Як WeakMap і WeakSet допомагають збирачу сміття?

JavaScriptMiddle~2 хв читання

Нагадування: як працює збирач сміття (Garbage Collector)

JavaScript використовує автоматичне керування пам'яттю: розробник не очищає пам'ять вручну.

Об'єкт залишається в пам'яті поки на нього є хоча б одне посилання. Коли посилань не лишається → збирач сміття (GC) видаляє його.

Приклад:

javascript

let user = { name: "Tim" }; // об'єкт у пам'яті

user = null; // посилання втрачено → об'єкт видаляється GC

Проблема звичайних колекцій (`Map`, `Set`)

Звичайні Map і Set утримують посилання на об'єкти жорстко (strong reference). Навіть якщо об'єкт більше ніде не використовується, GC не може його видалити, поки він є в Map чи Set.

javascript

let user = { name: "Tim" };
const map = new Map();
map.set(user, "дані");

user = null;
// об'єкт все ще зберігається в map!
// GC не може звільнити пам'ять

Результат: витік пам'яті, якщо таких об'єктів стає багато.

Рішення: WeakMap і WeakSet

`WeakMap`

Ключі - лише об'єкти (не рядки, не числа);
Значення - будь-які;
Посилання "слабкі" (weak references): якщо об'єкт більше ніде не використовується, він автоматично видаляється з WeakMap збирачем сміття.

javascript

let user = { name: "Tim" };

const weakMap = new WeakMap();
weakMap.set(user, "дані");

user = null; // об'єкт більше недосяжний
// GC видалить і ключ, і значення з WeakMap автоматично

Після видалення об'єкта з пам'яті ключ зникає з WeakMap. Жодного ручного delete() не потрібно.

`WeakSet`

Зберігає лише об'єкти (без примітивів);
Кожен запис - слабке посилання;
Якщо об'єкт більше ніде не використовується, він видаляється з WeakSet автоматично.

javascript

let user = { name: "Tim" };

const weakSet = new WeakSet();
weakSet.add(user);

user = null; // об'єкт видалено GC
// weakSet автоматично втрачає це посилання

Ключові особливості WeakMap / WeakSet

Властивість	WeakMap	WeakSet
Ключі	Лише об'єкти	Лише об'єкти
Значення	Будь-які	Немає значень
Посилання	Слабкі	Слабкі
GC очищає автоматично	Так	Так
Ітерування (for...of)	Не можна	Не можна
Методи	`set`, `get`, `has`, `delete`	`add`, `has`, `delete`

Чому не можна ітерувати WeakMap / WeakSet

Тому що браузер не знає, коли GC видалить конкретний об'єкт. GC працює непередбачувано, і вміст таких колекцій може змінитися в будь-який момент.

Тому в WeakMap і WeakSet немає методів:

.size
.keys()
.entries()
.values()
forEach

Реальні приклади використання

1. Зберігання даних, "прив'язаних" до об'єкта

javascript

const cache = new WeakMap();

function getUserData(user) {
  if (!cache.has(user)) {
    cache.set(user, { name: user.name, time: Date.now() });
  }
  return cache.get(user);
}

let tim = { name: "Tim" };
console.log(getUserData(tim)); // кешуємо дані

tim = null; // GC видаляє об'єкт і його дані з кешу

Тут ми уникли витоку пам'яті: щойно користувач зникає з пам'яті, його кеш автоматично очищується.

2. Відстеження стану об'єктів

javascript

const visited = new WeakSet();

function process(obj) {
  if (visited.has(obj)) return; // вже обробляли
  visited.add(obj);
  // ...робимо щось
}

Після видалення obj з пам'яті він сам зникає з WeakSet.

Порівняння зі звичайними колекціями

Тип	Зберігає об'єкти?	Автоочищення GC	Можна ітерувати
`Map`	Так	Ні	Так
`WeakMap`	Так	Так	Ні
`Set`	Так	Ні	Так
`WeakSet`	Так	Так	Ні

Підсумок

Пункт	Опис
Проблема	Звичайні колекції заважають GC видалити невикористовувані об'єкти
Рішення	`WeakMap` і `WeakSet` використовують слабкі посилання
Поведінка	Об'єкти видаляються з колекції автоматично під час збирання сміття
Обмеження	Не можна ітерувати, отримати розмір чи список елементів
Використання	Кеші, тимчасові дані, прапорці відвідування, зберігання метаданих

Коротка відповідь

Для співбесіди

Premium

Коротка відповідь допоможе вам впевнено відповідати на цю тему під час співбесіди.