如何在 JavaScript 对象中嵌入私有成员

澳门新葡亰3522平台游戏 5

最近,我开发一个项目 Angular Cloud Data
Connector,
帮助Angular开发者使用云数据,特别是 Azure移动服务,
使用WEB标准,像索引数据库(indexed
DB)。我尝试建立一种方式,使得JavaScript开发者能将私有成员嵌入到一个对象中。

一直都在考虑这个月分享大家什么东西最好,原计划是打算写一些HTML5中JS方面的内容或者是AJAX方面的,可是自己由于表达能力,时间,还有个人工作方面的问题,这个还是等下个月再做分享吧。

我解决这个问题的技术用到了我命名的闭包空间(closure
space)。在这篇入门文章中,我要分享的是如何在你的项目中用它,及它对主流浏览器的性能和内存的影响。

老规矩,开始正文以前先交代自己写澳门新葡亰3522平台游戏,这篇文章的目的和一些注意事项

在深入学习前,咱们先说下,你为什么需要用到私有成员(private members),
还有一种替代方式来模拟私有成员。

1.首先本人一直从事前端开发,所以除了JavaScript其他的语言了解不深,所以文章只会以JavaScript语言的角度去论证;

如果你想点评本文,尽情推(twitter)我:
@deltakosh。

2.其实我个人在项目用过的模式也不多,对模式的概念的理解也没有那么抽象,所以最近在面试中如果面试官问到与模式相关的问题,自己感觉在对答过程中很郁闷,很多东西表达不清楚,于是就找了些相关资料,才会有这篇文章分享;

1. 为何要用私有成员(Private Members)

当你用JavaScript 创建一个对象时,可以声明值成员(value members)。
如果你打算控制对它们的读/写访问操作,可以如下声明:

var entity = {};

entity._property = "hello world";
Object.defineProperty(entity, "property", {
    get: function () { return this._property; },
    set: function (value) {
        this._property = value;
    },
    enumerable: true,
    configurable: true
});

这样实现,你能完全控制读和写操作。问题在于_property
成员仍然可以直接访问和修改。

这也就是为何我们需要更加稳定可靠的方式,声明私有成员,它智能通过对象的方法来访问。

3.JavaScript模式与前端的工作和成长密不可分,因为这确实不是一个简单的话题,所以我只能尽力用简单表达和例子阐明,而且园子里有很多的高手,所以希望大家踊跃发言(由于水平有限,请大家多多指教,希望嘴下留情);

2. 使用闭包空间(Closure Space)

解决方法是使用闭包空间。每当内部函数 (inner fanction)
访问来自外部函数作用域的变量时,浏览器为你分配一段内存空间。有时很取巧,不过就我们的题目来讲,这算是一个完美的解决方案。

我们在上个代码版本中添加这个特性:
var createProperty = function (obj, prop, currentValue) 
{
    Object.defineProperty(obj, prop, 
    {
            get: function () { return currentValue; },
            set: function (value) {
            currentValue = value;
                    },
                    enumerable: true,
                    configurable: true    });
                    } 
var entity = {}; 
var myVar = "hello world";createProperty(entity, "property", myVar);

示例中,createProperty 函数有一个 currentValue 变量,存在 get 和 set
方法。此变量会保存到 get 和 set
函数的闭包空间中。现在,只有这两个函数能看到和更新 currentValue 变量!
任务完成!

唯一需要警惕 caveat,警告,注意)的是源值 (myVar)
仍可访问。下面给出另一个更健壮的版本(保护 myVar 变量):

var createProperty = function (obj, prop) {
    var currentValue = obj[prop];
    Object.defineProperty(obj, prop, {
        get: function () { return currentValue; },
        set: function (value) {
            currentValue = value;
        },
        enumerable: true,
        configurable: true
    });
}

var entity = {
    property: "hello world"
};

createProperty(entity, "property");

采用该函数,
即便源值都销毁(destructed,注:意思是不能直接赋值)了。到此大功告成了!

