如何理解 JavaScript 中的 WeakMap？

在 JavaScript 中，我们经常会使用 Map 对象来保存键值对。但是有些情况下，我们可能需要更加高效地管理键值对，同时又不希望这些键值对影响到垃圾回收机制的工作。这时，我们可以使用 WeakMap。

WeakMap 是什么？

WeakMap 是 ES6 中新增加的一种 Map 类型，它与 Map 的区别在于：

1. WeakMap 中的键必须是对象，值可以是任意类型；
2. WeakMap 中的键所引用的对象是弱引用，与垃圾回收机制密切相关；
3. WeakMap 没有 size 属性，也不能遍历。

WeakMap 的基本用法

使用 WeakMap 的方式跟 Map 类似，可以通过 set() 方法设置键值对，通过 get() 方法获取值，通过 has() 方法判断键是否存在。

let wm = new WeakMap();

let key1 = {};
let key2 = {};

// 设置键值对
wm.set(key1, "value1");
wm.set(key2, "value2");

// 获取值
console.log(wm.get(key1)); // 输出：value1

// 判断键是否存在
console.log(wm.has(key2)); // 输出：true

需要注意的是，当 key1 和 key2 不被引用时，WeakMap 会自动将它们从键集合中删除，同时也会释放它们所引用的值。

WeakMap 的应用场景

WeakMap 最典型的应用场景是在一些需要缓存数据的场景中。比如说，我们需要在一个对象上保存一些元数据，但是这些元数据与该对象的生命周期没有必然的关联。如果使用 Map 来缓存这些元数据，就可能会导致对象被 Map 引用，从而无法被垃圾回收机制回收。

let cache = new Map();

function computeValue(obj) {
  if (cache.has(obj)) {
    return cache.get(obj);
  }
  
  let result = /* 复杂的计算逻辑 */;
  
  cache.set(obj, result);
  
  return result;
}

let obj1 = {};
let obj2 = {};

computeValue(obj1);
computeValue(obj2);

// 在这里，即使我们不再需要 obj1 和 obj2，它们仍然无法被回收，因为 cache 仍然在引用它们。

如果使用 WeakMap 来解决这个问题，就不会有这样的问题。

let cache = new WeakMap();

function computeValue(obj) {
  if (cache.has(obj)) {
    return cache.get(obj); // 获取缓存的值
  }
  
  let result = /* 复杂的计算逻辑 */;
  
  cache.set(obj, result); // 将结果缓存起来
  
  return result;
}

let obj1 = {};
let obj2 = {};

computeValue(obj1);
computeValue(obj2);

// 在这里，即使我们不再需要 obj1 和 obj2，它们仍然会被垃圾回收机制回收，因为 WeakMap 中的键是弱引用。

在另一些场景中，我们可能需要在一个对象上保存一些私有数据，但是又希望这些数据只能在对象自身中使用，外界无法访问，这时也可以使用 WeakMap。

let privateData = new WeakMap();

class Person {
  constructor(name) {
    this.name = name;
    privateData.set(this, { creditCardNumber: "1234-5678-9012-3456" });
  }
  
  getCreditCardNumber() {
    let data = privateData.get(this);
    return data ? data.creditCardNumber : undefined;
  }
}

let person = new Person("John");

console.log(person.name); // 输出：John
console.log(person.getCreditCardNumber()); // 输出：1234-5678-9012-3456
console.log(privateData.get(person)); // 输出：undefined

在这个例子中，我们使用 WeakMap 来保存一个对象的私有数据，这些数据对外部是不可见的，只能在对象自身的方法中使用。这样可以有效地防止数据泄漏，增强了程序的安全性。

总结

WeakMap 是 JavaScript 中一种特殊的 Map 类型，它具有高效、安全的特点，特别适用于一些需要缓存数据或者保存私有数据的场景中。注意，由于 WeakMap 的键是弱引用，因此可能会影响您程序的可读性和可维护性，因此请根据具体场景谨慎使用。