JS `Explicit Resource Management` (提案) `Symbol.dispose` 与 `Disposable Stack`

各位观众老爷，大家好！今天咱们来聊聊JavaScript里即将登场的新秀——“显式资源管理”（Explicit Resource Management）。这货啊，听起来高大上，其实就是来拯救我们这些被资源泄露折磨得死去活来的码农的。

开场白：资源泄露，你怕了吗？

话说咱们写JS代码，最头疼的事情之一就是资源泄露。想象一下，你打开了一个文件，读完了，忘了关，时间一长，程序就崩了。或者你搞了个数据库连接，用完了，忘了释放，服务器就被你拖垮了。这种感觉就像：

• 你借了朋友100块钱，忘了还，下次见面都不好意思打招呼。
• 你开了个水龙头，洗完手，忘了关，水费单让你怀疑人生。

总而言之，资源泄露就是个慢性毒药，初期可能不明显，但时间长了，绝对让你崩溃。

正题：显式资源管理，闪亮登场！

那么，这个“显式资源管理”是干嘛的呢？简单来说，它就是一套新的语法，让你能够更加清晰、明确地管理资源的生命周期，确保资源在使用完毕后能够及时释放，从而避免资源泄露。

这个提案的核心就是两个东西：

1. Symbol.dispose：一个特殊的 symbol，用于定义资源的清理逻辑。
2. Disposable Stack：一个用于管理可释放资源的栈。

Symbol.dispose：资源的“遗嘱”

Symbol.dispose 是一个特殊的 symbol，你可以把它添加到你的对象上，然后给它指定一个函数。这个函数就是这个对象的“遗嘱”，当对象要被清理的时候，这个函数就会被调用。

const myResource = {
  data: "一些重要的数据",
  [Symbol.dispose]() {
    console.log("资源被释放了！");
    // 在这里执行清理逻辑，比如关闭文件、释放连接等
    this.data = null; // 清理数据，防止内存泄漏
  }
};

在这个例子中，myResource 对象有一个 Symbol.dispose 属性，它的值是一个函数。当 myResource 对象需要被清理的时候，这个函数就会被调用，打印 "资源被释放了！"，并且把 data 属性设置为 null，防止内存泄漏。

Disposable Stack：资源管理的“保姆”

Disposable Stack 是一个用于管理可释放资源的栈。你可以把需要管理的资源添加到这个栈里，当栈被清理的时候，栈里的所有资源都会被自动释放。

Disposable Stack 主要有以下几个方法：

• dispose()：释放栈里的所有资源，并清空栈。
• use(resource)：将资源添加到栈里，如果资源本身就是 disposable，会直接添加到栈中，否则，会创建一个 wrapper 对象，然后将 wrapper 对象添加到栈中。
• adopt(resource): 直接将 resource 添加到栈中，不进行任何包装。

using 声明：语法糖的甜蜜炮弹

为了方便使用 Disposable Stack，提案还引入了一个新的关键字 using。using 声明可以让你在代码块结束的时候自动释放资源。

{
  using resource = {
    data: "一些重要的数据",
    [Symbol.dispose]() {
      console.log("using 声明中的资源被释放了！");
    }
  };
  // 在这里使用 resource
  console.log(resource.data);
} // 代码块结束，resource 会被自动释放

在这个例子中，resource 对象被 using 声明包裹。当代码块结束的时候，resource 对象的 Symbol.dispose 方法会被自动调用，打印 "using 声明中的资源被释放了！"。

using vs try...finally：谁更胜一筹？

你可能会说，这不就是 try...finally 的语法糖吗？有什么区别呢？

try {
  const resource = {
    data: "一些重要的数据",
    [Symbol.dispose]() {
      console.log("try...finally 中的资源被释放了！");
    }
  };
  // 在这里使用 resource
  console.log(resource.data);
} finally {
  resource[Symbol.dispose]();
}

虽然 try...finally 也能实现类似的功能，但是 using 声明更加简洁、易读，而且可以自动处理错误，防止资源泄露。

特性	using 声明	try...finally
简洁性	更加简洁，不需要手动调用 dispose 方法	相对繁琐，需要手动调用 dispose 方法
可读性	更加易读，明确表示资源需要被释放	相对难以理解，需要仔细分析代码才能确定资源是否被释放
错误处理	自动处理错误，防止资源泄露	需要手动处理错误，否则可能导致资源泄露
适用场景	适用于需要自动释放资源的场景	适用于需要手动控制资源释放时机的场景

await using：异步资源的福音

using 声明还可以和 await 结合使用，用于管理异步资源。

async function main() {
  using resource = await openFile("myFile.txt");
  // 在这里使用 resource
  const content = await resource.read();
  console.log(content);
} // 代码块结束，resource 会被自动释放

在这个例子中，openFile 函数返回一个 promise，await 关键字会等待 promise 完成，然后把结果赋值给 resource 对象。当代码块结束的时候，resource 对象的 Symbol.dispose 方法会被自动调用，关闭文件。

