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JS即将发布数组的4个新特性

JS即将发布数组的4个新特性

作者: 涅槃快乐是金 | 来源:发表于2022-01-28 16:19 被阅读0次

    新特性总览:
    at(): 数组支持索引查询
    Array Group: 数组元素分类;
    Array find from last: 数组逆向查询
    Resizable and growable Array Buffer: Array Buffer支持大小伸缩

    at()

    数组支持索引查询

    过去我们在使用[]语法时,会以为数组和字符串支持按照索引去查询元素。比如:

    const arr = [1,2,3,4,5];
    console.log(arr[4])  // 5
    

    这样的使用确实会让我们产生误导,以为arr[4]是查询数组第四个元素,但其实试一下arr[-1]就发现取到的是undefined。在EMCAScript里,[]语法最初被设计是适用于所有对象,比如arr[1],实际上只是引用了键为 “1” 的对象的属性,这是任何对象都可以拥有的。所以arr[-1]这样的代码书写看似有效,但它返回对象的 “-1” 属性的值.

    const arr = [1,2,3,4,5];
    console.log(arr[-1])  // undefined
    

    at()提案就是解决数组、字符串、TypedArray不能直接通过索引查询。该提案目前进入satge4,被各大浏览器实现。可以复制下面的代码直接在浏览器尝试。

    const arr = [1,2,3,4,5];
    console.log(arr.at(-2))  // 4
    

    评价: 过去代码中arr[arr.length-1]的使用,会让初学者或者其他语言的开发者感觉古怪,arr.at(index)则显然更加语义话,是个不错的提案。

    Array Group

    用于数组元素分类

    给数组Array的原型上添加了两个方法,groupBygroupByToMap。内容比较简单,直接看使用案例就可以看懂,这里不再赘述。

    • groupBy

    使用案例:
    将数组中的元素,按照数字 ‘40’ 来进行分类

    let array = [23, 56, 78, 42, 11, 49]
    array.groupBy((item,index) => {
        return item > 40 ? '比40大' : "比40小"
    })
    // {'比40大': [56, 78, 42, 49] , '比40小': [23,11]}
    

    groupBy方法返回了一个新的匿名对象,其中对象的键key为groupBy的回调函数的返回值。
    如果没有groupBy提案,我们过去是这么实现:

    Array.prototype.groupBy = function(callback) {
        const object = {};
        for(let i =0; i < this.length; i++) {
            let key = callback(this[i],i,this);
            if(object[key]) {
                object[key].push(this[i])
            } else {
                object[key] = [this[i]]
            }
        }
        return object;
    }
    
    • groupByToMap

    groupByToMap方法返回了一个常规的Map,其中Map的键key为groupBy的回调函数的返回值。
    使用案例:

    const array = [1, 2, 3, 4, 5];
    const odd  = { odd: true };
    const even = { even: true };
    array.groupByToMap((num, index, array) => {
      return num % 2 === 0 ? even: odd;
    });
    
    // =>  Map { {odd: true}: [1, 3, 5], {even: true}: [2, 4] }
    复制代码
    如果没有groupByToMap提案,我们过去是这么实现:
    Array.prototype.groupByToMap = function(callback) {
        const mapObject = new Map();
        for(let i =0; i < this.length; i++) {
            let key = callback(this[i],i,this);
            if(mapObject.get(key)) {
                mapObject.get(key).push(this[i])
            } else {
                mapObject.set(key,[this[i]])
            }
        }
        return mapObject;
    }
    

    评价:实际开发中,类似这样的数组[ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ],如果要分奇数偶数的话,需要重新声明一个对象来存储。
    const obj = { odd: [1, 3, 5], even: [2, 4] }

    groupBy提案返回的是一个null-prototype对象,{ odd: [1, 3, 5], even: [2, 4] },不需要再声明一个具名对象。groupByToMap返回的是一个常规Map对象,总体来说比较实用。

    Array find from last

    从数组的最后一个到第一个查找元素的方法

    使用案例:
    按照以前的js写法,要想倒叙查询数组元素。
    先进行一次反转reverse,反转一次数组,再使用find进行查询。

    const array = [{ value: 1 }, { value: 2 }, { value: 3 }, { value: 4 }];
    
    [...array].reverse().find(n => n.value % 2 === 1); 
    // { value: 3 }
    

    或者在原型上挂一个方法来实现:

    Array.prototype.findLast = function(callback) {
        const len = this.length;
        for(let i = len - 1; i > 0; i--) {
            if(callback(this[i],i,this)) {
                return this[i]
            }
        }
        return -1
    }
    

