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深入理解JavaScript深拷貝效能

小云云
小云云原創
2018-02-03 14:28:232035瀏覽

本文主要和大家分享JavaScript深拷貝效能的分析,如何在 JavaScript 中拷貝一個物件?對於這個很簡單的問題,但答案卻不簡單。

如果你不知道什麼意思,看看下面的範例:

function mutate(obj) {
  obj.a = true;
}

const obj = {a: false};
mutate(obj)
console.log(obj.a); // 输出 true

函數 mutate 改變了它的參數。在值傳遞的場景中,函數的形參只是實參的副本——a copy——當函數呼叫完成後,並不會改變實參。但是在 JavaScript 這種引用傳遞的場景中,函數的形參和實參指向同一個對象,當參數內部改變形參的時候,函數外面的實參也被改變了。

因此在某些情況下,你需要保留原始對象,這時你需要把原始物件的一個拷貝傳入到函數中,以防止函數改變原始物件。

淺拷貝:Object.assign()

一個簡單的取得物件拷貝的方式是使用Object.assign(target, sources...) 。它接受任意數量的來源對象,列舉它們的所有屬性並分配給target。如果我們使用一個新的空物件target,那麼我們就可以實現物件的複製。

const obj = /* ... */;
const copy = Object.assign({}, obj);

然而這只是一個副本。如果我們的物件包含其它物件作為自己的屬性,它們將保持共享引用,這不是我們想要的:

function mutateDeepObject(obj) {
  obj.a.thing = true;
}

const obj = {a: {thing: false}};
const copy = Object.assign({}, obj);
mutateDeepObject(copy)
console.log(obj.a.thing); // prints true
Object.assign 方法只會拷貝來源對象自身的並且可列舉的屬性到目標物件。這個方法使用來源物件的[[Get]]和目標物件的[[Set]],所以它會呼叫相關gettersetter 。因此,它分配屬性,而不僅僅是複製或定義新的屬性。如果合併來源包含getter,這可能使其不適合將新屬性合併到原型中。為了將屬性定義(包括其可枚舉性)複製到原型,應使用 Object.getOwnPropertyDescriptor()Object.defineProperty()

所以現在怎麼辦?有幾種方法可以建立一個物件的深拷貝。

注意:也許有人提到了物件解構運算,這也是淺拷貝。

JSON.parse

建立物件副本的最古老方法之一是:將該物件轉換為其JSON 字串表示形式,然後將其解析回物件。這感覺有點壓抑,但它確實有效:

const obj = /* ... */;
const copy = JSON.parse(JSON.stringify(obj));

這裡的缺點是你創建一個臨時的,可能很大的字串,只是為了把它重新放回解析器。另一個缺點是這種方法不能處理循環物件。而且循環對象經常發生。例如,當您建立樹狀資料結構,其中一個節點引用其父級,而父級又引用其子級。

const x = {};
const y = {x};
x.y = y; // Cycle: x.y.x.y.x.y.x.y.x...
const copy = JSON.parse(JSON.stringify(x)); // throws!

另外,諸如Map, Set, RegExp, Date, ArrayBuffer# 和其他內建類型在進行序列化時會遺失。

Structured Clone 結構化複製演算法

Structured cloning 是一種現有的演算法,用於將值從一個地方轉移到另一個地方。例如,每當您呼叫postMessage將訊息傳送到另一個視窗或 WebWorker 時,都會使用它。關於結構化克隆的好處在於它處理循環物件並 支援大量的內建類型。問題是,在編寫本文時,演算法並不能直接使用,只能作為其他 API 的一部分。我想我們應該了解一下包含哪些,不是嗎。 。 。

MessageChannel

#如我所說的,只要你呼叫postMessage結構化複製演算法就可以使用。我們可以建立一個 MessageChannel 並發送訊息。在接收端,訊息包含我們原始資料物件的結構化複製。

function structuralClone(obj) {
  return new Promise(resolve => {
    const {port1, port2} = new MessageChannel();
    port2.onmessage = ev => resolve(ev.data);
    port1.postMessage(obj);
  });
}

const obj = /* ... */;
const clone = await structuralClone(obj);

這種方法的缺點是它是非同步的。雖然這並無大礙,但是有時候你需要使用同步的方式來深度拷貝一個物件。

History API

如果你曾經使用history.pushState()寫過SPA,你就知道你可以提供一個狀態物件來保存URL。事實證明,這個狀態物件使用結構化克隆 - 而且是同步的。我們必須小心使用,不要把程式邏輯使用的狀態物件搞亂了,所以我們需要在完成克隆之後恢復原始狀態。為了防止任何意外,請使用history.replaceState()而不是history.pushState()

function structuralClone(obj) {
  const oldState = history.state;
  history.replaceState(obj, document.title);
  const copy = history.state;
  history.replaceState(oldState, document.title);
  return copy;
}

const obj = /* ... */;
const clone = structuralClone(obj);

然而,僅僅為了複製一個對象,而使用瀏覽器的引擎,感覺有點過分。另外,Safari 瀏覽器對replaceState呼叫的限制數量為 30 秒內 100 次。

Notification API

在發了一條推文之後,Jeremy Banks 向我展示了第三種方法來利用結構化複製:Notification API。

function structuralClone(obj) {
  return new Notification('', {data: obj, silent: true}).data;
}

const obj = /* ... */;
const clone = structuralClone(obj);

短小,簡潔。我喜歡它!

但是,它需要瀏覽器內部的權限機制,所以我懷疑它是很慢的。由於某種原因,Safari 總是回傳undefined

Performance extravaganza

我想測量哪種方法是最高效能的。在我的第一次(天真的)嘗試中,我拿了一個小 JSON 對象,並以不同的方式複製物件 1 千次。幸運的是,Mathias Bynens 告訴我,當你添加屬性到一個物件時,V8有一個快取。所以我是在給快取做基準測試。為了確保我永遠不會碰到緩存,我編寫了一個函數,使用隨機密鑰名稱產生給定深度和寬度的對象,並重新運行測試。

圖表!

以下是 Chrome,Firefox 和 Edge 中不同技術的效能。越低越好。

深入理解JavaScript深拷貝效能

深入理解JavaScript深拷貝效能

深入理解JavaScript深拷貝效能

結論
  • 那我們從中得到了什麼?

    如果您沒有循環對象,並且不需要保留內建類型,則可以使用跨瀏覽器的
  • JSON.parse(JSON.stringify())
  • 來獲得最快的克隆性能,這讓我感到非常驚訝。

    如果你想要一個適當的結構化克隆,
  • MessageChannel
#是你唯一可靠的跨瀏覽器的選擇。

如果瀏覽器平台直接提供一個

structuredClone()
函數,會不會更好?我當然這麼認為,最新的 HTML 規範正在討論這個 Synchronous clone = global.structuredClone(value, transfer = []) API · Issue #793 · whatwg/html。

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