文章目錄
- WeakRef的作用和使用
- 使用 `WeakRef` 避免強引用：原理與實踐
- 一、`WeakRef` 的核心特性
- 二、`WeakRef` 與強引用的對比
- 三、`WeakRef` 的使用場景與示例
- 1. 非關鍵數據緩存（避免緩存導致內存泄漏）
- 2. 跟蹤對象生命周期（不干擾回收）
- 四、`WeakRef` 的使用限制與注意事項
- 五、最佳實踐：何時使用 `WeakRef`？
- 總結
WeakRef的作用和使用
使用 WeakRef 避免強引用：原理與實踐
在 JavaScript 中，強引用是導致內存泄漏的常見原因之一：當一個對象被其他對象（或變量）強引用時，即使它已不再被需要，垃圾回收機制（GC）也無法回收它，因為引用關系會被視為“仍在使用”。而 WeakRef（弱引用） 提供了一種“不阻礙垃圾回收”的引用方式，允許開發者在不阻止對象被回收的前提下，臨時訪問對象。
一、WeakRef 的核心特性
- 弱引用特性：
WeakRef對目標對象的引用不會被 GC 視為“有效引用”，即如果對象僅被WeakRef引用（無其他強引用），GC 可以正常回收該對象。 - 臨時訪問能力：通過
WeakRef的deref()方法，可在對象未被回收前獲取其引用；若對象已被回收，deref()返回undefined。
二、WeakRef 與強引用的對比
| 引用類型 | 對 GC 的影響 | 適用場景 |
|---|---|---|
強引用（如 let a = obj） | 阻止 GC 回收被引用對象，直至引用被解除（如 a = null） | 需長期持有對象的場景（如全局狀態、緩存核心數據） |
弱引用（WeakRef） | 不阻止 GC 回收對象，對象可被隨時回收 | 臨時訪問對象，且不希望阻礙其回收的場景（如緩存非核心數據、跟蹤對象生命周期） |
三、WeakRef 的使用場景與示例
WeakRef 適用于**“需要引用對象，但不希望該引用影響對象的回收”**的場景，典型如非關鍵緩存、臨時狀態跟蹤等。
1. 非關鍵數據緩存（避免緩存導致內存泄漏）
普通緩存（如 Map）使用強引用存儲鍵值對，若緩存的對象不再被業務邏輯使用，但仍被緩存引用，會導致內存泄漏。而 WeakRef 可用于緩存非核心數據，允許 GC 在內存緊張時自動回收未使用的緩存對象。
示例：
// 創建弱引用緩存：存儲對象的弱引用
const weakCache = new Map();// 緩存對象：用 WeakRef 包裝目標對象
function cacheObject(key, obj) {// 用 WeakRef 包裝 obj，避免強引用const weakRef = new WeakRef(obj);weakCache.set(key, weakRef);
}// 獲取緩存：通過 deref() 訪問對象（可能已被回收）
function getCachedObject(key) {const weakRef = weakCache.get(key);if (weakRef) {const obj = weakRef.deref(); // 若對象未被回收，返回 obj；否則返回 undefinedif (obj) {return obj; // 成功獲取緩存} else {weakCache.delete(key); // 對象已回收，清理緩存鍵}}return null; // 緩存不存在或對象已回收
}// 測試：
const data = { id: 1, value: '臨時數據' };
cacheObject('tempData', data);console.log(getCachedObject('tempData')); // { id: 1, value: '臨時數據' }// 解除強引用：此時 data 僅被 WeakRef 引用
data = null;// 手動觸發 GC（實際中由瀏覽器自動觸發，此處僅為演示）
global.gc(); // 需在 Node.js 中啟用 --expose-gc 標志console.log(getCachedObject('tempData')); // null（對象已被回收）
2. 跟蹤對象生命周期（不干擾回收）
當需要監控對象是否被 GC 回收（如日志記錄、資源清理）時，WeakRef 可配合 FinalizationRegistry 使用，在對象被回收后執行回調，且不阻礙回收。
FinalizationRegistry 作用：注冊一個回調函數，當被弱引用的對象被 GC 回收時，自動執行該回調（可用于清理與對象關聯的其他資源）。
示例：
// 創建一個注冊表：對象被回收時觸發回調
const registry = new FinalizationRegistry((key) => {console.log(`對象 ${key} 已被垃圾回收`);// 此處可執行清理操作，如刪除關聯的臨時文件、日志記錄等
});// 創建弱引用并注冊回收回調
function trackObject(key, obj) {const weakRef = new WeakRef(obj);// 注冊：當 obj 被回收時，調用 registry 的回調，并傳入 keyregistry.register(obj, key); return weakRef;
}// 測試：
const obj = { name: '測試對象' };
const weakRef = trackObject('obj1', obj);console.log(weakRef.deref()); // { name: '測試對象' }// 解除強引用
obj = null;// 手動觸發 GC
global.gc();
// 輸出："對象 obj1 已被垃圾回收"（回調執行）
四、WeakRef 的使用限制與注意事項
WeakRef 雖然能避免強引用，但并非“萬能解決方案”，使用時需注意以下限制：
-
不可靠的訪問性
由于WeakRef引用的對象可能在任何時候被 GC 回收（即使剛調用deref()成功獲取），因此不能依賴WeakRef存儲關鍵數據（如用戶會話、未保存的表單數據）。適合存儲“丟失后可重新生成”的數據（如臨時計算結果、緩存的非核心配置）。 -
性能與 GC 壓力
頻繁創建WeakRef可能增加 GC 的工作負擔，因為 GC 需要額外跟蹤弱引用關系。因此，避免在高頻操作（如循環、事件回調）中濫用WeakRef。 -
與
WeakMap/WeakSet的區別WeakMap/WeakSet僅能以對象為鍵，且鍵的弱引用特性使其自動管理條目（鍵被回收后，條目自動刪除）。WeakRef可對任意對象創建弱引用，更靈活，但需手動管理引用的生命周期（如結合FinalizationRegistry清理）。
兩者適用場景互補：WeakMap適合鍵值對緩存，WeakRef適合單獨跟蹤對象。
-
瀏覽器兼容性
WeakRef是 ES2021 新增特性，現代瀏覽器（Chrome 84+、Firefox 79+、Edge 84+）和 Node.js 14.6+ 已支持，但需注意低版本環境的兼容問題（可通過轉譯工具或 polyfill 處理）。
五、最佳實踐：何時使用 WeakRef？
- 非關鍵緩存：存儲可重新生成的數據（如 API 響應緩存、計算結果），允許 GC 在內存不足時回收。
- 生命周期跟蹤：監控對象是否被回收（如調試日志、資源清理鉤子）。
- 避免內存泄漏：替代強引用存儲臨時對象（如 DOM 節點的臨時引用、大型數據的臨時訪問）。
總結
WeakRef 通過弱引用特性，解決了“需要引用對象但不希望阻礙其回收”的問題，是避免強引用導致內存泄漏的有效工具。但需注意其“訪問不可靠”的特性，僅用于非關鍵場景，并結合 FinalizationRegistry 管理對象回收后的清理工作。合理使用 WeakRef 可提升應用的內存效率，減少泄漏風險。