4.由于这篇文章更多的只是想起到一个介绍和讲解的作用,并不打算对每种模式进行细致的分析,所以每种模式只用到一个至二个例子,可能会造成这个例子的表达并不是最优的或者不够全面,如果各位看官觉得不过瘾,可以再去查找相关资料;

3. 性能考虑Performance Considerations

现在咱们看看性能。

很明显,比起一个简单的变量,闭包空间,甚或(对象)属性要慢的多,且更消耗资源。这就是本文更多关注普通方式和闭包空间机制差异的原因。

为证明闭包空间机制并不比标准方式更消耗资源, 我写了下面代码做个基准测试:

<!DOCTYPE html>
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
    <title></title>
</head>
<style>
    html {
        font-family: "Helvetica Neue", Helvetica;
    }
</style>
<body>
    <div id="results">Computing...</div>
    <script>
        var results = document.getElementById("results");
        var sampleSize = 1000000;
        var opCounts = 1000000;

        var entities = [];

        setTimeout(function () {
            // Creating entities
            for (var index = 0; index < sampleSize; index++) {
                entities.push({
                    property: "hello world (" + index + ")"
                });
            }

            // Random reads
            var start = new Date().getTime();
            for (index = 0; index < opCounts; index++) {
                var position = Math.floor(Math.random() * entities.length);
                var temp = entities[position].property;
            }
            var end = new Date().getTime();

            results.innerHTML = "<strong>Results:</strong><br>Using member access: <strong>" + (end - start) + "</strong> ms";
        }, 0);

        setTimeout(function () {
            // Closure space =======================================
            var createProperty = function (obj, prop, currentValue) {
                Object.defineProperty(obj, prop, {
                    get: function () { return currentValue; },
                    set: function (value) {
                        currentValue = value;
                    },
                    enumerable: true,
                    configurable: true
                });
            }
            // Adding property and using closure space to save private value
            for (var index = 0; index < sampleSize; index++) {
                var entity = entities[index];

                var currentValue = entity.property;
                createProperty(entity, "property", currentValue);
            }

            // Random reads
            var start = new Date().getTime();
            for (index = 0; index < opCounts; index++) {
                var position = Math.floor(Math.random() * entities.length);
                var temp = entities[position].property;
            }
            var end = new Date().getTime();

            results.innerHTML += "<br>Using closure space: <strong>" + (end - start) + "</strong> ms";
        }, 0);

        setTimeout(function () {
            // Using local member =======================================
            // Adding property and using local member to save private value
            for (var index = 0; index < sampleSize; index++) {
                var entity = entities[index];

                entity._property = entity.property;
                Object.defineProperty(entity, "property", {
                    get: function () { return this._property; },
                    set: function (value) {
                        this._property = value;
                    },
                    enumerable: true,
                    configurable: true
                });
            }

            // Random reads
            var start = new Date().getTime();
            for (index = 0; index < opCounts; index++) {
                var position = Math.floor(Math.random() * entities.length);
                var temp = entities[position].property;
            }
            var end = new Date().getTime();

            results.innerHTML += "<br>Using local member: <strong>" + (end - start) + "</strong> ms";
        }, 0);

    </script>
</body>
</html>

我创建了一百万个对象,都有属性成员。要完成下面三个测试:

  • 执行 1百万次随机访问属性。
  • 执行1百万次随机访问闭包空间实现版本。
  • 执行1百万次随机访问常规get/set实现版本。

测试结果参见下面表格和图表:

澳门新葡亰3522平台游戏 1澳门新葡亰3522平台游戏 2

我们发现,闭包空间实现总是快于常规实现,根据浏览器的不同,还可以做进一步的性能优化。

Chrome 上的性能表现低于预期。或许存在 bug,因此,为确认(存在
bug),我联系了 Google 项目组,描述发生的症状。还有,如果你打算测试在
Microsoft
Edge
—微软新发布的浏览器,在windows10
中默认安装—中的性能表现,你可以点击下载 。

