摘要：隨著前端的飛速發展，在瀏覽器端完成復雜的計算，支配并處理大量數據已經屢見不鮮。作為該實例本身的數據層。后人常以阿喀琉斯之踵譬喻這樣一個道理即使是再強大的英雄，他也有致命的死穴或軟肋。

隨著前端的飛速發展，在瀏覽器端完成復雜的計算，支配并處理大量數據已經屢見不鮮。那么，如何在最小化內存消耗的前提下，高效優雅地完成復雜場景的處理，越來越考驗開發者功力，也直接決定了程序的性能。

本文展現了一個完全在控制臺就能模擬體驗的實例，通過一步步優化，實現了生產并操控1000000（百萬級別）個對象的場景。

導讀：這篇文章涉及到 javascript 中 數組各種操作、原型原型鏈、ES6、classes 繼承、設計模式、控制臺分析 等內容。要求閱讀者具有 js 面向對象扎實的基礎知識。如果你是初級前端開發者，很容易被較為復雜的邏輯繞的云里霧里，“從入門到放棄”，不過建議先收藏。如果你是“老司機”，本文提供的解決思路希望對你有所啟發，拋磚引玉。

具體來說，我們需要一個構造函數，或者說類似 factory 模式，實例化1000000個以上對象實例。

先來感知一下具體實現：

打開你的瀏覽器控制臺，仔細觀察并復制粘貼以下代碼，觸發執行。

a = new Array(1e6).fill(0);

我們創建了一個長度為1000000的數組，數組的每一項元素都為0。

在數組 a 的基礎上，再生產一個長度為1000000的數組 b，數組的每一項元素都是一個普通 javascript object，擁有 id 屬性，并且其 id 屬性值為其在元素中的 index 值；

b = a.map((val, ix) => ({id: ix}))

接下來，在 b 的基礎上，再生產一個長度為1000000的數組 c ，類似于
b，同時我們增加一些其它屬性，使得數組元素對象更加復雜一些：

c = a.map((val, ix) => ({id: ix, shape: "square", size: 10.5, color: "green"}))

語義上，我們可以更直觀的理解：c 就是包含了1000000個元素的數組，每一項都是一個綠色的、size 為10.5的小方塊。

如果你按照指示做了下來，控制臺上會有以下內容：

你也許會想，這么大的數據量，內存占用會是什么樣的情況呢？

好，我來帶你看看，點擊控制臺 Profiles，選擇 Take Shapshot。在Window->Window 目錄下，根據內存進行篩選，你會得到：

很明顯，我們看到：

a數組：8MB；

b數組：40MB；

c數組：64MB

也許在實際場景中，除了1000000個綠色的、size為10.5的小方塊，我們還需要很多不同顏色，不同 size 的形狀。之前，這樣“{{BANNED}}”的需求常見于游戲應用中。但是現在，復雜項目中類似場景，也許距離你并不遙遠。

簡單“熱身”之后，我們了解了實際需求。接下來，我們考察一下 ES6 Classes 處理這個問題的情況。請重新刷新瀏覽器 tab，復制執行以下代碼。

class Shape {
    constructor (id, shape = "square", size = 10.5, color = "green") {
        this.x = x; //  坐標x軸
        this.y = y; //  坐標y軸
        Object.assign(this, {id, shape, size, color})
    }
}

a = new Array(1e6).fill(0);
b = a.map((val, ix) => new Shape(ix));

我們使用了ES6 Classes，并擴充了每個形狀的坐標信息。
此時，再來看一下內存占用情況：

很明顯，此時 b 數組由1000000個形狀組成，占據內存：80MB，超過了先前數組的內存消耗。也許這并不出乎意料，此時的b數組畢竟又多了兩個屬性。

我們先來分析一下上面的實現，熟悉原型鏈、原型概念的同學也許會明白，之前的方案產生的實例，順著原型鏈上溯，具有三層原型屬性：

第一層屬性：[id, shape, size, color, x, y]; 這一層屬性的 hasOwnproperty 為 true; 屬性存在于實例本身。
第二層：[Shape]; 順著原型鏈上溯，這一層 instance.__proto__ === Constructor.prototype; ( proto 左右兩邊 __ 被編輯器吃掉了，請見諒，下同)
第三層：[Object]; 這一層: instance.__proto__.__proto__ === Object.prototype; 如果在向上追溯，就為 null 了。

這樣的情況下，實際業務數據層只有一層，即為第一層。

但是，請仔細思考，如果有大量的不同顏色，不同size，不同形狀的情況下。單一數據層，是難以滿足我們需求的。
我們需要，再添加一層數據層，構成所謂的 Two-Headed Classes！同時，還需要對于默認的屬性，實現共享，以節省內存的占用。

什么什么？沒聽明白，那就請看具體操作吧。

### 如何實現？
我們可以使用 Object.create 方法，這樣使得生產得到的實例的
proto 指向 b 數組的元素，然后在最頂層設計一個 id 屬性。

也許這樣說過于晦澀，那就直接參考代碼吧，請注意，這是本篇文章最難以理解的地方，請務必仔細揣摩：

two = Object.create(b[0]); 
// two.__proto__ === b[0]
two.id = 1;

還記得 b 數組是什么嘛？參考上文，它由

b = a.map((val, ix) => new Shape(ix));

得到。

這樣子的話，對于每一個實例，我們有如下關系：

第一層：[id]； 這一層實例的 hasOwnproperty 為 true;
第二層：[id, shape, size, color, x, y];  這一層 instance.__proto__ === Constructor.prototype;
第三層：[Shape];
第四層：[Object]; 這一層的再頂層，就為null了。

