జావాస్క్రిప్ట్ వీక్ కలెక్షన్స్: మెమరీ-ఎఫిషియంట్ స్టోరేజ్ మరియు అధునాతన వినియోగ సందర్భాలు

జావాస్క్రిప్ట్ డేటాను నిర్వహించడానికి Arrays, Maps, మరియు Sets వంటి అనేక కలెక్షన్ రకాలను అందిస్తుంది. అయితే, ఈ సాంప్రదాయ కలెక్షన్లు కొన్నిసార్లు మెమరీ లీక్‌లకు దారితీయవచ్చు, ముఖ్యంగా గార్బేజ్ కలెక్ట్ అయ్యే ఆబ్జెక్టులతో వ్యవహరించేటప్పుడు. ఇక్కడే WeakMap మరియు WeakSet, వీక్ కలెక్షన్లు అని పిలువబడేవి, devreye girer. అవి ఆబ్జెక్టులను గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయకుండా నిరోధించకుండా వాటి రిఫరెన్స్‌లను ఉంచడానికి ఒక మార్గాన్ని అందిస్తాయి. ఈ వ్యాసం జావాస్క్రిప్ట్ వీక్ కలెక్షన్ల యొక్క సూక్ష్మ నైపుణ్యాలను పరిశీలిస్తుంది, వాటి ఫీచర్లు, వినియోగ సందర్భాలు, మరియు మెమరీ నిర్వహణను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి వాటి ప్రయోజనాలను అన్వేషిస్తుంది.

వీక్ రిఫరెన్సులు మరియు గార్బేజ్ కలెక్షన్ గురించి అర్థం చేసుకోవడం

WeakMap మరియు WeakSet గురించి తెలుసుకునే ముందు, వీక్ రిఫరెన్సులు యొక్క భావనను మరియు అవి జావాస్క్రిప్ట్‌లో గార్బేజ్ కలెక్షన్‌తో ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం.

గార్బేజ్ కలెక్షన్ అనేది జావాస్క్రిప్ట్ ఇంజిన్ ద్వారా ప్రోగ్రామ్ ఇకపై ఉపయోగించని మెమరీని స్వయంచాలకంగా తిరిగి పొందే ప్రక్రియ. ఒక ఆబ్జెక్ట్ రూట్ సెట్ ఆబ్జెక్టుల నుండి (ఉదా., గ్లోబల్ వేరియబుల్స్, ఫంక్షన్ కాల్ స్టాక్స్) ఇకపై అందుబాటులో లేనప్పుడు, అది గార్బేజ్ కలెక్షన్‌కు అర్హత పొందుతుంది.

ఒక స్ట్రాంగ్ రిఫరెన్స్ అనేది ఒక ప్రామాణిక రిఫరెన్స్, ఇది రిఫరెన్స్ ఉన్నంత వరకు ఒక ఆబ్జెక్ట్‌ను సజీవంగా ఉంచుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఒక వీక్ రిఫరెన్స్ ఒక ఆబ్జెక్ట్‌ను గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయకుండా నిరోధించదు. ఒక ఆబ్జెక్ట్ కేవలం వీక్ రిఫరెన్స్‌ల ద్వారా మాత్రమే రిఫరెన్స్ చేయబడితే, గార్బేజ్ కలెక్టర్ దాని మెమరీని తిరిగి పొందడానికి స్వేచ్ఛగా ఉంటుంది.

WeakMap పరిచయం

WeakMap అనేది కీ-విలువ జతలను కలిగి ఉండే ఒక కలెక్షన్, ఇక్కడ కీలు తప్పనిసరిగా ఆబ్జెక్టులు అయి ఉండాలి. సాధారణ మ్యాప్‌ల మాదిరిగా కాకుండా, WeakMap లోని కీలు బలహీనంగా ఉంచబడతాయి, అంటే కీ ఆబ్జెక్ట్ ఇకపై వేరే చోట రిఫరెన్స్ చేయబడకపోతే, దానిని గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయవచ్చు, మరియు WeakMap లోని దాని సంబంధిత ఎంట్రీ స్వయంచాలకంగా తీసివేయబడుతుంది.

