WeakMap 和 Map 的区别,WeakMap 原理,为什么能被 GC?

发布时间:2023年12月29日

垃圾回收机制

我们知道,程序运行中会有一些垃圾数据不再使用,需要及时释放出去,如果我们没有及时释放,这就是内存泄露

JS 中的垃圾数据都是由垃圾回收(Garbage Collection,缩写为 GC)器自动回收的,不需要手动释放,它是如何做的呢?

很简单,JS 引擎中有一个后台进程称为垃圾回收器,它监视所有对象,观察对象是否可被访问,然后按照固定的时间间隔周期性的删除掉那些不可访问的对象即可

现在各大浏览器通常用采用的垃圾回收有两种方法:

  • 引用计数
  • 标记清除

引用计数

最早最简单的垃圾回收机制,就是给一个占用物理空间的对象附加一个引用计数器,当有其它对象引用这个对象时,这个对象的引用计数加一,反之解除时就减一,当该对象引用计数为 0 时就会被回收。

该方式很简单,但会引起内存泄漏:

// 循环引用的问题
function temp(){
    var a={};
    var b={};
    a.o = b;
    b.o = a;
}

这种情况下每次调用?temp?函数,a?和?b?的引用计数都是?2?,会使这部分内存永远不会被释放,即内存泄漏。现在已经很少使用了,只有低版本的 IE 使用这种方式。

标记清除

V8 中主垃圾回收器就采用标记清除法进行垃圾回收。主要流程如下:

  • 标记:遍历调用栈,看老生代区域堆中的对象是否被引用,被引用的对象标记为活动对象,没有被引用的对象(待清理)标记为垃圾数据。
  • 垃圾清理:将所有垃圾数据清理掉

在我们的开发过程中,如果我们想要让垃圾回收器回收某一对象,就将对象的引用直接设置为?null

var a = {}; // {} 可访问,a 是其引用

a = null; // 引用设置为 null
// {} 将会被从内存里清理出去

但如果一个对象被多次引用时,例如作为另一对象的键、值或子元素时,将该对象引用设置为?null?时,该对象是不会被回收的,依然存在

var a = {}; 
var arr = [a];

a = null; 
console.log(arr)
// [{}]

如果作为?Map?的键呢?

var a = {}; 
var map = new Map();
map.set(a, '小芳学前端')

a = null; 
console.log(map.keys()) // MapIterator {{}}
console.log(map.values()) // MapIterator {"小芳学前端"}

很明显,该对象没有被回收,如果想让 a 置为?null?时,该对象被回收,该怎么做呢?

WeakMap vs Map

ES6 考虑到了这一点,推出了:?WeakMap?。它对于值的引用都是不计入垃圾回收机制的,所以名字里面才会有一个"Weak",表示这是弱引用(对对象的弱引用是指当该对象应该被GC回收时不会阻止GC的回收行为)。

Map?相对于?WeakMap?:

  • Map?的键可以是任意类型,WeakMap?只接受对象作为键(null除外),不接受其他类型的值作为键
  • Map?的键实际上是跟内存地址绑定的,只要内存地址不一样,就视为两个键;?WeakMap?的键是弱引用,键所指向的对象可以被垃圾回收,此时键是无效的
  • Map?可以被遍历,?WeakMap?不能被遍历

下面以?WeakMap?为例,看看它是怎么上面问题的:

var a = {}; 
var map = new WeakMap();
map.set(a, '小芳学前端')
map.get(a)

a = null; 

上例并不能看出什么?我们通过?process.memoryUsage?测试一下:

创建一个map.js文件,内容如下:

//map.js
global.gc(); // 0 每次查询内存都先执行gc()再memoryUsage(),是为了确保垃圾回收,保证获取的内存使用状态准确

function usedSize() {
    const used = process.memoryUsage().heapUsed;
    return Math.round((used / 1024 / 1024) * 100) / 100 + "M";
}

console.log(usedSize()); // 1 初始状态,执行gc()和memoryUsage()以后,heapUsed 值为 1.64M

var map = new Map();
var b = new Array(5 * 1024 * 1024);

map.set(b, 1);

global.gc();
console.log(usedSize()); // 2 在 Map 中加入元素b,为一个 5*1024*1024 的数组后,heapUsed为41.82M左右

b = null;
global.gc();

console.log(usedSize()); // 3 将b置为空以后,heapUsed 仍为41.82M,说明Map中的那个长度为5*1024*1024的数组依然存在

在当前map.js文件目录执行?node --expose-gc map.js?命令:

其中,--expose-gc?参数表示允许手动执行垃圾回收机制

再创建一个weakmap.js文件,如下:

// weakmap.js
function usedSize() {
    const used = process.memoryUsage().heapUsed;
    return Math.round((used / 1024 / 1024) * 100) / 100 + "M";
}

global.gc(); // 0 每次查询内存都先执行gc()再memoryUsage(),是为了确保垃圾回收,保证获取的内存使用状态准确
console.log(usedSize()); // 1 初始状态,执行gc()和 memoryUsage()以后,heapUsed 值为 1.64M
var map = new WeakMap();
var b = new Array(5 * 1024 * 1024);

map.set(b, 1);

global.gc();
console.log(usedSize()); // 2 在 Map 中加入元素b,为一个 5*1024*1024 的数组后,heapUsed为41.82M左右

b = null;
global.gc();

console.log(usedSize()); // 3 将b置为空以后,heapUsed 变成了1.82M左右,说明WeakMap中的那个长度为5*1024*1024的数组被销毁了

执行?node --expose-gc weakmap.js?命令:

上面代码中,只要外部的引用消失,WeakMap 内部的引用,就会自动被垃圾回收清除。由此可见,有了它的帮助,解决内存泄漏就会简单很多。

最后看一下?WeakMap

WeakMap

WeakMap 对象是一组键值对的集合,其中的键是弱引用对象,而值可以是任意

注意,WeakMap 弱引用的只是键名,而不是键值。键值依然是正常引用。

WeakMap 中,每个键对自己所引用对象的引用都是弱引用,在没有其他引用和该键引用同一对象,这个对象将会被垃圾回收(相应的key则变成无效的),所以,WeakMap 的 key 是不可枚举的。

属性:

  • constructor:构造函数

方法:

  • has(key):判断是否有 key 关联对象
  • get(key):返回key关联对象(没有则则返回 undefined)
  • set(key):设置一组key关联对象
  • delete(key):移除 key 的关联对象
let myElement = document.getElementById('logo');
let myWeakmap = new WeakMap();

myWeakmap.set(myElement, {timesClicked: 0});

myElement.addEventListener('click', function() {
  let logoData = myWeakmap.get(myElement);
  logoData.timesClicked++;
}, false);

除了?WeakMap?还有?WeakSet?都是弱引用,可以被垃圾回收机制回收,可以用来保存DOM节点,不容易造成内存泄漏

参考

你不知道的 WeakMap

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文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_42333548/article/details/135285164
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