然而,如果仔细研究,你会发现,使用闭包空间或属性比直接访问变量成员要10倍左右。 因此,使用要恰当且谨慎。

澳门新葡亰3522平台游戏 3

5.做任何事都需要坚持,写博客也是一样,嘿嘿,每月至少一篇(文章确实较长,希望能对朋友们有所帮助,重点部分在前言中有介绍,大家可以选择感兴趣的模式进行深入)。

4. 内存占用(Memory Footprint)

我们也得验证该技术不会消耗过多内存。为测试内存占用基准情况,我写了下面代码段:

6.欢迎转载,不过请注明出处,谢谢。

直接属性引用版本(Reference Code)

var sampleSize = 1000000;
 var entities = []; 
// Creating entities
for (var index = 0; index < sampleSize; index++) {
    entities.push({
            property: "hello world (" + index + ")"
});}

了解JavaScript设计模式我们需要知道的一些必要知识点:(内容相对基础,高手请跳过)

常规方式版本(Regular Way,get/set)

var sampleSize = 1000000;

var entities = [];

// Adding property and using local member to save private value
for (var index = 0; index < sampleSize; index++) {
    var entity = {};

    entity._property = "hello world (" + index + ")";
    Object.defineProperty(entity, "property", {
        get: function () { return this._property; },
        set: function (value) {
            this._property = value;
        },
        enumerable: true,
        configurable: true
    });

    entities.push(entity);
}

JavaScript闭包

闭包空间版本(Closure Space Version)

var sampleSize = 1000000;

var entities = [];

var createProperty = function (obj, prop, currentValue) {
    Object.defineProperty(obj, prop, {
        get: function () { return currentValue; },
        set: function (value) {
            currentValue = value;
        },
        enumerable: true,
        configurable: true
    });
}

// Adding property and using closure space to save private value
for (var index = 0; index < sampleSize; index++) {
    var entity = {};

    var currentValue = "hello world (" + index + ")";
    createProperty(entity, "property", currentValue);

    entities.push(entity);
}

之后,我(在三个主流浏览器上)运行所有的三段代码,启动(浏览器)内嵌的内存性能分析器(本示例中使用
F12 工具条):

澳门新葡亰3522平台游戏 4

我计算机上运行的结果如下图表:

澳门新葡亰3522平台游戏 5

就闭包空间和常规方式,只有 Chrome上,闭包空间(内存占用)表现稍好,在
IE11 和
Firefox上占用内存反而增多,但是浏览器的比较结果e—对于现代浏览器,用户很可能不会在意这点差别。

1.闭包最常用的方式就是返回一个内联函数(何为内联函数?就是在函数内部声明的函数);

更多 JavaScript 实践

或许你会吃惊,微软提供了一批有关开源 Javascript
主题的免费学习材料, 我们正在发起一个任务,关于创建更多 Microsoft Edge
来临
系列。 查看我的文章:

  • 基于HTML5

    Babylon.JS
    开发 WebGL 3D 基础
  • 构建单页面应用,基于 ASP.NET 和
    AngularJS
  • HTML
    高级图像技术

或者我们团队系列:

  • HTML/JavaScript
    性能优化使用技巧 (该系列有7部分,从响应式设计到休闲游戏的性能优化)
  • 现代 Web
    平台快速起步
    ( HTML, CSS, and JS基础)
  • 开发通用的 Windows Apps,使用 HTML 和 JavaScript
    快速起步
    (使用你自己的JS构建app)

以及一些免费工具:Visual Studio
社区,Azure
试用版和跨浏览器测试工具用于
Mac, Linux, 或者 Windows。

2.在JavaScript中有作用域和执行环境的问题,在函数内部的变量在函数外部是无法访问的,在函数内部却可以得到全局变量。由于种种原因,我们有时候需要得到函数内部的变量,可是用常规方法是得不到的,这时我们就可以创建一个闭包,用来在外部访问这个变量。