WeakMap యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు:

• కీలు తప్పనిసరిగా ఆబ్జెక్టులు అయి ఉండాలి: WeakMaps కీలుగా ఆబ్జెక్టులను మాత్రమే నిల్వ చేయగలవు. ప్రిమిటివ్ విలువలు అనుమతించబడవు.
• కీలకు వీక్ రిఫరెన్సులు: కీలు బలహీనంగా ఉంచబడతాయి, కీ ఆబ్జెక్ట్ ఇకపై బలంగా రిఫరెన్స్ చేయబడకపోతే దాని గార్బేజ్ కలెక్షన్‌ను అనుమతిస్తుంది.
• ఎంట్రీల స్వయంచాలక తొలగింపు: కీ ఆబ్జెక్ట్ గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, దాని సంబంధిత కీ-విలువ జత WeakMap నుండి స్వయంచాలకంగా తొలగించబడుతుంది.
• ఇటరేషన్ లేదు: WeakMaps forEach వంటి ఇటరేషన్ పద్ధతులను లేదా అన్ని కీలు లేదా విలువలను తిరిగి పొందడాన్ని సపోర్ట్ చేయవు. ఎందుకంటే గార్బేజ్ కలెక్షన్ కారణంగా WeakMap లో ఒక కీ ఉనికి సహజంగానే ఊహించలేనిది.

WeakMap పద్ధతులు:

• set(key, value): WeakMap లో పేర్కొన్న కీ కోసం విలువను సెట్ చేస్తుంది.
• get(key): పేర్కొన్న కీతో అనుబంధించబడిన విలువను తిరిగి ఇస్తుంది, లేదా undefined కీ కనుగొనబడకపోతే.
• has(key): WeakMap లో పేర్కొన్న విలువతో కీ ఉందో లేదో సూచించే ఒక బూలియన్ విలువను తిరిగి ఇస్తుంది.
• delete(key): WeakMap నుండి పేర్కొన్న కీతో అనుబంధించబడిన కీ-విలువ జతను తొలగిస్తుంది.

WeakMap ఉదాహరణ:

DOM ఎలిమెంట్‌లను కలుషితం చేయకుండా మరియు ఆ ఎలిమెంట్‌ల గార్బేజ్ కలెక్షన్‌ను నిరోధించకుండా వాటితో మెటాడేటాను అనుబంధించాలనుకునే ఒక దృశ్యాన్ని పరిగణించండి.

            
let elementData = new WeakMap();

let myElement = document.createElement('div');

// Associate data with the element
elementData.set(myElement, { id: 123, label: 'My Element' });

// Retrieve data associated with the element
console.log(elementData.get(myElement)); // Output: { id: 123, label: 'My Element' }

// When myElement is no longer referenced elsewhere and garbage collected,
// its entry in elementData will also be removed automatically.
myElement = null; // Remove the strong reference

            

              
                Copy
              
            
          

WeakSet పరిచయం

WeakSet అనేది ఆబ్జెక్టుల సమితిని నిల్వ చేసే ఒక కలెక్షన్, ఇక్కడ ప్రతి ఆబ్జెక్ట్ బలహీనంగా ఉంచబడుతుంది. WeakMap మాదిరిగానే, WeakSet కూడా కోడ్‌లో వేరే చోట రిఫరెన్స్ చేయబడకపోతే ఆబ్జెక్టులను గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

WeakSet యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు:

