JavaScript中的终结化：深入理解 finalize() 方法与垃圾回收21

在 JavaScript 中，内存管理是自动进行的，这得益于其内置的垃圾回收机制（Garbage Collection，GC）。GC 自动释放不再被引用的对象，防止内存泄漏。然而，在某些特殊场景下，我们需要在对象被垃圾回收之前执行一些清理工作，例如关闭文件句柄、释放网络连接或取消定时器等。这时，就需要了解 JavaScript 的终结化机制，虽然 JavaScript 本身并没有直接提供类似 C++ 析构函数（destructor）的功能，但我们可以通过 `finalize()` 方法（或者更准确地说，是利用 `WeakRef` 和 `FinalizationRegistry`）来实现类似的效果。

在 ES2017 之前，实现类似终结化功能的方法比较间接和复杂，通常需要借助于一些技巧，比如使用 `setTimeout` 模拟，但这并不可靠且容易出错。ES2017 引入了 `WeakRef`，它创建对对象的弱引用，不会阻止对象被垃圾回收。同时，ES2018 引入了 `FinalizationRegistry`，它允许我们注册回调函数，在对象被垃圾回收之前执行这些函数。这为我们提供了一种更优雅、更可靠的方式来实现 JavaScript 的终结化。

让我们深入探讨 `WeakRef` 和 `FinalizationRegistry` 如何协同工作来实现终结化：

1. `WeakRef`：弱引用

`WeakRef` 创建一个对目标对象的弱引用。这意味着该引用不会阻止垃圾回收器回收目标对象。当目标对象被垃圾回收时，`WeakRef` 将变为无效，其 `deref()` 方法将返回 `undefined`。

代码示例：```javascript
const obj = { name: 'Example' };
const weakRef = new WeakRef(obj);
(()); // Output: { name: 'Example' }
obj = null; // 释放强引用
// 垃圾回收器会在合适的时机回收 obj
(()); // Output: undefined
```

2. `FinalizationRegistry`：终结化注册表

`FinalizationRegistry` 允许我们注册一个回调函数，该函数将在 `WeakRef` 引用的对象被垃圾回收之前执行。注册回调函数时，需要提供一个唯一的键，用于标识此回调函数及其对应的对象。当垃圾回收器发现一个被 `WeakRef` 弱引用的对象时，它会检查是否有与该对象关联的 `FinalizationRegistry` 条目，如果有，则调用相应的回调函数。

代码示例：```javascript
const registry = new FinalizationRegistry((value) => {
('Object finalized:', value);
});
const obj = { name: 'Example', cleanup: () => ('Cleaning up...') };
const weakRef = new WeakRef(obj);
(obj, 'cleanup', );
obj = null; // 释放强引用
// 垃圾回收器会在合适的时机回收 obj，并调用 cleanup 函数
```

在这个例子中，当 `obj` 被垃圾回收时，`FinalizationRegistry` 会调用注册的回调函数，打印 “Object finalized: { name: 'Example', cleanup: [Function: cleanup] }” 和 “Cleaning up…” 。需要注意的是，回调函数中的 `value` 参数可能是一个已经被垃圾回收的对象的副本。因此，尽量避免在回调函数中直接访问或修改 `value` 的属性。

3. 使用场景和注意事项

`finalize()` 方法（通过 `WeakRef` 和 `FinalizationRegistry` 实现）的主要用途是释放对象占用的外部资源，例如：
关闭文件句柄
释放网络连接
取消定时器
释放 WebGL 资源

需要注意的是，垃圾回收的时机是不确定的，我们无法精确控制回调函数的执行时间。因此，不要依赖 `finalize()` 方法执行对实时性要求高的操作。

另外，在回调函数中，尽量避免执行耗时操作，因为这可能会影响垃圾回收的效率。如果需要执行复杂的清理操作，建议将其放在一个单独的任务队列中异步处理。

最后，要理解`WeakRef`和`FinalizationRegistry`配合使用才能达到“finalize”的效果。`WeakRef`提供弱引用，不阻碍垃圾回收，而`FinalizationRegistry`则在垃圾回收前执行清理工作，这才是JavaScript中实现类似终结化的关键。

总而言之，`WeakRef` 和 `FinalizationRegistry` 提供了一种强大的机制，允许我们在对象被垃圾回收之前执行必要的清理工作，从而有效地管理资源，防止内存泄漏。理解和运用它们是编写高质量 JavaScript 代码的关键技能。

2025-06-23

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