我們將 Shape 的一個實例作為一個新的 object 的原型，并復寫了 id 屬性，原有的 id 屬性將作為默認 id。

當然，上邊的代碼只是“個案”，我們進行“生產化”：

proto = new Shape(0);
function newTwoHeaded (ix) {
    const obj = Object.create(proto);
    obj.id = ix;
    return obj
}
c = a.map((val, ix) => newTwoHeaded(ix));

這么做多加入了一個數據層，那么有什么“收獲”呢？我們來看一下b和c的內存占用情況吧：

這表明：我們從80MB的b，優化得到了64MB的c！
原因當然就在于雖然多加了一層原型結構，但是第二層變成了“共享”。

當然，如果到這里你還沒有暈的話，可能要問：那第二層諸如 shape, size, color 這些屬性變成共享的之后，存在互相干擾怎么破解呢？

好問題，我先不解答，先給大家看一下最后的final product：

class ShapeMaker {
    constructor () {
        Object.assign(this, ShapeMaker.defaults())
    }
    static defaults () {
        return {
            id: null,
            x: 0,
            y: 0,
            shape: "square",
            size: 0.5,
            color: "red",
            strokeColor: "yellow",
            hidden: false,
            label: null,
            labelOffset: [0, 0],
            labelFont: "10px sans-serif",
            labelColor: "black"
        }
    }
    newShape (id, x, y) {
        const obj = Object.create(this);
        return Object.assign(obj, {id, x, y})
    }
    setDefault (name, value) {
        this[name] = value;
    }
    getDefault (name) {
        return this[name]
    }
}

在實例化的時候，我們便可以這樣使用：

shapeProto = new ShapreMaker();
d = a.map((val, ix) => shapeProto.newShape(ix, ix/10, -ix/10))

就像上面所說的，初始化實例時，我們初始化了 id, x, y 這么三個參數。作為該實例本身的數據層。這個實例的原型上，也有類似的參數，來保證默認值。這些原型上的屬性，對于實例數組中的每個實例，都是共享的。

為了更好的對比，如果設計是這樣子：

function fatShape (id, x, y) {
    const a = new shapeMaker();
    return Object.assign(a, {id, x, y})
}
e = a.map((val, ix) => fatShape(ix, ix/10, -ix/10))

那么所有屬性無法共享，而是各自拷貝了一份。在內存的占用上，將是我們給出方案的三倍之多！

阿喀琉斯，是凡人珀琉斯和美貌仙女忒提斯的寶貝兒子。忒提斯為了讓兒子煉成“金鐘罩”，在他剛出生時就將其倒提著浸進冥河，遺憾的是，乖兒被母親捏住的腳后跟卻不慎露在水外，全身留下了惟一一處“死穴”。后來，阿喀琉斯被帕里斯一箭射中了腳踝而死去。
后人常以“阿喀琉斯之踵”譬喻這樣一個道理：即使是再強大的英雄，他也有致命的死穴或軟肋。

就像我們剛才提的到解決方案一樣，也有一些“不足”。問題其實在之前我也已經拋出：“第二層諸如：shape, size, color 這些屬性變成共享的之后，存在互相干擾怎么破解呢？”

這個問題的答案其實也隱藏在上面的代碼中，很簡單，就是我們在實例的自身屬性上，進行復寫，而避免更改原型上的屬性造成污染。

如果你看的云里霧里，不要緊，馬上看一下我下面的代碼說明：

d.every((item) => item.shape === "square") // true

打印為 true，是因為 d 數組中的每個實例的 shape 屬性，都在原型上，且初始值都為"square";

現在我們調用 setDefault 方法，實現對默認 shape 的改寫。

shapeProto.setDefault("shape", "circle");
d.every((item) => item.shape === "square"); // false

因為此時所有實例的 shape 都在原型上，并共享這個原型。更改之后，我們有：

d.every((item) => item.shape === "circle"); // true

但是，我只想把第一個實例的 shape 設置為 triangle，其他的不變，該怎么辦呢？只需要在第一個實例上，增加一個 shape 屬性，進行重寫：

d[0].shape = "triangle";
d.every((item) => item.shape === "circle"); // false

好吧，嘗試完畢之后，我們在變回來。

d[0].shape = "circle";

這時候，自然有：

d.every((item) => item.shape === "circle"); // true

同時，再折騰一下：

d[0].shape = "triangle";
d.every((item) => item.shape === "triangle"); // false

相信下面的也不難理解了：

shapeProto.setDefault("shape", "triangle");
d.every((item) => item.shape === "triangle"); // true

這種模式其實比單純使用ES6 Classes要靈活的多，同時也節省了內存。所有的靜態屬性都是共享的，但是共享的靜態屬性又都是可變的，可復寫的。

這篇文章，我們在開頭部分了解到了在大量數據的情況下，內存的占用是如何一步一步變的沉重。同時，我們提供了一種，在傳統的
Classes 之上增加一個數據層的方法，有效地解決了這個問題。解決方案充分利用了 Object.create 等手段。

當然，理解這些內容并不簡單，需要讀者有比較扎實的 javascript 基礎。在您閱讀過程當中，有任何問題，歡迎與我討論。

內容借鑒了Owen Densmore最新文章：Two Headed ES6 Classes!，喜歡看英文原版的同學可以直接戳鏈接。中文翻譯版并非直譯，進行了較大幅度的講解和增刪。

Happy Coding!

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