ES6 系列之私有变量的实现

前言

在阅读《ECMAScript 6 入门》的时候，零散的看到有私有变量的实现，所以在此总结一篇。

1. 约定

实现

class Example {

    constructor() {

        this._private = 'private';

    }

    getName() {

        return this._private

    }

}

var ex = new Example();

console.log(ex.getName()); // private

console.log(ex._private); // private

优点

写法简单
调试方便
兼容性好

缺点

外部可以访问和修改
语言没有配合的机制，如 for in 语句会将所有属性枚举出来
命名冲突

2. 闭包

实现一

/**

 * 实现一

 */

class Example {

  constructor() {

    var _private = '';

    _private = 'private';

    this.getName = function() {return _private}

  }

}

var ex = new Example();

console.log(ex.getName()); // private

console.log(ex._private); // undefined

优点

无命名冲突
外部无法访问和修改

缺点

constructor 的逻辑变得复杂。构造函数应该只做对象初始化的事情，现在为了实现私有变量，必须包含部分方法的实现，代码组织上略不清晰。
方法存在于实例，而非原型上，子类也无法使用 super 调用
构建增加一点点开销

实现二

/**

 * 实现二

 */

const Example = (function() {

  var _private = '';

  class Example {

    constructor() {

      _private = 'private';

    }

    getName() {

      return _private;

    }

  }

  return Example;

})();

var ex = new Example();

console.log(ex.getName()); // private

console.log(ex._private); // undefined

优点

无命名冲突
外部无法访问和修改

缺点

写法有一点复杂
构建增加一点点开销

3. Symbol

实现

const Example = (function() {

    var _private = Symbol('private');

    class Example {

        constructor() {

          this[_private] = 'private';

        }

        getName() {

          return this[_private];

        }

    }

    return Example;

})();

var ex = new Example();

console.log(ex.getName()); // private

console.log(ex.name); // undefined

优点

无命名冲突
外部无法访问和修改
无性能损失

缺点

写法稍微复杂
兼容性也还好

4. WeakMap

实现

/**

 * 实现一

 */

const _private = new WeakMap();

class Example {

  constructor() {

    _private.set(this, 'private');

  }

  getName() {

      return _private.get(this);

  }

}

var ex = new Example();

console.log(ex.getName()); // private

console.log(ex.name); // undefined

如果这样写，你可能觉得封装性不够，你也可以这样写：

/**

 * 实现二

 */

const Example = (function() {

  var _private = new WeakMap(); // 私有成员存储容器

  class Example {

    constructor() {

      _private.set(this, 'private');

    }

    getName() {

        return _private.get(this);

    }

  }

  return Example;

})();

var ex = new Example();

console.log(ex.getName()); // private

console.log(ex.name); // undefined

优点

无命名冲突
外部无法访问和修改

缺点

写法比较麻烦
兼容性有点问题
有一定性能代价

5. 最新提案

class Point {

  #x;

  #y;

  constructor(x, y) {

    this.#x = x;

    this.#y = y;

  }

  equals(point) {

    return this.#x === point.#x && this.#y === point.#y;

  }

}

那么为什么不直接使用 private 字段呢？比如说这样：

class Foo {

  private value;

  equals(foo) {

    return this.value === foo.value;

  }

}

简单点来说，就是嫌麻烦，当然也有性能上的考虑……

举个例子，如果我们不使用 #，而是使用 private 关键字：

class Foo {

  private value = '1';

  equals(foo) {

    return this.value === foo.value;

  }

}

var foo1 = new Foo();

var foo2 = new Foo();

console.log(foo1.equals(foo2));

在这里我们新建了两个实例，然后将 foo2 作为参数传入了 foo1 的实例方法中。

那么我们可以获取 foo2.value 的值吗？如果我们直接 foo2.value 肯定是获取不到值的，毕竟是私有变量，可是 equals 是 Foo 的一个类方法，那么可以获取到的吗？

答案是可以的。

其实这点在其他语言，比如说 Java 和 C++ 中也是一样的，类的成员函数中可以访问同类型实例的私有变量，这是因为私有是为了实现“对外”的信息隐藏，在类自己内部，没有必要禁止私有变量的访问，你也可以理解为私有变量的限制是以类为单位，而不是以对象为单位，此外这样做也可以为使用者带来便利。

既然获取值是可以的，那么打印的结果应该为 true，但是如果我们传入的值不是 Foo 的实例，而是一个其他对象呢？

var foo1 = new Foo();

console.log(foo1.equals({

  value: 2

}));

当然这里代码也是可以正常运行的，但是对于编译器来说，就有一点麻烦了，因为编译器不知道 value 到底是 foo 的正常属性还是私有属性，所以编译器需要做判断，先判断 foo 是不是 Foo 的实例，然后再接着获取值。

这也意味着每次属性访问都需要做这样一个判断，而引擎已经围绕属性访问做了高度优化，懒得改，而且还降低速度。

不过除了这个工作之外，还会有一些其他的内容需要考虑，比如说：

你必须将私有的 key 编码进每个词法环境
for in 可以遍历这些属性吗？
私有属性和正常属性同名的时候，谁会屏蔽谁？
怎么防止私有属性的名称不被探测出来。

关于使用 # 而不使用 private 更多的讨论可以参考这个 Issue。

当然这些问题都可以被解决啦，就是麻烦了点。

而如果你选择 #，实现的方式将跟 JavaScript 对象属性完全没有关系，将会使用 private slots 的方式以及使用一个新的 slot 查找语法，总之就是会比 private 的实现方式简单很多。

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