第168题：WeakMap 和 Map 的区别，WeakMap 原理，为什么能被 GC？

Question

weakmap 是一个额外的数据存储，它可以让我们从外部（第三方库）扩展或者封装一个对象，而不需要进行垃圾回收的推断，或者能够智能的创建一个缓存函数。

Answer 1

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，它是如何做的喃？

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

（图片来源：How JavaScript works: memory management + how to handle 4 common memory leaks）

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 的键喃？

var a = {}; 
var map = new Map();
map.set(a, '三分钟学前端')

a = null; 
console.log(map.keys()) // MapIterator {{}}
console.log(map.values()) // MapIterator {"三分钟学前端"}

如果想让 a 置为 null 时，该对象被回收，该怎么做喃？

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, '三分钟学前端')
map.get(a)

a = null; 

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

//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

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

// 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

另外还有 ES12 的 WeakRef ，感兴趣的可以了解下，今晚太晚了，之后更新

参考

你不知道的 WeakMap

原文

Answer 2

Map 对象的键可以是任何类型，但 WeakMap 对象中的键只能是对象引用
WeakMap 不能包含无引用的对象，否则会被自动清除出集合（GC）
WeakMap 对象是不可枚举的，无法获取集合的大小
Map 里面的 key 是强引用
weakMap 里面的 key 是是弱引用，不计入 GC 的引用计数中，这意味着在没有其他引用存在时垃圾回收能正确进行

差不多啦， 更多的 GC 原理就不补充了