JavaScript内核与高级编程之：`JavaScript`的`FinalizationRegistry`：如何实现对象被回收后的回调。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷，大家好！我是今天的主讲人，咱们今天的主题啊，是关于JavaScript里一个有点神秘，但关键时刻能派上大用场的家伙——FinalizationRegistry。

这玩意儿听起来像是魔法咒语，但其实就是一种机制，能让你在JavaScript对象被垃圾回收器回收之后，收到一个回调通知。这在很多场景下都非常有用，比如清理资源、释放内存等等。别担心，咱们今天就把它扒个精光，保证你听完之后，也能像施魔法一样玩转它。

开场白：为啥我们需要FinalizationRegistry？

想象一下，你租了一间房，退房的时候是不是得把钥匙还回去？在JavaScript世界里，对象就是你的房子，而资源（比如文件句柄、网络连接）就是钥匙。当你不再需要这个对象的时候，JavaScript的垃圾回收器会帮你把房子收回去，但钥匙呢？你得自己还回去！

问题来了，你咋知道房子啥时候被收走了呢？传统的做法是在对象不再使用的时候，手动调用一个dispose()或者close()之类的方法来释放资源。但人总有疏忽的时候，万一你忘了还钥匙，资源就泄露了，程序跑着跑着就挂了。

FinalizationRegistry就是来解决这个问题的。它就像一个房东的助手，会在房子被收回之后，自动通知你还钥匙。

FinalizationRegistry的闪亮登场

FinalizationRegistry是ES2021引入的新特性，它提供了一种机制，允许你在一个对象被垃圾回收之后执行一些清理工作。它的基本用法很简单：

创建FinalizationRegistry实例：你需要创建一个FinalizationRegistry对象，并传入一个回调函数。这个回调函数会在关联的对象被回收后执行。
注册对象：使用registry.register(object, heldValue)方法来注册你想要监听的对象。object是要监听的对象，heldValue是一个你可以传递给回调函数的任意值。
坐等回收：剩下的事情就交给垃圾回收器了。当object被回收时，回调函数会被调用，并且会接收到你传递的heldValue。

咱们来看个简单的例子：

let registry = new FinalizationRegistry(heldValue => {
  console.log(`对象被回收了，heldValue: ${heldValue}`);
});

let obj = { name: "小明" };

registry.register(obj, "小明的身份证号");

obj = null; // 移除obj的引用，让它符合被回收的条件

// 运行一段时间后，垃圾回收器会回收obj，回调函数会被调用
// 你可能会看到控制台输出 "对象被回收了，heldValue: 小明的身份证号"

在这个例子中，我们创建了一个FinalizationRegistry实例，并注册了一个对象obj。当我们将obj设置为null后，它就变成了垃圾回收器的潜在目标。经过一段时间，垃圾回收器会回收obj，然后我们的回调函数会被调用，打印出“小明的身份证号”。

深入理解heldValue

heldValue是FinalizationRegistry的一个关键特性。它可以让你在回调函数中访问与被回收对象相关的信息。这非常有用，因为一旦对象被回收，你就无法再直接访问它了。

举个例子，假设你有一个管理文件句柄的类：

class FileHandler {
  constructor(filePath) {
    this.filePath = filePath;
    this.fileHandle = openFile(filePath); // 假设openFile是一个打开文件的函数
    console.log(`文件 ${filePath} 已打开`);

    this.cleanupRegistry = new FinalizationRegistry(fileHandle => {
      closeFile(fileHandle); // 假设closeFile是一个关闭文件的函数
      console.log(`文件句柄 ${fileHandle} 已关闭`);
    });

    this.cleanupRegistry.register(this, this.fileHandle);
  }

  close() {
    // 手动关闭文件句柄，避免依赖垃圾回收
    closeFile(this.fileHandle);
    this.cleanupRegistry.unregister(this); // 取消注册
    console.log(`文件句柄 ${this.fileHandle} 已手动关闭`);
  }
}

// 模拟打开和关闭文件的函数
function openFile(filePath) {
  // 这里只是模拟，实际情况会更复杂
  let handle = Math.random(); // 生成一个随机数作为文件句柄
  return handle;
}

function closeFile(fileHandle) {
  // 这里只是模拟，实际情况会更复杂
  console.log(`关闭文件句柄: ${fileHandle}`);
}

let myFile = new FileHandler("my_file.txt");
myFile = null; // 移除引用，等待垃圾回收

在这个例子中，heldValue就是文件句柄this.fileHandle。当FileHandler对象被回收时，回调函数会接收到这个文件句柄，并用它来关闭文件。这样，即使你忘记手动关闭文件，FinalizationRegistry也能保证资源被正确释放。

unregister()：取消注册

有时候，你可能需要在对象被回收之前，手动释放资源或者取消监听。FinalizationRegistry提供了unregister()方法来实现这个功能。

let registry = new FinalizationRegistry(heldValue => {
  console.log(`对象被回收了，heldValue: ${heldValue}`);
});

let obj = { name: "小红" };

registry.register(obj, "小红的电话号码");

registry.unregister(obj); // 取消注册

obj = null; // 移除obj的引用

// 即使obj被回收，回调函数也不会被调用，因为我们已经取消了注册

在这个例子中，我们使用registry.unregister(obj)取消了对obj的监听。即使obj被回收，回调函数也不会被调用。

WeakRef：和FinalizationRegistry的完美搭档

WeakRef是ES2018引入的另一个特性，它允许你创建一个对对象的弱引用。弱引用不会阻止垃圾回收器回收对象。这意味着，即使你有一个指向对象的弱引用，对象仍然可以被回收。

