ES6 中的 Set、Map 和 WeakMap
Set
Set 是 ES6 新增的有序列表集合，它不会包含重复项。之前我们通常用对象（Object）或者数组（Array）来实现没有重复项的集合。但对象会对 key 进行 toString() 操作，这会导致某些 key 会意外覆盖之前的数据；如果 key 本身是一个对象，toString() 也得不到想要的结果，如下：
var o = {};
var key1 = 2;
var key2 = { toString : function() { return 2 } };
var key3 = { x : 1 };
var key4 = { y : 2 };
o[key1] = 1;
o[key2] = 2;
o[key3] = 3;
o[key4] = 4; // o : Object {2: 2, [object Object]: 4}
数组可以存放任何类型的数据，不过数据除重需要自己实现。
Set 支持 add(item) 方法，用来向 Set 添加任意类型的元素，如果已经添加过则自动忽略；has(item) 方法用来检测 Set 中是否存在指定元素；delete(item) 方法用来从 Set 中删除指定元素；clear() 用来清空 Set；获取 Set 集合长度用 size 属性。如下：
var set = new Set();
set.add(window);
set.has(window); // true
set.size; // 1
set.add(window);
set.add(1);
set.size; // 2
set.delete(window);
set.has(window); // false
set.clear();
set.size; // 0
Set 调用 add、has、delete 等方法时对 key 进行的比较，不做类型转换。可以认为使用「===」进行比较，当然也不全是「===」：
- Set 中，NaN 只能添加一次（虽然NaN === NaN 返回 false）；
- Set 中，「-0」和「0 或 +0」可以同时存在，因为符号不一样（虽然 -0 === 0 或 -0 === +0 返回 true）；
Map
Map 是 ES6 新增的有序键值对集合。键值对的 key 和 value 都可以是任何类型的元素。通过 set(key, value) 方法为 Map 设置新的键值对，如果设置的 key 已经存在则用新的 value 覆盖，Map 在比较 key 时也不做类型转换，跟 Set 类似；Map 的 get(key) 方法用来获取指定 key 的值；Map 的 has(key) 、 delete(key) 、clear() 这些方法和 size 属性，与 Set 类似，直接看代码：
JSvar map = new Map();
var key1 = {toString : function() { return 2}};
var key2 = 2;
map.set(key1, 1);
map.set(key2, 2);
map.has(key1); // true
map.has('2'); // false，类型不同
map.delete(2);
map.size; // 1
map.get(key2); // undefined
迭代
我们没办法像数组一样用 for 循环来迭代 Set，也没办法像对象一样用 for...in 来迭代 Map。但是可以用 ES6 提供的新方法 for...of 来遍历它们。
Set 和 Map 有几个方法会返回可迭代对象（Iterator Objects），分别是 entries()、keys() 和 values()。直接遍历 Set/Map，等同于遍历 entries()；keys() 和 values() 则分别返回 key 和 value 的集合；对于 Set，key 和 value 是一样的。这些方法和 for...of 现阶段都只有 Firefox 支持，下面的例子需要在 Firefox 下运行：
var set = new Set();
set.add('this is a demo.');
set.add(window);
set.add(top);
for(let item of set) {
console.log(item);
}
WeakMap
WeakMap 相对于普通的 Map，也是键值对集合，只不过 WeakMap 的 key 只能是非空对象（non-null object）。WeakMap 对它的 key 仅保持弱引用，也就是说它不阻止垃圾回收器回收它所引用的 key。WeakMap 最大的好处是可以避免内存泄漏。一个仅被 WeakMap 作为 key 而引用的对象，会被垃圾回收器回收掉。
WeakMap 拥有和 Map 类似的 set(key, value) 、get(key)、has(key)、delete(key) 和 clear() 方法，但没有 size 属性，也没有任何与迭代有关的方法。
为了演示 WeakMap 与内存回收的关系，我用 IE11 做了一个简单的测试。IE11 的 F12 开发者工具改进很大，下次找机会单独介绍。测试流程如下：
- 创建一个全局的 Map/WeakMap 对象；
- 进入局部作用域，创建大量对象作为 key，加到 Map/WeakMap 中；
- 离开局部作用域，检查第 2 步创建的大量对象是否被回收；
- 手动回收 Map/WeakMap 对象；
内存使用结果如下：
红线位置即为测试的第 2 步，可以看到给 Map/WeakMap 添加大量对象后，内存使用大幅增加；但 WeakMap 没有阻止这些对象随后被回收，内存使用马上跌落，与 Map 对比非常明显；最后手动回收 Map/WeakMap 之后，全部内存都会被回收。
WeakSet？
WeakMap
相比于java和C++，Javascript util方法（或是说原生数据结构）简直是少而不精，WeakMap更是其中的“佼佼者”。我们来看一下它仅有的一些属性和方法：
-
属性
Only One。就一个
WeakMap.prototype.constructor用于创建实例，用法如下：
let wm = new WeakMap([[k1, v1], [k2, v2]]) // vm = {k1:v1, k2:v2}
-
WeakMap初始化参数是一个Iterable的对象， 可以是二元数组或者其他可迭代的键值对的对象。每个键值对会被加到新的 WeakMap里。
注意：WeakMap对Key有限制，它必须是Object（Symbol也不行）
-
方法
WeakMap的方法也特别少，只有四个：
delete、get、has、set。以前还有个clear，后来被弃用了。且不说java的Map一来就是几十个方法；就连ES6同时期提供的Map也有十个方法。可能乍一看，少几个API并不会有什么特别大的影响，毕竟有了最基本的增删改查功能。但是，当你想用下面这些操作时，你真的会很绝望。
**
wm.size // no such property wm.keys(); // no such function wm.forEach(...) // unable to be iterated
Map v.s. WeakMap
OK，那WeakMap这么废柴，它存在的意义是什么呢？
看一个场景：
**
var map = new Map();
var weakmap = new WeakMap();
(function IIFE(){
var k1 = {x: 1};
var k2 = {y: 2};
map.set(k1, 'k1');
weakmap.set(k2, 'k2');
})()
map.forEach((val, key) => console.log(key, val))
// Weakmap. forEach(...) ERROR!