• కేవలం ఆబ్జెక్టులను మాత్రమే నిల్వ చేస్తుంది: WeakSets కేవలం ఆబ్జెక్టులను మాత్రమే నిల్వ చేయగలవు. ప్రిమిటివ్ విలువలు అనుమతించబడవు.
• ఆబ్జెక్టులకు వీక్ రిఫరెన్సులు: WeakSet లోని ఆబ్జెక్టులు బలహీనంగా ఉంచబడతాయి, అవి ఇకపై బలంగా రిఫరెన్స్ చేయబడనప్పుడు గార్బేజ్ కలెక్షన్‌ను అనుమతిస్తాయి.
• ఆబ్జెక్టుల స్వయంచాలక తొలగింపు: WeakSet లోని ఒక ఆబ్జెక్ట్ గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, అది WeakSet నుండి స్వయంచాలకంగా తొలగించబడుతుంది.
• ఇటరేషన్ లేదు: WeakSets, WeakMaps మాదిరిగానే, ఇటరేషన్ పద్ధతులకు సపోర్ట్ ఇవ్వవు.

WeakSet పద్ధతులు:

• add(value): WeakSet కు ఒక కొత్త ఆబ్జెక్ట్‌ను జోడిస్తుంది.
• has(value): WeakSet లో పేర్కొన్న ఆబ్జెక్ట్ ఉందో లేదో సూచించే ఒక బూలియన్ విలువను తిరిగి ఇస్తుంది.
• delete(value): WeakSet నుండి పేర్కొన్న ఆబ్జెక్ట్‌ను తొలగిస్తుంది.

WeakSet ఉదాహరణ:

మీరు ఏ DOM ఎలిమెంట్‌లకు ఒక నిర్దిష్ట ప్రవర్తన వర్తింపజేయబడిందో ట్రాక్ చేయాలనుకుంటున్నారు, కానీ ఆ ఎలిమెంట్‌లను గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయకుండా నిరోధించకూడదని ఊహించుకోండి.

            
let processedElements = new WeakSet();

let element1 = document.createElement('div');
let element2 = document.createElement('span');

// Add elements to the WeakSet after processing
processedElements.add(element1);
processedElements.add(element2);

// Check if an element has been processed
console.log(processedElements.has(element1)); // Output: true
console.log(processedElements.has(document.createElement('p'))); // Output: false

// When element1 and element2 are no longer referenced elsewhere and garbage collected,
// they will be automatically removed from processedElements.
element1 = null;
element2 = null;

            

              
                Copy
              
            
          

WeakMap మరియు WeakSet కోసం వినియోగ సందర్భాలు

వీక్ కలెక్షన్లు ముఖ్యంగా మీరు ఆబ్జెక్టులను గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయకుండా నిరోధించకుండా వాటితో డేటాను అనుబంధించాల్సిన సందర్భాలలో ఉపయోగపడతాయి. ఇక్కడ కొన్ని సాధారణ వినియోగ సందర్భాలు ఉన్నాయి:

1. క్యాషింగ్

WeakMaps ను క్యాషింగ్ యంత్రాంగాలను అమలు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, ఇక్కడ అనుబంధిత ఆబ్జెక్టులు ఇకపై వాడుకలో లేనప్పుడు క్యాష్ ఎంట్రీలు స్వయంచాలకంగా క్లియర్ చేయబడతాయి. ఇది క్యాష్‌లో పాత డేటా పేరుకుపోవడాన్ని నివారిస్తుంది మరియు మెమరీ వినియోగాన్ని తగ్గిస్తుంది.

            
let cache = new WeakMap();

function expensiveCalculation(obj) {
 console.log('Performing expensive calculation for:', obj);
 // Simulate an expensive calculation
 return obj.id * 2;
}

function getCachedResult(obj) {
 if (cache.has(obj)) {
 console.log('Retrieving from cache');
 return cache.get(obj);
 } else {
 let result = expensiveCalculation(obj);
 cache.set(obj, result);
 return result;
 }
}

let myObject = { id: 5 };

console.log(getCachedResult(myObject)); // Performs calculation and caches the result
console.log(getCachedResult(myObject)); // Retrieves from cache

myObject = null; // Object is eligible for garbage collection
// Eventually, the entry in the cache will be removed.