WeakRef和FinalizationRegistry经常一起使用。你可以使用WeakRef来创建一个指向对象的弱引用，然后在FinalizationRegistry的回调函数中使用这个弱引用来访问对象的信息。

let registry = new FinalizationRegistry(heldValue => {
  const ref = heldValue;
  const obj = ref.deref(); // 尝试获取对象

  if (obj) {
    console.log(`对象还活着，name: ${obj.name}`);
  } else {
    console.log("对象已经被回收了");
  }
});

let obj = { name: "小刚" };
const weakRef = new WeakRef(obj);

registry.register(obj, weakRef);

obj = null; // 移除obj的引用

// 垃圾回收器可能会回收obj，也可能不会
// 如果obj还活着，回调函数会打印 "对象还活着，name: 小刚"
// 如果obj已经被回收，回调函数会打印 "对象已经被回收了"

在这个例子中，我们创建了一个指向obj的弱引用weakRef，并把它作为heldValue传递给FinalizationRegistry。在回调函数中，我们使用weakRef.deref()来尝试获取对象。如果对象还活着，deref()会返回对象，否则返回undefined。

注意事项和最佳实践

不要依赖FinalizationRegistry的及时性：垃圾回收器何时运行是不确定的，所以不要依赖FinalizationRegistry的回调函数来执行关键任务。它主要用于清理资源，而不是用于程序的正常逻辑。
避免在回调函数中创建新的对象：在回调函数中创建新的对象可能会导致内存分配，从而影响垃圾回收器的性能。
使用unregister()手动释放资源：尽可能在对象不再使用时，手动释放资源，而不是依赖FinalizationRegistry。这可以提高程序的性能和可预测性。
了解垃圾回收机制：理解JavaScript的垃圾回收机制对于正确使用FinalizationRegistry非常重要。
不要在回调函数中抛出错误：在回调函数中抛出错误可能会导致程序崩溃。

FinalizationRegistry的应用场景

清理文件句柄：就像我们之前的例子一样，FinalizationRegistry可以用来关闭文件句柄，防止资源泄露。
释放网络连接：如果你的程序需要建立网络连接，可以使用FinalizationRegistry来确保连接在对象被回收后关闭。
管理数据库连接：类似于文件句柄和网络连接，FinalizationRegistry可以用来关闭数据库连接。
清理缓存：如果你的程序使用了缓存，可以使用FinalizationRegistry来清理不再需要的缓存项。

表格总结

特性	描述
`FinalizationRegistry`	允许你在对象被垃圾回收后执行回调函数。
`register(obj, heldValue)`	注册一个对象，并传递一个`heldValue`给回调函数。
`unregister(obj)`	取消对对象的注册。
`heldValue`	一个你可以传递给回调函数的任意值，用于在对象被回收后访问对象的信息。
`WeakRef`	创建一个对对象的弱引用，不会阻止垃圾回收器回收对象。
应用场景	清理文件句柄、释放网络连接、管理数据库连接、清理缓存等。
注意事项	不要依赖`FinalizationRegistry`的及时性，避免在回调函数中创建新的对象，使用`unregister()`手动释放资源，了解垃圾回收机制，不要在回调函数中抛出错误。

高级用法：结合Symbol实现更灵活的资源管理

我们可以使用Symbol来为对象添加私有的资源管理逻辑，结合FinalizationRegistry，可以实现更灵活和安全的资源管理。

const resourceKey = Symbol("resource");

class ResourceUser {
  constructor() {
    this[resourceKey] = {
      data: "Some important data",
      isClosed: false,
      close: () => {
        console.log("Closing resource...");
        this[resourceKey].isClosed = true;
      }
    };

    this.cleanupRegistry = new FinalizationRegistry((resource) => {
      if (!resource.isClosed) {
        resource.close();
      }
    });

    this.cleanupRegistry.register(this, this[resourceKey]);
  }

  useResource() {
    if (this[resourceKey].isClosed) {
      throw new Error("Resource is closed!");
    }
    console.log("Using resource:", this[resourceKey].data);
  }

  closeResourceManually() {
    this[resourceKey].close();
    this.cleanupRegistry.unregister(this);
  }
}

let user = new ResourceUser();
user.useResource(); // 输出 "Using resource: Some important data"
user = null; //  等待垃圾回收，资源会被自动关闭

在这个例子中，resourceKey是一个Symbol，用来存储私有的资源对象。ResourceUser对象通过this[resourceKey]访问这个资源，外部无法直接访问。FinalizationRegistry的回调函数会在对象被回收时，自动关闭资源。

总结

FinalizationRegistry是一个强大的工具，可以帮助你更好地管理JavaScript程序的资源。但是，它并不是万能的，需要谨慎使用。记住，手动释放资源始终是最佳实践。

希望今天的讲座能帮助你更好地理解FinalizationRegistry。记住，编程就像变魔术，掌握了正确的咒语，就能创造出令人惊叹的作品。感谢大家的观看，下次再见！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复