深入探讨：Disposable Stack 的用法

除了 using 声明，你还可以直接使用 Disposable Stack 来管理资源。

import { DisposableStack } from 'node:util';

const stack = new DisposableStack();

const resource1 = {
  data: "资源 1",
  [Symbol.dispose]() {
    console.log("资源 1 被释放了！");
  }
};

const resource2 = {
  data: "资源 2",
  [Symbol.dispose]() {
    console.log("资源 2 被释放了！");
  }
};

stack.use(resource1);
stack.use(resource2);

// 在这里使用 resource1 和 resource2
console.log(resource1.data);
console.log(resource2.data);

stack.dispose(); // 释放所有资源

在这个例子中，我们创建了一个 DisposableStack 对象，然后把 resource1 和 resource2 对象添加到栈里。当我们调用 stack.dispose() 方法的时候，resource1 和 resource2 对象的 Symbol.dispose 方法会被依次调用。

更高级的用法：嵌套的 Disposable Stack

你还可以创建嵌套的 Disposable Stack，用于管理更加复杂的资源关系。

import { DisposableStack } from 'node:util';

function outerFunction() {
  const outerStack = new DisposableStack();

  const resourceA = {
    name: "Resource A",
    [Symbol.dispose]() {
      console.log("Resource A disposed");
    }
  };

  outerStack.use(resourceA);

  function innerFunction() {
    const innerStack = new DisposableStack();

    const resourceB = {
      name: "Resource B",
      [Symbol.dispose]() {
        console.log("Resource B disposed");
      }
    };

    innerStack.use(resourceB);

    // Use resources here
    console.log("Using Resource A and Resource B");

    innerStack.dispose(); // Dispose of inner resources
  }

  innerFunction();

  outerStack.dispose(); // Dispose of outer resources
}

outerFunction();
// Output:
// Using Resource A and Resource B
// Resource B disposed
// Resource A disposed

在这个例子中，innerFunction 内部创建了一个 innerStack，用于管理 resourceB。当 innerFunction 执行完毕后，innerStack 会被自动释放，resourceB 的 Symbol.dispose 方法会被调用。然后，outerFunction 执行完毕后，outerStack 会被自动释放，resourceA 的 Symbol.dispose 方法会被调用。

实际应用案例：文件操作

让我们来看一个实际的文件操作案例。

import { open, FileHandle } from 'node:fs/promises';
import { DisposableStack } from 'node:util';

async function readFile(filePath: string): Promise<string> {
    const stack = new DisposableStack();

    try {
        const fileHandle: FileHandle = await open(filePath, 'r');
        stack.use(fileHandle); // Ensure file handle is closed on exit

        const content = await fileHandle.readFile('utf8');
        return content;
    } finally {
        stack.dispose(); // Ensure resources are always disposed
    }
}

async function processFile(filePath: string) {
    try {
        const content = await readFile(filePath);
        console.log("File content:", content);
    } catch (error) {
        console.error("Error reading file:", error);
    }
}

processFile('myFile.txt');

在这个例子中，我们使用 DisposableStack 来确保文件句柄在使用完毕后能够被及时关闭，避免资源泄露。即使在读取文件内容的过程中发生错误，finally 块中的 stack.dispose() 方法也会被调用，确保文件句柄被关闭。

实际应用案例：数据库连接

再来看一个数据库连接的案例。

import { Pool } from 'pg';
import { DisposableStack } from 'node:util';

async function queryDatabase(queryText: string, values: any[] = []): Promise<any[]> {
    const stack = new DisposableStack();

    try {
        const pool = new Pool({
            user: 'your_user',
            host: 'your_host',
            database: 'your_database',
            password: 'your_password',
            port: 5432,
        });

        stack.use({ [Symbol.dispose]: () => pool.end() }); // Ensure pool is closed on exit

        const client = await pool.connect();
        stack.use({ [Symbol.dispose]: () => client.release() }); // Ensure client is released

        const result = await client.query(queryText, values);
        return result.rows;
    } finally {
        stack.dispose(); // Ensure resources are always disposed
    }
}

async function processData() {
    try {
        const results = await queryDatabase('SELECT * FROM my_table');
        console.log("Data from database:", results);
    } catch (error) {
        console.error("Error querying database:", error);
    }
}

processData();

在这个例子中，我们使用 DisposableStack 来确保数据库连接池和客户端在使用完毕后能够被及时关闭和释放，避免资源泄露。

总结：显式资源管理，未来可期！

总而言之，“显式资源管理”是一个非常有用的特性，它可以帮助我们更加清晰、明确地管理资源的生命周期，避免资源泄露。虽然它目前还是一个提案，但是相信在不久的将来，它就会正式加入JavaScript的标准，成为我们码农手中的一把利剑。

最后的啰嗦：一些注意事项

• Symbol.dispose 方法应该尽量避免抛出错误，因为这可能会导致资源无法被正确释放。
• Disposable Stack 只能管理实现了 Symbol.dispose 方法的资源，对于没有实现 Symbol.dispose 方法的资源，你需要手动管理它们的生命周期。
• using 声明只能用于同步代码，对于异步代码，你需要使用 await using 声明。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家能够掌握“显式资源管理”的精髓，写出更加健壮、可靠的JavaScript代码！ 感谢各位的观看！