yùn)行是不可預(yù)測(cè)的，因此 ES6 規(guī)定 WeakMap 不可遍歷。

所以 WeakMap 不像 Map，一是沒有遍歷操作（即沒有keys()、values()和entries()方法），也沒有 size 屬性，也不支持 clear 方法，所以 WeakMap只有四個(gè)方法可用：get()、set()、has()、delete()。

傳統(tǒng)使用 jQuery 的時(shí)候，我們會(huì)通過 $.data() 方法在 DOM 對(duì)象上儲(chǔ)存相關(guān)信息(就比如在刪除按鈕元素上儲(chǔ)存帖子的 ID 信息)，jQuery 內(nèi)部會(huì)使用一個(gè)對(duì)象管理 DOM 和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，當(dāng)你將 DOM 元素刪除，DOM 對(duì)象置為空的時(shí)候，相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)并不會(huì)被刪除，你必須手動(dòng)執(zhí)行 $.removeData() 方法才能刪除掉相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，WeakMap 就可以簡化這一操作：

let wm = new WeakMap(), element = document.querySelector(".element");
wm.set(element, "data");

let value = wm.get(elemet);
console.log(value); // data

element.parentNode.removeChild(element);
element = null;

從上一個(gè)例子，我們也可以看出，當(dāng)我們需要關(guān)聯(lián)對(duì)象和數(shù)據(jù)，比如在不修改原有對(duì)象的情況下儲(chǔ)存某些屬性或者根據(jù)對(duì)象儲(chǔ)存一些計(jì)算的值等，而又不想管理這些數(shù)據(jù)的死活時(shí)非常適合考慮使用 WeakMap。數(shù)據(jù)緩存就是一個(gè)非常好的例子：

const cache = new WeakMap();
function countOwnKeys(obj) {
    if (cache.has(obj)) {
        console.log("Cached");
        return cache.get(obj);
    } else {
        console.log("Computed");
        const count = Object.keys(obj).length;
        cache.set(obj, count);
        return count;
    }
}

WeakMap 也可以被用于實(shí)現(xiàn)私有變量，不過在 ES6 中實(shí)現(xiàn)私有變量的方式有很多種，這只是其中一種：

const privateData = new WeakMap();

class Person {
    constructor(name, age) {
        privateData.set(this, { name: name, age: age });
    }

    getName() {
        return privateData.get(this).name;
    }

    getAge() {
        return privateData.get(this).age;
    }
}

export default Person;

ES6 系列目錄地址：https://github.com/mqyqingfeng/Blog

ES6 系列預(yù)計(jì)寫二十篇左右，旨在加深 ES6 部分知識(shí)點(diǎn)的理解，重點(diǎn)講解塊級(jí)作用域、標(biāo)簽?zāi)０?、箭頭函數(shù)、Symbol、Set、Map 以及 Promise 的模擬實(shí)現(xiàn)、模塊加載方案、異步處理等內(nèi)容。

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