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20211106-JS遍历对象排序不一致问题.md

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20211106-JS遍历对象排序不一致问题

在项目中,后端返回的数据中有一个字段是属性,不是数组

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在vue中使用v-for遍历,但是结果显示的内容和上图的排序完全不一样

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一开始以为是v-for的key使用了index的原因,后面给每个内容加上了id,但是发现还是没效果,经过一番百度,终于知道了是ECMAScript 规范规定的原因。

ECMAScript 规范中定义了数字属性应该按照索引值大小升序排列字符串属性根据创建时的顺序升序排列

底层原理

​ JavaScript 中的对象是由一组组属性和值的集合,从 JavaScript 语言的角度来看,JavaScript 对象像一个字典,字符串作为键名,任意对象可以作为键值,可以通过键名读写键值。然而在 V8 实现对象存储时,并没有完全采用字典的存储方式,这主要是出于性能的考量。因为字典是非线性的数据结构,查询效率会低于线性的数据结构,V8 为了提升存储和查找效率,采用了一套复杂的存储策略。线性结构和非线性结构

img

​ 线性结构和非线性结构

常规属性 (properties) 和排序属性 (element)

​ 在开始之前,我们先来了解什么是对象中的常规属性和排序属性,你可以先参考下面这样一段代码:

function Foo() {
    this[100] = 'test-100'
    this[1] = 'test-1'
    this["B"] = 'bar-B'
    this[50] = 'test-50'
    this[9] =  'test-9'
    this[8] = 'test-8'
    this[3] = 'test-3'
    this[5] = 'test-5'
    this["A"] = 'bar-A'
    this["C"] = 'bar-C'
}
var bar = new Foo()


for(key in bar){
    console.log(`index:${key}  value:${bar[key]}`)
}

输出结果如下:

image-20211106173817424

可以看到遍历bar这个对象,输出的顺序是:先按照数字大小排列,属于字符串属性的,排列顺序为

改属性创建时的顺序,从Foo函数里可以看到,B A C先后被创建,故输出的顺序也是按照如此。

之所以出现这样的结果,是因为在 ECMAScript 规范中定义了数字属性应该按照索引值大小升序排列字符串属性根据创建时的顺序升序排列

在这里我们把对象中的数字属性称为排序属性,在 V8 中被称为 elements字符串属性就被称为常规属性,在 V8 中被称为 properties

在 V8 内部,为了有效地提升存储和访问这两种属性的性能,分别使用了两个线性数据结构来分别保存排序属性和常规属性,具体结构如下图所示:

img

​ V8内部的对象构造

​ 通过上图我们可以发现,bar 对象包含了两个隐藏属性:elements 属性和 properties 属性,elements 属性指向了 elements 对象,在 elements 对象中,会按照顺序存放排序属性,properties 属性则指向了 properties 对象,在 properties 对象中,会按照创建时的顺序保存了常规属性。

​ 分解成这两种线性数据结构之后,如果执行索引操作,那么 V8 会先从 elements 属性中按照顺序读取所有的元素,然后再在 properties 属性中读取所有的元素,这样就完成一次索引操作。

快属性和慢属性

​ 将不同的属性分别保存到 elements 属性和 properties 属性中,无疑简化了程序的复杂度,但是在查找元素时,却多了一步操作,比如执行 bar.B这个语句来查找 B 的属性值,那么在 V8 会先查找出 properties 属性所指向的对象 properties,然后再在 properties 对象中查找 B 属性,这种方式在查找过程中增加了一步操作,因此会影响到元素的查找效率。

​ 基于这个原因,V8 采取了一个权衡的策略以加快查找属性的效率,这个策略是将部分常规属性直接存储到对象本身,我们把这称为对象内属性 (in-object properties)。对象在内存中的展现形式你可以参看下图:

img

​ 对象内属性

​ 采用对象内属性之后,常规属性就被保存到 bar 对象本身了,这样当再次使用bar.B来查找 B 的属性值时,V8 就可以直接从 bar 对象本身去获取该值就可以了,这种方式减少查找属性值的步骤,增加了查找效率。

​ 不过对象内属性的数量是固定的,默认是 10 个,如果添加的属性超出了对象分配的空间,则它们将被保存在常规**属性存储(即element字符串属性)**中。虽然属性存储多了一层间接层,但可以自由地扩容。

​ 通常,我们将保存在线性数据结构中的属性称之为**“快属性”,因为线性数据结构中只需要通过索引即可以访问到属性,虽然访问线性结构的速度快,但是如果从线性结构中添加或者删除大量的属性时,则执行效率会非常低,这主要因为会产生大量时间和内存开销**。(个人认为,这也是不推荐使用delete方式删除对象属性的原因)

​ 因此,如果一个对象的属性过多时,V8 就会采取另外一种存储策略,那就是**“慢属性”策略,但慢属性的对象内部会有独立的非线性数据结构 (词典)** 作为属性存储容器。所有的属性元信息不再是线性存储的,而是直接保存在属性字典中。

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​ 慢属性是如何存储的

实践:在 Chrome 中查看对象布局

​ 现在我们知道了 V8 是怎么存储对象的了,接下来我们来结合 Chrome 中的内存快照,来看看对象在内存中是如何布局的?

​ 你可以打开 Chrome 开发者工具,先选择控制台标签,然后在控制台中执行以下代码查看内存快照:

function Foo(property_num,element_num) {
    //添加可索引属性
    for (let i = 0; i < element_num; i++) {
        this[i] = `element${i}`
    }
    //添加常规属性
    for (let i = 0; i < property_num; i++) {
        let ppt = `property${i}`
        this[ppt] = ppt
    }
}
var bar = new Foo(10,10)

你可以在搜索框里面输入构造函数 Foo,Chrome 会列出所有经过构造函数 Foo 创建的对象,如下图所示:

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​ 观察上图,我们搜索出来了所有经过构造函数 Foo 创建的对象,点开 Foo 的那个下拉列表,第一个就是刚才创建的 bar 对象,我们可以看到 bar 对象有一个 elements 属性,这里面就包含我们创造的所有的排序属性,那么怎么没有常规属性对象呢?

​ 这是因为只创建了 10 个常规属性,所以 V8 将这些常规属性直接做成了 bar 对象的对象内属性。

​ 所以这时候的数据内存布局是这样的:

  • 10 个常规属性作为对象内属性,存放在 bar 函数内部;
  • 10 个排序属性存放在 elements 中。

​ 接下来我们可以将创建的对象属性的个数调整到 20 个,你可以在控制台执行下面这段代码:

var bar2 = new Foo(20,10)