            

              
                Copy
              
            
          

2. ప్రైవేట్ డేటా స్టోరేజ్

WeakMaps ను ఆబ్జెక్టులతో అనుబంధించబడిన ప్రైవేట్ డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. డేటా వేరే WeakMap లో నిల్వ చేయబడినందున, అది ఆబ్జెక్ట్ నుండి నేరుగా అందుబాటులో ఉండదు, ఇది ఒక రకమైన ఎన్‌క్యాప్సులేషన్‌ను అందిస్తుంది.

            
let privateData = new WeakMap();

class MyClass {
 constructor(secret) {
 privateData.set(this, { secret });
 }

 getSecret() {
 return privateData.get(this).secret;
 }
}

let instance = new MyClass('MySecret');
console.log(instance.getSecret()); // Output: MySecret

// Attempting to access privateData directly will not work.
// console.log(privateData.get(instance)); // undefined

instance = null;
// When instance is garbage collected, the associated private data will also be removed.

            

              
                Copy
              
            
          

3. DOM ఈవెంట్ లిజనర్ నిర్వహణ

WeakMaps ను DOM ఎలిమెంట్‌లతో ఈవెంట్ లిజనర్‌లను అనుబంధించడానికి మరియు ఎలిమెంట్‌లు DOM నుండి తీసివేయబడినప్పుడు వాటిని స్వయంచాలకంగా తొలగించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఇది దీర్ఘకాలంగా ఉండే ఈవెంట్ లిజనర్‌ల వల్ల కలిగే మెమరీ లీక్‌లను నివారిస్తుంది.

            
let elementListeners = new WeakMap();

function addClickListener(element, callback) {
 if (!elementListeners.has(element)) {
 elementListeners.set(element, []);
 }

 let listeners = elementListeners.get(element);
 listeners.push(callback);

 element.addEventListener('click', callback);
}

function removeClickListener(element, callback) {
 if (elementListeners.has(element)) {
 let listeners = elementListeners.get(element);
 let index = listeners.indexOf(callback);
 if (index > -1) {
 listeners.splice(index, 1);
 element.removeEventListener('click', callback);
 }
 }
}

let myButton = document.createElement('button');
myButton.textContent = 'Click Me';
document.body.appendChild(myButton);

let clickHandler = () => {
 console.log('Button Clicked!');
};

addClickListener(myButton, clickHandler);

// When myButton is removed from the DOM and garbage collected,
// the associated event listener will also be removed.
myButton.remove();
myButton = null;

            

              
                Copy
              
            
          

4. ఆబ్జెక్ట్ ట్యాగింగ్ మరియు మెటాడేటా

WeakSets ను ఆబ్జెక్టులను గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయకుండా నిరోధించకుండా నిర్దిష్ట గుణాలు లేదా మెటాడేటాతో ట్యాగ్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఉదాహరణకు, మీరు ఏ ఆబ్జెక్టులు ధృవీకరించబడ్డాయో లేదా ప్రాసెస్ చేయబడ్డాయో ట్రాక్ చేయడానికి WeakSet ను ఉపయోగించవచ్చు.

            
let validatedObjects = new WeakSet();

function validateObject(obj) {
 // Perform validation logic
 console.log('Validating object:', obj);
 let isValid = obj.id > 0;

 if (isValid) {
 validatedObjects.add(obj);
 }

 return isValid;
}

let obj1 = { id: 5 };
let obj2 = { id: -2 };

validateObject(obj1);
validateObject(obj2);

console.log(validatedObjects.has(obj1)); // Output: true
console.log(validatedObjects.has(obj2)); // Output: false

obj1 = null;
obj2 = null;
// When obj1 and obj2 are garbage collected, they will also be removed from validatedObjects.

