WeakMap und WeakSet in JavaScript beherrschen: Effiziente Speicherverwaltung

WeakMap und WeakSet in JavaScript verstehen

WeakMap und WeakSet ähneln Map und Set, weisen jedoch wesentliche Unterschiede in Bezug auf die Speicherverwaltung auf. Sowohl WeakMap als auch WeakSet ermöglichen die Speicherung von Objekten, aber sie verhindern nicht die Speicherbereinigung von Schlüsseln oder Werten, wenn an anderer Stelle nicht mehr auf sie verwiesen wird. Dies macht sie für Situationen nützlich, in denen Sie Metadaten zu Objekten speichern müssen, aber nicht möchten, dass der Speicher diese Objekte unnötig am Leben hält.

1. WeakMap in JavaScript

Eine WeakMap ist eine Sammlung von Schlüssel-Wert-Paaren, wobei die Schlüssel Objekte sein müssen und die Werte einen beliebigen Datentyp haben können. Das Hauptmerkmal einer WeakMap besteht darin, dass sie nicht verhindert, dass ihre Schlüssel im Müll gesammelt werden, wenn keine anderen Verweise auf den Schlüssel vorhanden sind.

Erstellen einer WeakMap

Sie können eine WeakMap mit dem WeakMap-Konstruktor erstellen und dabei ein Array von Schlüssel-Wert-Paaren übergeben:

const weakMap = new WeakMap();

Einträge zu einer WeakMap hinzufügen

Sie fügen Einträge mit der set()-Methode hinzu:

const weakMap = new WeakMap();

Hauptmerkmale von WeakMap:

• Schlüssel müssen Objekte sein: Primitive Werte wie Zeichenfolgen oder Zahlen können nicht als Schlüssel verwendet werden.
• Garbage Collection: Wenn ein Objekt, das als Schlüssel in einer WeakMap verwendet wird, nicht mehr referenziert wird, wird das entsprechende Schlüssel-Wert-Paar automatisch aus der Map entfernt, was hilft, Speicherlecks zu vermeiden.

WeakMap-Methoden:

• set(key, value): Fügt ein Schlüssel-Wert-Paar hinzu.
• get(key): Ruft den Wert für einen bestimmten Schlüssel ab.
• has(key): Prüft, ob ein Schlüssel in der Karte vorhanden ist.
• delete(key): Entfernt ein Schlüssel-Wert-Paar.

const obj = {};
const weakMap = new WeakMap();

weakMap.set(obj, 'This is a weak map entry');

console.log(weakMap.get(obj));  // Output: 'This is a weak map entry'

Wichtige Hinweise zu WeakMap:

• Speichereffizient: WeakMap entfernt automatisch Einträge, wenn keine Verweise mehr auf den Schlüssel vorhanden sind, sodass es zum Zwischenspeichern oder Speichern von Metadaten geeignet ist, ohne dass Speicherlecks befürchtet werden müssen.
• Iterabilität: WeakMaps sind nicht iterierbar, was bedeutet, dass Sie die Einträge nicht direkt durchlaufen können (z. B. mit forEach() oder for...of).

2. WeakSet in JavaScript

Ein WeakSet ähnelt einem Set, erlaubt jedoch nur das Speichern von Objekten als Werte und ermöglicht außerdem die automatische Speicherbereinigung seiner Elemente wenn keine Verweise auf das im Set gespeicherte Objekt vorhanden sind.

Ein WeakSet erstellen

Sie können ein WeakSet mit dem WeakSet-Konstruktor erstellen:

const obj1 = {};
const obj2 = {};

const weakMap = new WeakMap();

weakMap.set(obj1, 'value1');
weakMap.set(obj2, 'value2');

console.log(weakMap.get(obj1));  // Output: 'value1'
console.log(weakMap.has(obj2));  // Output: true

weakMap.delete(obj1);
console.log(weakMap.has(obj1));  // Output: false

Einträge zu einem WeakSet hinzufügen

Sie fügen Einträge mit der Methode add() hinzu:

const weakMap = new WeakMap();

Hauptmerkmale von WeakSet:

• Werte müssen Objekte sein: Primitive Werte wie Zeichenfolgen oder Zahlen können nicht verwendet werden.
• Garbage Collection: WeakSet entfernt automatisch ein Element, wenn keine Verweise auf das im Set gespeicherte Objekt vorhanden sind.

