摸索 JS 内深拷贝的最佳实践

[Anshiii]

问题

由于 js 的传参方式有时会遇到这样的场景：

function setTime(data) {
  let result = {};
  result.obj = data.obj || {};
  result.obj.time = Date.now();
  return result
}

let data = {
  title:'loooook!',
  obj: {
	name: 'keo',
	age: '12'
  }
}

let res = setTime(data);

console.log('res',res);
//res { obj: { name: 'keo', age: '12', time: 1533625350183 } }
console.log('data',data);
//data { title: 'loooook!', obj: { name: 'keo', age: '12', time: 1533625350183 } }

我只是想继承参数的部分数据，并在此基础添加一些东西，但是参数 data 的源数据也被我改动了，如果之后有其他人想要从data获取数据，他可能还需要注意是否有像 setTime 这样的函数调用它。

一点修改

function setTime(data) {
  let result = {};
  result.obj =  {};
  Object.assign(result.obj,data.obj)
  result.obj.time = Date.now();
  return result
}

嗯，或者你也可以用 for...in，注意下二者的不同。
我们知道 Object.assign 只是浅拷贝，如果 data.obj 的属性值仍然有引用类型的话，那么还是会遇见同样的问题。
那要怎么办？难道要遍历data下每个属性的值？一个个复制过来？我们看看 lodash 是怎么做的

你猜的没错，的确是要深度遍历的。
在 baseClone方法内，拿到要拷贝的对象 value 后，先检查其类型，然后由对应的 handler 来处理，比如value是数组类型，则使 result 为同样长度的数据，然后对每一项都递归调用 baseClone，直到 value 是非引用类型，返回 value的值；如果是普通对象类型，则使 result 为空数组，然后拿取value的key，对每个key的赋值也是递归调用baseClone。

想要简单点

难道我深拷贝一个变量还要引入 lodash 这么麻烦吗 ？没有简单点的办法吗？

JSON.parse(JSON.stringify(param))

嗯，可能有点不是那么酷炫，但是他确实可以满足要求，而且也无须引入其他的库。但如果它真的这么完美，为什么 lodash 不这么写呢？
的确，它的缺点还挺多的，这里取几个我觉得比较重要的：

1. Set 类型、Map 类型以及 Buffer 类型会被转换成 {}
2. undefined、任意的函数以及 symbol 值，在序列化过程中会被忽略（出现在非数组对象的属性值中时）或者被转换成 null（出现在数组中时）
3. 对包含循环引用的对象（对象之间相互引用，形成无限循环）执行此方法，会抛出错误
4. 所有以 symbol 为属性键的属性都会被完全忽略掉，即便 replacer 参数中强制指定包含了它们

是啊，毕竟JSON的两个方法本身就只是用来转换 js 内的对象为 JSON 格式的，上述几点甚至都不是缺点，是我们想借用其他方法做深拷贝时遇到的问题。

既然是问题那应该可以解决吧，比如第一条和第二条，在 stringify 时判断类型，转化成 带类型标识符的对象字符串如:Set [1,2,3,4,5]，然后在parse的时候对字符串进行解析，特别的类型调用对应的构造函数... 听起来变得更麻烦了，没关系，忍忍把各个类型的处理都写了；针对第三条，抛错了？没关系，我 try catch 包起来...，什么？循环引用？

循环引用？

function parse (param){
  return JSON.parse(JSON.stringify(param))
}

var a = {}
var b = {}
a['b'] = b
b['a'] = a

console.log(parse(a))
//TypeError: Converting circular structure to JSON at JSON.stringify

如上代码， 变量a 和 b 互相引用对方，此时如果借用 JSON 的方法来进行深拷贝的话，会报循环结构转换转换 JSON 错误。这个问题怎么解决呢？我们再翻出 lodash 的源码看看...

      // Check for circular references and return its corresponding clone.
      stack || (stack = new Stack);
      var stacked = stack.get(value);
      if (stacked) {
        return stacked;
      }
      stack.set(value, result);

这里的 value 和 result 分别是是一次遍历中 要拷贝的值 和 拷贝的结果。stack 是一个用来储存每次对应的 value 和 result 的对象， stack下有一块用于储存的数组结构，该数组的每一项记录了单次遍历中的 value 和 result，后二者再次以数组的形式存储，以 value 做为下标 0 的项，result 为下标 1 的项（这里不用对象的 key-value 形式可能是因为循环引用的变量无法使用 JSON.stringify 转换成字符串，只能 toString 转成 object Object）；stack 是做为参数贯穿整个遍历过程的，每次遍历时都会以当前的 value 值进行查找(这里的查找直接是判断内存地址相等)，如果能在 stack 中查到到对应的结果，则直接返回记录中的result，不再继续递归。
好了，循环引用的问题我们解决了，鼓掌！但是我也放弃使用 JSON 方法了...还有没有其他直接点的方法呢？

其他方法

结构化克隆算法是由HTML5规范定义的用于复制复杂JavaScript对象的算法，它通过递归输入对象来构建克隆，同时保持先前访问过的引用的映射，以避免无限遍历循环。

怎么用？
emmm... 它还不能直接使用，你得依靠一些其他的 API ，间接的使用它。

• postMessage()

function StructuredClone(param) {
  return new Promise(function (res, rej) {
	const {port1, port2} = new MessageChannel();
	port2.onmessage = ev => res(ev.data);
	port1.postMessage(param);
  })
}

StructuredClone(objects).then(result => console.log(result))

什么？？还是异步的... 不，我希望能使用同步的方法使用它。

• history()

function structuralClone(obj) {
  const oldState = history.state;
  history.replaceState(obj, document.title);
  const copy = history.state;
  history.replaceState(oldState, document.title);
  return copy;
}
const clone = structuralClone(objects);

如你所见，我们要借用一下 history.replaceState 这个方法，但是我们不能改变 history 原有的状态，所以用完就要恢复原状，当无事发生过。
至少，这是个同步的方法...，如果是同步的场景可以考虑一下...

性能展示

这里的测试代码是使用的 [Deep-copying in JavaScript] (https://dassur.ma/things/deep-copy/) 一文中的，并再次基础做了一些修改。

结果！ （很懒就不画图表了）

单位 μs (缪斯)，计算时间的用的接口是 performance.now()结果精确到5微秒。

• chrome
  

• safari
  ...em...Safari浏览器在调用完 postMessage 方法后就...没有然后了...表格都没刷出来...等了 40 s 终于刷出第一栏...
  注释完 postMessage 又发现不能频繁的调用 history 。
  

• firefox
  ...em.. 调用 history 相关 api 对 firefox 好像压力很大，以至于循环都有些错乱...于是注释了相关代码

就结果而言好像看不出什么区别，可能是我的数据不好，大家可以去看看原文，有展示阅读性更好的图表，尽管没有 lodash 就是了。

结果

回到我们最初的问题，我们只是想深拷贝一个 js 对象，如果只是一个比较"普通"的对象，用JSON的方法简单又快捷，但是如果这个对象有些“复杂”，似乎使用 lodash 的方法是比较好的选择，而且 lodash 连 Structured Clone 算法忽视的 symbol 类型 和 Function 也考虑其中，兼容性也没问题，也不会在不同的浏览器发生意外的状况...
lodash 万岁！lol！！

参考阅读：
Deep-copying in JavaScript