            

              
                Copy
              
            
          

వీక్ కలెక్షన్లను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు

WeakMap మరియు WeakSet ను ఉపయోగించడం మెమరీ నిర్వహణ మరియు అప్లికేషన్ పనితీరు కోసం అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది:

• మెమరీ సామర్థ్యం: వీక్ కలెక్షన్లు ఇకపై అవసరం లేనప్పుడు ఆబ్జెక్టులను గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయడానికి అనుమతిస్తాయి, మెమరీ లీక్‌లను నివారిస్తాయి మరియు మొత్తం మెమరీ వినియోగాన్ని తగ్గిస్తాయి.
• స్వయంచాలక శుభ్రపరచడం: అనుబంధిత ఆబ్జెక్టులు గార్బేజ్ కలెక్ట్ చేయబడినప్పుడు WeakMap మరియు WeakSet లోని ఎంట్రీలు స్వయంచాలకంగా తొలగించబడతాయి, వనరుల నిర్వహణను సులభతరం చేస్తాయి.
• ఎన్‌క్యాప్సులేషన్: WeakMaps ను ఆబ్జెక్టులతో అనుబంధించబడిన ప్రైవేట్ డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, ఇది ఒక రకమైన ఎన్‌క్యాప్సులేషన్‌ను అందిస్తుంది మరియు అంతర్గత డేటాకు ప్రత్యక్ష ప్రాప్యతను నివారిస్తుంది.
• పాత డేటాను నివారించడం: వీక్ కలెక్షన్లు ఆబ్జెక్టులు ఇకపై వాడుకలో లేనప్పుడు వాటితో అనుబంధించబడిన క్యాష్ చేయబడిన డేటా లేదా మెటాడేటా స్వయంచాలకంగా క్లియర్ చేయబడుతుందని నిర్ధారిస్తాయి, పాత డేటా పేరుకుపోవడాన్ని నివారిస్తాయి.

పరిమితులు మరియు పరిగణనలు

WeakMap మరియు WeakSet గణనీయమైన ప్రయోజనాలను అందించినప్పటికీ, వాటి పరిమితుల గురించి తెలుసుకోవడం ముఖ్యం:

• కీలు మరియు విలువలు తప్పనిసరిగా ఆబ్జెక్టులు అయి ఉండాలి: వీక్ కలెక్షన్లు కేవలం కీలుగా (WeakMap) లేదా విలువలుగా (WeakSet) ఆబ్జెక్టులను మాత్రమే నిల్వ చేయగలవు. ప్రిమిటివ్ విలువలు అనుమతించబడవు.
• ఇటరేషన్ లేదు: వీక్ కలెక్షన్లు ఇటరేషన్ పద్ధతులకు సపోర్ట్ ఇవ్వవు, ఇది ఎంట్రీలపై ఇటరేట్ చేయడం లేదా అన్ని కీలు లేదా విలువలను తిరిగి పొందడం కష్టతరం చేస్తుంది.
• ఊహించలేని ప్రవర్తన: గార్బేజ్ కలెక్షన్ కారణంగా ఒక వీక్ కలెక్షన్‌లో కీ లేదా విలువ ఉనికి సహజంగానే ఊహించలేనిది. మీరు ఏ సమయంలోనైనా ఒక కీ లేదా విలువ ఉంటుందని నమ్మలేరు.
• పాత బ్రౌజర్‌లలో పరిమిత సపోర్ట్: ఆధునిక బ్రౌజర్‌లు WeakMap మరియు WeakSet లకు పూర్తిగా సపోర్ట్ ఇస్తున్నప్పటికీ, పాత బ్రౌజర్‌లకు పరిమిత లేదా సపోర్ట్ ఉండకపోవచ్చు. మీరు పాత ఎన్విరాన్‌మెంట్‌లకు సపోర్ట్ ఇవ్వాలనుకుంటే పాలిఫిల్స్ ఉపయోగించడాన్ని పరిగణించండి.

