弱映射与若集合（WeakMap、WeakSet）

前言

在本专栏的《垃圾回收》章节详细介绍了JavaScript引擎在何种情况下会回收一个变量占用的内存空间。

简单来讲，如果一个变量、对象是“不可达”的，那么这个变量、对象就没有必要继续保存在内存中，进而应该被回收。

举个例子：

let xiaoming = {name:'xiaoming'}//创建一个对象，并用变量xiaoming引用

xiaoming = null	//将变量xiaoming置空，从而使对象{name:'xiaoming'}不可达

//{name:'xiaoming'}对象被回收

如果一个对象被数组，其他对象引用，只要引用它数组和对象存在于数组中，那么这个对象也就被认为是可达的。

数组中的对象：

let xiaoming = {name:'xiaoming'}
let arr = [xiaoming]
xiaoming = null //将变量xiaoming置空
//对象{name:'xiaoming'}由于存在于数组中，并不会被释放

同样的，如果我们把一个对象做为Map的键，如果Map存在，那么对象就不会被引擎回收。

Map中的键对象：

let xiaoming = {name:'xiaoming'}
let map = new Map()
map.set(xiaoming,'a boy')
xiaoming = null //将变量xiaoming置空
//对象{name:'xiaoming'}由于是map的键，并不会被释放

WeapMap在释放键对象的处理上和Map有着本质上的不同，简单来讲，WeapMap不会因为对象作为键而阻止垃圾回收。

WeakMap

WeakMap和Map的区别可分为三个方面：

WeakMap只能以对象作为键

let weakMap = new WeakMap()
let obj = {name:'obj'}
weakMap.set(obj,'obj as the key')
weakMap.set('str','str as the key')//报错

代码执行结果如下：

在这里插入图片描述

可见，当我们使用字符串作为key时，程序不能正常执行。

不阻止引擎对键（对象）的回收

也就是说，如果一个对象除了WeakMap的引用之外没有其他引用，那么这个对象就会被系统回收。

举个例子：

let weakMap = new WeakMap()
let obj = {name:'obj'}
weakMap.set(obj,'obj as the key')
obj = null	//将变量obj置空
//此时，对象{name:'obj'}就会被回收

WeakMap支持的方法有限

WeakMap不支持迭代
WeakMap不支持keys()
WeakMap不支持values()
WeakMap不支持entires()

所以，我们没有办法获得所有的键值对。

WeakMap只能使用如下方法：

weakMap.get(key)获取键值对
weakMap.set(key,val)设置键值对
weakMap.delete(key)删除键值对
weakMap.has(key)判断是否存在

之所以要限制WeakMap的数据访问方式，是因为JavaScript引擎释放对象的时机是无法确定的。

当一个对象失去了所有的引用之后，JavaScript引擎有可能会立即释放对象占用的空间，也有可能再等一等。

所以，在某一时刻，WeakMap的元素数量是不能确定的。（试想一下，如果一个对象在失去所有的引用之后，我们遍历WeakMap的元素，可能会得到不同的结果。）

WeakMap使用案例

WeakMap的应用场景通常是存储一个“属于”对象的数据，当这个对象不存在时，“属于”这个对象的数据也应该随之释放。

有一个非常适合使用WeakMap`的历史故事：“狡兔死，走狗烹；飞鸟尽，良弓藏”。

如果我们用JavaScript代码描述这个故事，就应该用WeakMap:

let weakMap = new WeakMap()
let rabbit = {name:'rabbit'}  	//狡兔
let runDog  = {name:'runDog'}	//走狗
let flyBird = {name:'flyBird'}	//飞鸟
let goodBow = {name:'goodBow'}	//良弓
weakMap.set(rabbit,runDog)
weakMap.set(flyBird,goodBow)

rabbit = null	//狡兔死
flyBird = null	//飞鸟尽
//随即，走狗和良弓都会被释放，也可能不是立刻就释放
//这个故事告诉我们，当走狗没有啥好下场，可能不是立刻就被
//弄死了，但是迟早要弄死

WeakSet

和Set相比，WeakSet有以下不同点：

WeakSet只能添加对象元素
WeakSet不阻止系统对元素的回收
WeakSet支持add()、has()、delete()
WeakSet不支持size属性和keys()方法

我们可以用WeakMap来验证一些存在性信息，或者验证"是/否"等状态，例如，我们可以使用WeakMap判断用户是否在线：

let onlineUser = new WeakMap()
let zhangSan = {name:'张三'}
let liSi = {name:'李四'}
let wangEr = {name:'王二'}
let maZi = {name:'麻子'}

function login(user){
    ... ...
    onlineUser.add(user)
}

//判断用户是否在线
function isOnline(user){
    return onlineUser.has(user)
}

WeakMap和WeakSet的局限性是不能迭代，无法一次性获取所有元素，当时不影响它们在非常关键的地方发挥重要的作用。

总结

WeakMap只能以对象作为键，当键的所有外部引用丢失后（除了WeakMap以外没有别的变量引用键对象），WeakMap不会阻止引擎对键值的回收。一经回收，WeakMap对应的元素就不存在了。
WeakSet只能存储对象，一旦对象元素丢失外部所有的引用（除了WeakSet以外，没有别的变量引用元素对象）,WeakSet不会阻止引擎对元素的回收。一经回收，WeakSet中对应的元素就消失了。
它们共同的优点是，可以在合适的场景中降低对象对内存的占用。
不支持clear()、size、keys()、values()等方法