WeakSet-Methoden:

• add(value): Fügt der Menge einen Wert hinzu.
• hat(Wert): Prüft, ob ein Wert in der Menge vorhanden ist.
• delete(value): Entfernt einen Wert aus der Menge.

const obj = {};
const weakMap = new WeakMap();

weakMap.set(obj, 'This is a weak map entry');

console.log(weakMap.get(obj));  // Output: 'This is a weak map entry'

Wichtige Hinweise zu WeakSet:

• Speichereffizient: Wie bei WeakMap werden auch WeakSet-Einträge im Garbage Collection gesammelt, wenn sie nicht mehr verwendet werden, wodurch Speicherlecks verhindert werden.
• Nicht iterierbar: WeakSets sind nicht iterierbar, daher können Sie nicht forEach() oder for...of-Schleifen verwenden, um die Menge zu durchlaufen.

Vergleich von WeakMap, WeakSet, Map und Set

Funktion

Feature	WeakMap	WeakSet	Map	Set
Key/Value Types	Keys must be objects, values can be any type	Values must be objects	Keys and values can be any type	Values must be unique, any type
Garbage Collection	Automatically garbage-collected when no references to the key	Automatically garbage-collected when no references to the value	Does not remove entries unless manually deleted	Does not remove entries unless manually deleted
Iterability	Not iterable	Not iterable	Iterable (can loop through entries)	Iterable (can loop through values)
Methods	set(), get(), has(), delete()	add(), has(), delete()	set(), get(), has(), delete()	add(), has(), delete()

WeakMap WeakSet Karte Einstellen Schlüssel-/Werttypen Schlüssel müssen Objekte sein, Werte können einen beliebigen Typ haben Werte müssen Objekte sein Schlüssel und Werte können jeden Typ haben Werte müssen eindeutig sein, unabhängig vom Typ Garbage Collection Automatisch im Müll gesammelt, wenn keine Verweise auf den Schlüssel vorhanden sind Automatisch im Müll gesammelt, wenn keine Verweise auf den Wert vorhanden sind Entfernt Einträge nur, wenn sie manuell gelöscht werden Entfernt Einträge nur, wenn sie manuell gelöscht werden Iterabilität Nicht iterierbar Nicht iterierbar Iterierbar (kann Einträge durchlaufen) Iterierbar (kann Werte durchlaufen) Methoden set(), get(), has(), delete() add(), has(), delete() set(), get(), has(), delete() add(), has(), delete()

Anwendungsfälle für WeakMap und WeakSet

• WeakMap-Anwendungsfälle:

  • Metadatenspeicherung: Wenn Sie Metadaten oder Hilfsdaten zu Objekten speichern müssen, ohne diese Objekte unnötig am Leben zu halten.
  • Private Eigenschaften: Speichern privater Eigenschaften in einer Klasse oder einem Objekt, ohne die Speicherbereinigung des Objekts selbst zu verhindern.
  • Caches: Erstellen von Cache-Systemen, bei denen zwischengespeicherte Objekte die Speicherbereinigung nicht blockieren sollen.

• WeakSet-Anwendungsfälle:

  • Objektreferenzen verfolgen: Wenn Sie Objektreferenzen verfolgen müssen, ohne zu verhindern, dass die Objekte in den Garbage Collection-Speicher verschoben werden, wenn sie nicht mehr verwendet werden.
  • Einzigartige Objektspeicherung: Nützlich zum Speichern einzigartiger Objekte ohne Duplikate, wobei die Objekte automatisch bereinigt werden, wenn sie nicht mehr referenziert werden.

Abschluss

• WeakMap und WeakSet sind großartige Tools für Szenarien, in denen die Speicherverwaltung wichtig ist, insbesondere bei der Arbeit mit Objekten.
• WeakMap ist für Schlüssel-Wert-Paare mit automatischer Garbage-Collection von Schlüsseln, während WeakSet für eindeutige Objekte mit automatischer Garbage-Collection von Werten gilt.
• Beide Strukturen sind speichereffizienter als normale Map und Set, wodurch sie sich für die Verwaltung von Metadaten, das Caching oder die Verfolgung von Objekten auf eine Weise eignen, die Speicherlecks verhindert.

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