వీక్ కలెక్షన్లను ఉపయోగించడానికి ఉత్తమ పద్ధతులు

WeakMap మరియు WeakSet లను సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకోవడానికి, క్రింది ఉత్తమ పద్ధతులను పరిగణించండి:

• గార్బేజ్ కలెక్ట్ అయ్యే అవకాశం ఉన్న ఆబ్జెక్టులతో డేటాను అనుబంధించేటప్పుడు వీక్ కలెక్షన్లను ఉపయోగించండి.
• విశ్వసనీయంగా యాక్సెస్ చేయవలసిన క్లిష్టమైన డేటాను నిల్వ చేయడానికి వీక్ కలెక్షన్లను ఉపయోగించవద్దు.
• ఇటరేషన్ లేకపోవడం మరియు ఊహించలేని ప్రవర్తన వంటి వీక్ కలెక్షన్ల పరిమితుల గురించి తెలుసుకోండి.
• స్థానికంగా వీక్ కలెక్షన్లకు సపోర్ట్ ఇవ్వని పాత బ్రౌజర్‌ల కోసం పాలిఫిల్స్ ఉపయోగించడాన్ని పరిగణించండి.
• ఇతర డెవలపర్లు ఉద్దేశించిన ప్రవర్తనను అర్థం చేసుకునేలా మీ కోడ్‌లో వీక్ కలెక్షన్ల వినియోగాన్ని డాక్యుమెంట్ చేయండి.

ముగింపు

జావాస్క్రిప్ట్ WeakMap మరియు WeakSet ఆబ్జెక్ట్ రిఫరెన్స్‌లను నిర్వహించడానికి మరియు మెమరీ వినియోగాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి శక్తివంతమైన సాధనాలను అందిస్తాయి. వాటి ఫీచర్లు, వినియోగ సందర్భాలు, మరియు పరిమితులను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, డెవలపర్లు ఈ కలెక్షన్లను ఉపయోగించి మరింత సమర్థవంతమైన మరియు దృఢమైన అప్లికేషన్‌లను నిర్మించవచ్చు. మీరు క్యాషింగ్ యంత్రాంగాలను అమలు చేస్తున్నా, ప్రైవేట్ డేటాను నిల్వ చేస్తున్నా, లేదా DOM ఈవెంట్ లిజనర్‌లను నిర్వహిస్తున్నా, వీక్ కలెక్షన్లు సాంప్రదాయ మ్యాప్‌లు మరియు సెట్‌లకు మెమరీ-సురక్షిత ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందిస్తాయి, మీ అప్లికేషన్ పనితీరును కొనసాగించేలా మరియు మెమరీ లీక్‌లను నివారించేలా చూసుకుంటాయి.

WeakMap మరియు WeakSet లను వ్యూహాత్మకంగా ఉపయోగించడం ద్వారా, మీరు ఆధునిక వెబ్ డెవలప్‌మెంట్ యొక్క సంక్లిష్టతలను ఎదుర్కోవడానికి మెరుగ్గా సన్నద్ధమైన, శుభ్రమైన, మరింత సమర్థవంతమైన జావాస్క్రిప్ట్ కోడ్‌ను వ్రాయవచ్చు. మెమరీ నిర్వహణను మెరుగుపరచడానికి మరియు మీ అప్లికేషన్‌ల మొత్తం పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఈ వీక్ కలెక్షన్లను మీ ప్రాజెక్టులలో ఏకీకృతం చేయడాన్ని పరిగణించండి. గార్బేజ్ కలెక్షన్ యొక్క సూక్ష్మ నైపుణ్యాలను అర్థం చేసుకోవడం వీక్ కలెక్షన్ల సమర్థవంతమైన వినియోగానికి చాలా ముఖ్యమని గుర్తుంచుకోండి, ఎందుకంటే వాటి ప్రవర్తన ప్రాథమికంగా గార్బేజ్ కలెక్షన్ ప్రక్రియతో ముడిపడి ఉంటుంది.