隨着前端的飛速發展，在瀏覽器端完成複雜的計算，支配並處理大量數據已經屢見不鮮。那麼，如何在最小化內存消耗的前提下，高效優雅地完成複雜場景的處理，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檯就能模擬體驗的實例，通過一步步優化，實現了生產並操控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、控制檯分析 等內容。要求閱讀者具有 js 面向對象紮實的基礎知識。如果你是初級前端開發者，很容易被較爲複雜的邏輯繞的雲裏霧裏，“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啓發，拋磚引玉。
場景和初級感知
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：
Step1
打開你的瀏覽器控制檯，仔細觀察並複製粘貼以下代碼，觸發執行。
a = new Array(1e6).fill(0);複製代碼
我們創建了一個長度爲1000000的數組，數組的每一項元素都爲0。
Step2
在數組 a 的基礎上，再生產一個長度爲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，並且其 id 屬性值爲其在元素中的 index 值；每天在線直播大數據課程，零基礎到實戰，有需要大數據方面的學習教程，看我主頁獲取
b = a.map((val, ix) => ({id: ix}))複製代碼
Step3
接下來，在 b 的基礎上，再生產一個長度爲1000000的數組 c ，類似於
b，同時我們增加一些其它屬性，使得數組元素對象更加複雜一些：
c = a.map((val, ix) => ({id: ix, shape: 'square', size: 10.5, color: 'green'}))複製代碼
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 爲10.5的小方塊。
如果你按照指示做了下來，控制檯上會有以下內容：
控制檯截圖
深層探究
你也許會想，這麼大的數據量，內存佔用會是什麼樣的情況呢？
好，我來帶你看看，點擊控制檯 Profiles，選擇 Take Shapshot。在Window->Window 目錄下，根據內存進行篩選，你會得到：
內存佔用情況
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爲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“變態”的需求常見於遊戲應用中。但是現在，複雜項目中類似場景，也許距離你並不遙遠。
ES6 Classes處理需求
簡單“熱身”之後，我們瞭解了實際需求。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，複製執行以下代碼。
class Shape {
constructor (id, shape = 'square', size = 10.5, color = 'green') {
this.x = x; // 座標x軸
this.y = y; // 座標y軸
Object.assign(this, {id, shape, size, color})
}
}
a = new Array(1e6).fill(0);
b = a.map((val, ix) => new Shape(ix));複製代碼
我們使用了ES6 Classes，並擴充了每個形狀的座標信息。
此時，再來看一下內存佔用情況：
內存佔用截圖
很明顯，此時 b 數組由1000000個形狀組成，佔據內存：80MB，超過了先前數組的內存消耗。也許這並不出乎意料，此時的b數組畢竟又多了兩個屬性。
優化設計：Two-Headed Classes
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，順着原型鏈上溯，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 爲 true; 屬性存在於實例本身。
第二層：[Shape]; 順着原型鏈上溯，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，就爲 null 了。
這樣的情況下，實際業務數據層只有一層，即爲第一層。
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，還需要對於默認的屬性，實現共享，以節省內存的佔用。
什麼什麼？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，然後在最頂層設計一個 id 屬性。
也許這樣說過於晦澀，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;複製代碼
還記得 b 數組是什麼嘛？參考上文，它由
b = a.map((val, ix) => new Shape(ix));複製代碼
得到。
這樣子的話，對於每一個實例，我們有如下關係：
第一層：[id]； 這一層實例的 hasOwnproperty 爲 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，就爲null了。
我們將 Shape 的一個實例作爲一個新的 object 的原型，並複寫了 id 屬性，原有的 id 屬性將作爲默認 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));複製代碼
這麼做多加入了一個數據層，那麼有什麼“收穫”呢？我們來看一下b和c的內存佔用情況吧：
內存佔用截圖
這表明：我們從80MB的b，優化得到了64MB的c！
原因當然就在於雖然多加了一層原型結構，但是第二層變成了“共享”。
當然，如果到這裏你還沒有暈的話，可能要問：那第二層諸如 shape, size, color 這些屬性變成共享的之後，存在互相干擾怎麼破解呢？
好問題，我先不解答，先給大家看一下最後的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]
}
}複製代碼
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))複製代碼
就像上面所說的，初始化實例時，我們初始化了 id, x, y 這麼三個參數。作爲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，對於實例數組中的每個實例，都是共享的。
爲了更好的對比，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))複製代碼
那麼所有屬性無法共享，而是各自拷貝了一份。在內存的佔用上，將是我們給出方案的三倍之多！
內存佔用截圖
阿喀琉斯之踵
阿喀琉斯，是凡人珀琉斯和美貌仙女忒提斯的寶貝兒子。忒提斯爲了讓兒子煉成“金鐘罩”，在他剛出生時就將其倒提着浸進冥河，遺憾的是，乖兒被母親捏住的腳後跟卻不慎露在水外，全身留下了惟一一處“死穴”。後來，阿喀琉斯被帕里斯一箭射中了腳踝而死去。
後人常以“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。
就像我們剛纔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後，存在互相干擾怎麼破解呢？”
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。
如果你看的雲裏霧裏，不要緊，馬上看一下我下面的代碼說明：
d.every((item) => item.shape === 'square') // true複製代碼
打印爲 true，是因爲 d 數組中的每個實例的 shape 屬性，都在原型上，且初始值都爲'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複製代碼
因爲此時所有實例的 shape 都在原型上，並共享這個原型。更改之後，我們有：
d.every((item) => item.shape === 'circle'); // true複製代碼
但是，我只想把第一個實例的 shape 設置爲 triangle，其他的不變，該怎麼辦呢？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複製代碼
好吧，嘗試完畢之後，我們在變回來。
d[0].shape = 'circle';複製代碼
這時候，自然有：
d.every((item) => item.shape === 'circle'); // true複製代碼
同時，再折騰一下：
d[0].shape = 'triangle';
d.every((item) => item.shape === 'triangle'); // false複製代碼
相信下面的也不難理解了：
shapeProto.setDefault('shape', 'triangle');
d.every((item) => item.shape === 'triangle'); // true複製代碼
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，可複寫的。
總結
這篇文章，我們在開頭部分瞭解到了在大量數據的情況下，內存的佔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，理解這些內容並不簡單，需要讀者有比較紮實的 javascript 基礎。在您閱讀過程當中，有任何問題，歡迎與我討論。
內容借鑑了Owen Densmore最新文章，喜歡看英文原版的同學可以直接戳鏈接。中文翻譯版並非直譯，進行了較大幅度的講解和增刪。
