如何在 JavaScript 对象中嵌入私有成员.docx

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。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。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. 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:varentity=;entity._property=helloworld;Object.defineProperty(entity,property,get:function()returnthis._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。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:varcreateProperty=function(obj,prop,currentValue)Object.defineProperty(obj,prop,get:function()returncurrentValue;,set:function(value)currentValue=value;,enumerable:true,configurable:true);varentity=;varmyVar=helloworld;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）:varcreateProperty=function(obj,prop)varcurrentValue=objprop;Object.defineProperty(obj,prop,get:function()returncurrentValue;,set:function(value)currentValue=value;,enumerable:true,configurable:true);varentity=property:helloworld;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!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：htmlfont-family:HelveticaNeue,Helvetica;Computing.varresults=document.getElementById(results);varsampleSize=1000000;varopCounts=1000000;varentities=;setTimeout(function()/Creatingentitiesfor(varindex=0;indexsampleSize;index+)entities.push(property:helloworld(+index+);/Randomreadsvarstart=newDate().getTime();for(index=0;indexopCounts;index+)varposition=Math.floor(Math.random()*entities.length);vartemp=perty;varend=newDate().getTime();results.innerHTML=Results:Usingmemberaccess:+(end-start)+ms;,0);setTimeout(function()/Closurespace=varcreateProperty=function(obj,prop,currentValue)Object.defineProperty(obj,prop,get:function()returncurrentValue;,set:function(value)currentValue=value;,enumerable:true,configurable:true);/Addingpropertyandusingclosurespacetosaveprivatevaluefor(varindex=0;indexsampleSize;index+)varentity=entitiesindex;varcurrentValue=perty;createProperty(entity,property,currentValue);/Randomreadsvarstart=newDate().getTime();for(index=0;indexopCounts;index+)varposition=Math.floor(Math.random()*entities.length);vartemp=perty;varend=newDate().getTime();results.innerHTML+=Usingclosurespace:+(end-start)+ms;,0);setTimeout(function()/Usinglocalmember=/Addingpropertyandusinglocalmembertosaveprivatevaluefor(varindex=0;indexsampleSize;index+)varentity=entitiesindex;entity._property=perty;Object.defineProperty(entity,property,get:function()returnthis._property;,set:function(value)this._property=value;,enumerable:true,configurable:true);/Randomreadsvarstart=newDate().getTime();for(index=0;indexopCounts;index+)varposition=Math.floor(Math.random()*entities.length);vartemp=perty;varend=newDate().getTime();results.innerHTML+=Usinglocalmember:+(end-start)+ms;,0);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: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。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：直接属性引用版本（Reference Code）varsampleSize=1000000;varentities=;/Creatingentitiesfor(varindex=0;indexsampleSize;index+)entities.push(property:helloworld(+index+);常规方式版本（Regular Way，get/set）varsampleSize=1000000;varentities=;/Addingpropertyandusinglocalmembertosaveprivatevaluefor(varindex=0;indexsampleSize;index+)varentity=;entity._property=helloworld(+index+);Object.defineProperty(entity,property,get:function()returnthis._property;,set:function(value)this._property=value;,enumerable:true,configurable:true);entities.push(entity);闭包空间版本（Closure Space Version）varsampleSize=1000000;varentities=;varcreateProperty=function(obj,prop,currentValue)Object.defineProperty(obj,prop,get:function()returncurrentValue;,set:function(value)currentValue=value;,enumerable:true,configurable:true);/Addingpropertyandusingclosurespacetosaveprivatevaluefor(varindex=0;indexsampleSize;index+)varentity=;varcurrentValue=helloworld(+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）:我计算机上运行的结果如下图表：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。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 和 Babylon.JS开发 WebGL 3D