    Array find from last提案方案:
    通过提案提供的方法findLast,支持了直接逆向查询数组。

    array.findLast(n => n.value % 2 === 1); // { value: 3 }
    

    评价:从性能看,减少了一次数组反转,确实有看的见的优化。从语义上来说,有正向查询就应该有反向查询,符合人们的思维习惯,总体来说比较实用。

    Resizable and growable Array Buffer

    扩展ArrayBuffer构造函数,采用额外的最大长度,以允许就地增长和缩小缓冲区。

    在介绍提案之前,需要提前了解下什么是ArrayBuffer,它是解决什么问题的,怎么用,在哪里用。这样会方便理解该提案。以下介绍ArrayBuffer的内容我已经过滤了很多细枝末节的理论,希望能做到之前没有这方面基础的同学也可以一次性读懂ArrayBuffer。
    Array Buffer这个概念,大家在日常开发中几乎不会直接接触这个概念,但和我们关系却很密切。
    简单理解Array Buffer,可以说它让EMCAScript操作内存空间成为可能。它的诞生是因为一个项目,WebGL,这个项目里需要浏览器与显卡进行频繁的通信,而以往的文本传输,需要把文本'hello wrold',翻译01010111...类似这样的机器语言,非常消耗性能,而直接以二进制的形式通信就非常有必要了,Array Buffer也就此诞生;
    const buffer = new ArrayBuffer(32);
    这样创建了一段32字节的内存空间,buffer。有一些约定好的特性,比如生成的ArrayBuffer,不能被直接修改,需要通过
    TypedArray视图和DataView视图修改,TypedArray就是一系列更改内存的构造函数统称,比如Uint8Array,Uint16Array,Uint32Array,DataView是更灵活的操作ArrayBuffer的视图。大概是因为最开始设计是为了解决图像绘制的问题,所以就起名叫各种视图,记住就ok了。
    以下是TypedArray视图支持的一些数据类型

    数据类型 字节长度 含义 对应的 C 语言类型
    Int8 1 8 位带符号整数 signed char
    Int16 2 16 位带符号整数 short
    Int32 4 32 位带符号整数 int
    //生成12字节的内存空间
    const buffer = new ArrayBuffer(12);
    //用Int32Array视图读取这个内存空间
    const x1 = new Int32Array(buffer);
    //直接修改
    x1[0] = 1;//1
    //用Int8Array视图读取这个内存空间
    const x2 = new Uint8Array(buffer);
    x2[0]  = 2;//2
    //x1的值发生变化
    x1[0] // 2
    

    上面代码对同一段内存,分别建立两种视图:32 位带符号整数(Int32Array构造函数)和 8 位不带符号整数(Uint8Array构造函数)。由于两个视图对应的是同一段内存,一个视图修改底层内存,会影响到另一个视图。

    • ArrayBuffer 的一些理解
      Array Buffer是一个二进制数组,也可以说是一个构造函数,但本质上是一个由一堆 0 1 组成的缓存空间,他在内存中主要发挥数据缓冲的作用。简单理解就是计算机要运行,就是cpu要处理 0 1 组成的二进制数据,但有时二进制数据来的又快又多,cpu还在处理其他任务,那这些数据就得原地等待,如果cpu处理任务很快,但是数据传输的慢了,就得让cpu空闲等待数据,造成资源浪费,ArrayBuffer就是充当一个缓冲内存空间。让这个内存空间随时数据存在,不会让数据和cpu等待。
    • ArrayBuffer 遇到的瓶颈
      现有的ArrayBuffer存在一个问题,当你正在的ArrayBuffer空间不够需要增加空间时,需要调用ArrayBuffer原型上的一个方法,ArrayBuffer.prototype.slice(),使用如下
    const buffer = new ArrayBuffer(8);
    const newBuffer = buffer.slice(0, 3);
    

    上面代码拷贝buffer对象的前 3 个字节(从 0 开始,到第 3 个字节前面结束),生成一个新的ArrayBuffer对象。
    slice方法其实包含两步,第一步是先分配一段新内存,第二步是将原来那个ArrayBuffer对象拷贝过去。
    这样的方式一次使用尚且可以,但在一些绘图场景下,频繁地创建新内存,再复制一份过去,会大量损耗性能。

    • 改造 ArrayBuffer
      以上就介绍完了ArrayBuffer,和它目前面临的瓶颈。下面讲一下本次进入stage3的提案。
      本提案拓展了ArrayBuffer的构造函数,增加最大和最小伸缩长度的配置---maximumByteLength。
      重写了transfer方法,可以用来直接转移内存空间,不必再复制一份内存再挪动。
      改造之后的ArrayBuffer构造函数
    class ArrayBuffer {
        //options为配置项 
        //maximumByteLength 配置内存伸缩长度
        constructor(byteLength,[ options ]);
        