我们思考一个很深（wu）层（liao）的问题，在运行完IIFE函数后，我们是否还需要在map里保存k1的对象呢？
答案应该是“不保存”：k1和k2的作用域在IIFE内，之后我们将无法获取这两个引用，再驻留map里只会产生副作用。但是IIFE之后，当遍历map时——map.forEach(...)，我们依旧能找到{x: 1}，而且除了调用clear方法，我们甚至无法删除这个对象；垃圾回收机制更无法对{x: 1}起作用，久而久之便是内存溢出。
具体原因还是得从Map api中深究。Map api共用了两个数组（一个存放key,一个存放value）。给Map set值时会同时将key和value添加到这两个数组的末尾。从而使得key和value的索引在两个数组中相对应。当从Map取值时，需要遍历所有的key，然后使用索引从存储值的数组中检索出相应的value。这个实现的缺点很大，首先是赋值和搜索的时间复杂度为O(n)；其次是可能导致内存溢出，因为数组会一直保存每个键值引用，即便是引用早已离开作用域，垃圾回收器也无法回收这些内存。那WeakMap呢？（虽然就它那几个api，引用不存在后，WeakMap确实也没啥可以操作了）。
看一下WeakMap的polyfill，管中窥豹。
var WeakMap = function() {
this.name = '__wm__' + uuid()
};
WeakMap.prototype = {
set: function(key, value) {
Object.defineProperty(key, this.name, {
value: [key, value],
});
return this;
},
get: function(key) {
var entry = key[this.name];
return entry && (entry[0] === key ? entry[1] : undefined);
},
...
};
很有意思，它并没有使用任何数组。weakmap.set(key, val)事实上是直接通过Object.defineProperty给这个key加了一个新属性——this.name，这就解释了为什么WeakMap的key必需是个Object了；同理，weakmap.get(key)是从key的该属性里获取了值对象。很有趣的设计。相比Map，WeakMap持有的只是每个键值对的“弱引用”，不会额外开内存保存键值引用。这意味着在没有其他引用存在时，垃圾回收器能正确处理key指向的内存块。正因为这个特殊的实现，WeakMap的key是不可枚举的，更不用说提供keys()、forEach()这类方法了。
Usecase
说实在WeakMap使用场景也不多（汗），硬要找的话还是有以下几种：
Cache
作缓存的话，一般是做全局Map，可以读取调用链上游的一些信息，好处就是调用链结束后随时可以回收内存。
let wm = new WeakMap();
// API layer
router.post('/applicant', (req, res) => {
let applicant = req.body;
let tenant = req.header('tenant');
vm.set(applicant, tenant);
dao.save(applicant)
})
// DAO layer
class DAO {
save( applicant ){
let tenant = wm.get(applicant);
DB.save( Object.assign(applicant, {primary-key: tenant}) );// tenant as Primary Key in DB
}
}
DOM listener
管理DOM listener时也可以用WeakMap
const dom = {};
addListener(dom, () => console.log('hello'));
addListener(dom, () => console.log('world'));
triggerListeners(dom);
添加和触发监听器是很典型的订阅发布模式。实现时我们可以利用WeakMap保存listener，在DOM销毁后即可释放内存：
const listeners = new WeakMap();
function addListener(obj, listener) {
if (!listeners.has(obj)) {
listeners.set(obj, new Set());
}
listeners.get(obj).add(listener);
}
function triggerListeners(obj) {
const listeners = listeners.get(obj);
if (listeners) {
for (const listener of listeners) {
listener();
}
}
}
Private Data
Javascript class暂时还没设计私有方法和私有变量，WeakMap是可以作为实现OO封装的方式之一。
const _counter = new WeakMap();
const _action = new WeakMap();
class Countdown {
constructor(counter, action) {
_counter.set(this, counter);
_action.set(this, action);
}
dec() {
let counter = _counter.get(this);
if (counter < 1) return;
counter--;
_counter.set(this, counter);
if (counter === 0) {
_action.get(this)();
}
}
}
小结
表面看起来挺废柴的feature，现实开发中也很少能用到,不过在内存敏感的场景下还是有一定用武之地的。虽然JS这类高级语言隐藏了很多内存管理的功能，但无论如何还是不能解决一些极端情况。这时候仍需开发人员自己注意一些内存细节。ECMAScript提出WeakMap（还有一个WeakSet）的概念，终于给了开发人员一种主动解决内存回收的方式。