        //挪动内存
        transfer(newByteLength);
        
        //更改内存长度
        resize(newByteLength);
        
        //分离出一个不可调整大小的ArrayBuffer
        slice(start, end);
        
        //判断是否可以伸缩
        resizable();
        
        //获取配置的最大内存长度
        maximumByteLength();
        
        //获取当前内存长度
        byteLength();
    }
    

    使用案例:
    声明一个1024字节的内存,并把最大内存长度设置为1024的平方

    //增加配置项,maximumByteLength,最大内存长度允许到1024的平方
    let rab = new ArrayBuffer(1024, { maximumByteLength: 1024 ** 2 });
    
    //当前内存长度 1024字节
    assert(rab.byteLength === 1024);
    
    //最大长度 1024平方字节
    assert(rab.maximumByteLength === 1024 ** 2);
    
    //可以就地更改长度
    assert(rab.resizable);
    
    //更改内存长度
    rab.resize(rab.byteLength * 2);
    
    //内存长度发生变化
    assert(rab.byteLength === 1024 * 2);
    

    transfer是对内存进行挪动
    let ab = rab.transfer(1024);

    上面是挪动从0开始的1024字节

    assert(rab.byteLength === 0);
    assert(rab.maximumByteLength === 0);
    

    上面是原来的内存(rab)被分离,并清除内存。

    // 内存被转移到ab
    assert(!ab.resizable);
    assert(ab.byteLength === 1024);
    

    内存成功被转移到ab

    SharedArrayBuffer

    SharedArrayBuffer顾名思义就是可以共享的ArrayBuffer

    ArrayBuffer提案里,将SharedArrayBuffer也进行了改动,让他支持可以增长内存。
    先简单介绍下什么是SharedArrayBuffer
    在EMCAScript里有一些计算任务通常会让在worker线程里,每个worker线程都是互相隔离的,他们之间的通信需要通过postMessage来完成。
    除了可以进行字符串数外,也可以进行二进制数据通信,但需要将二进制数据复制一份再用过postMessage传递给另一个线程,数据量很大时效率会变低,所以在 es2017 时有人提出了可以共享的SharedArrayBuffer,js的主线程和worker线程可以共享这块内存空间,同时进行数据读写,避免了复制二进制数据带来的性能损耗。
    实际场景里,在主线程创建了一个SharedArrayBuffer,并把内存地址通过postMessage发给worker线程

    // 主线程
    // 新建 1KB 共享内存
    const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024);
    // 主线程将共享内存的地址发送出去
    w.postMessage(sharedBuffer);
    复制代码
    worker线程接受来自主线程的共享地址 ---- SharedArrayBuffer,不必再复制同一份二进制地址进行传递。通过共享地址提高了性能。
    // Worker 线程
    onmessage = function (ev) {
      // 主线程共享的数据,就是 1KB 的共享内存
      const sharedBuffer = ev.data;
      // 在共享内存上建立视图,方便读写
      const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);
      // ...
    };
    

    ArrayBuffer提案对SharedArrayBuffer也进行了拓展,允许SharedArrayBuffer支持增加内存,但与ArrayBuffer不同的是,不支持减少内存,很显然,如果减少内存的话,很有可能影响到正在共享这块内存的其他程序。
    下面是SharedArrayBuffer的构造函数。在ArrayBuffer构造函数里的resize,这里命名是grow,也能体现出两者的差异了。

    class SharedArrayBuffer {
        //和ArrayBuffer一样配置maximumByteLength
        constructor(byteLength, [ options ]);
        
        //只能增加内存,而不能缩短内存
        grow(newByteLength);
        
        //分离出一份不可增长的 SharedArrayBuffer。
        slice(start, end);
    
        //判断是否可以扩充内存
        growable();
        
        //获取最大内存长度
        maximumByteLength();
        
        //获取当前内存长度
        byteLength();
      }
    

    目前 ArrayBuffer提案遇到一个阻碍,真实场景中,可能存在多个线程需要扩大内存,按照现在的设计是需要先占用内存,再扩大或缩小至目标内存,但真实场景里,可能存在内存不够的情况,那么会造成资源抢夺。所以如何分配内存资源的问题仍需解决。

    作者:奇舞精选
    链接:https://juejin.cn/post/7047372765036281869

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