深度解析 JavaScript 的 structuredClone() 方法

您是否知道，现在 JavaScript 中有一种原生的方式可以深拷贝对象？

没错，这个内置于 JavaScript 运行时的structuredClone函数就是这样：

const calendarEvent = {
  title: "Builder.io大会",
  date: new Date(123),
  attendees: ["Steve"]
}

// 😍
const copied = structuredClone(calendarEvent)

您是否注意到在上面的例子中，我们不仅复制了对象，还复制了嵌套数组，甚至还包括 Date 对象？

一切正如预期工作：

copied.attendees // ["Steve"]
copied.date // Date: 1969年12月31日16:00:00
cocalendarEvent.attendees === copied.attendees // false

没错，structuredClone不仅能做到上述功能，还能够：

克隆无限嵌套的对象和数组
克隆循环引用
克隆广泛的 JavaScript 类型，例如Date、Set、Map、Error、RegExp、ArrayBuffer、Blob、File、ImageData，以及许多其他类型
转移任何可转移对象

例如，甚至以下这种疯狂的情况也能如期工作：

const kitchenSink = {
  set: new Set([1, 3, 3]),
  map: new Map([[1, 2]]),
  regex: /foo/,
  deep: { array: [ new File(someBlobData, 'file.txt') ] },
  error: new Error('Hello!')
}
kitchenSink.circular = kitchenSink

// ✅ 全部良好，完全而深入地复制！
const clonedSink = structuredClone(kitchenSink)

为什么不仅使用对象扩展?

重要的是要注意我们在谈论深度拷贝。如果您只需要进行浅拷贝，也就是不复制嵌套对象或数组的拷贝，那么我们可以简单地使用对象扩展：

const simpleEvent = {
  title: "Builder.io大会",
}
// ✅ 没问题，没有嵌套对象或数组
const shallowCopy = {...calendarEvent}

甚至如果您更喜欢，可以使用以下方式之一：

const shallowCopy = Object.assign({}, simpleEvent)
const shallowCopy = Object.create(simpleEvent)

但是一旦我们有了嵌套项，就会遇到麻烦：

const calendarEvent = {
  title: "Builder.io大会",
  date: new Date(123),
  attendees: ["Steve"]
}

const shallowCopy = {...calendarEvent}

// 🚩 哎呀 - 我们刚刚将“Bob”添加到了复制品*和*原始事件中
shallowCopy.attendees.push("Bob")

// 🚩 哎呀 - 我们刚刚更新了复制品*和*原始事件的日期
shallowCopy.date.setTime(456)

如您所见，我们并没有完全复制这个对象。

嵌套的日期和数组仍然是两者之间的共享引用，如果我们想要编辑这些，认为我们只是在更新复制的日历事件对象，这可能会导致我们遇到重大问题。

为什么不用`JSON.parse(JSON.stringify(x))`?

啊，是的，这个技巧。实际上这是一个很好的方法，而且出人意料地高效，但structuredClone解决了它的一些缺点。

以此为例：

const calendarEvent = {
  title: "Builder.io大会",
  date: new Date(123),
  attendees: ["Steve"]
}

// 🚩 JSON.stringify 将`date`转换为了字符串
const problematicCopy = JSON.parse(JSON.stringify(calendarEvent))

如果我们记录problematicCopy，我们会得到：

{
  title: "Builder.io大会",
  date: "1970-01-01T00:00:00.123Z"
  attendees: ["Steve"]
}

这不是我们想要的！date应该是一个Date对象，而不是一个字符串。

这是因为JSON.stringify只能处理基本的对象、数组和原始类型。任何其他类型都以难以预测的方式处理。例如，日期被转换为字符串。但是Set简单地转换为{}。

JSON.stringify甚至完全忽略某些东西，如undefined或函数。

例如，如果我们用这种方法复制我们的kitchenSink示例：

const kitchenSink = {
  set: new Set([1, 3, 3]),
  map: new Map([[1, 2]]),
  regex: /foo/,
  deep: { array: [ new File(someBlobData, 'file.txt') ] },
  error: new Error('Hello!')
}

const veryProblematicCopy = JSON.parse(JSON.stringify(kitchenSink))

我们会得到：

{
  "set": {},
  "map": {},
  "regex": {},
  "deep": {
    "array": [
      {}
    ]
  },
  "error": {},
}

呃！

哦，是的，我们不得不移除我们最初拥有的循环引用，因为JSON.stringify如果遇到其中的一个，就会简单地抛出错误。

因此，虽然如果我们的需求适合它能做的事情，这种方法可能很好，但structuredClone（也就是上面我们未能做到的所有事情）能做许多这种方法不能做的事情。

为什么不用`_.cloneDeep`?

到目前为止，Lodash 的cloneDeep函数一直是这个问题的一个非常常见的解决方案。

实际上，这确实如预期工作：

import cloneDeep from 'lodash/cloneDeep'

const calendarEvent = {
  title: "Builder.io大会",
  date: new Date(123),
  attendees: ["Steve"]
}

const clonedEvent = cloneDeep(calendarEvent)

但是，这里只有一个警告。根据我的 IDE 中的 Import Cost 扩展，它打印了我导入的任何东西的 kb 成本，这一个功能的成本为整整 17.4kb压缩后的大小（5.3kb gzip 压缩后）：

导入'lodash/cloneDeep'的成本截图，5.3kb gzip压缩后的大小

而这是假设您仅导入了那个功能。如果您以更常见的方式导入，没有意识到 tree shaking 并不总是按照您希望的方式工作，您可能意外地仅为这一个功能导入多达 25kb😱

导入'lodash'的成本截图，25.2kb gzip压缩后的大小

虽然这对任何人来说都不会是世界末日，但在我们的案例中，这根本不是必要的，不是在浏览器中已经内置了structuredClone的情况下。

什么是`structuredClone`不能克隆

函数不能被克隆

它们会抛出一个DataCloneError异常：

// 🚩 错误！
structuredClone({ fn: () => { } })

DOM 节点

也会抛出一个DataCloneError异常：

// 🚩 错误！
structuredClone({ el: document.body })

属性描述符、设置器和获取器

以及类似的元数据特性都不会被克隆。

例如，对于一个获取器，克隆的是结果值，而不是获取器函数本身（或任何其他属性元数据）：

structuredClone({ get foo() { return 'bar' } })
// 变成了：{ foo: 'bar' }

对象原型

不会遍历或复制原型链。因此，如果您克隆了MyClass的一个实例，克隆的对象将不再被识别为这个类的实例（但这个类的所有有效属性将被克隆）：

class MyClass { 
  foo = 'bar' 
  myMethod() { /* ... */ }
}
const myClass = new MyClass()

const cloned = structuredClone(myClass)
// 变成了：{ foo: 'bar' }

cloned instanceof myClass // false

支持的类型全列表

更简单地说，下面列表中未提到的任何东西都不能被克隆：

JS 内建类型

Array、ArrayBuffer、Boolean、DataView、Date、Error类型（下面具体列出的那些）、Map、Object但仅限于普通对象（例如，来自对象字面量）、原始类型，除了symbol（即number、string、null、undefined、boolean、BigInt）、RegExp、Set、TypedArray

错误类型

Error、EvalError、RangeError、ReferenceError、SyntaxError、TypeError、URIError

Web/API 类型

AudioData、Blob、CryptoKey、DOMException、DOMMatrix、DOMMatrixReadOnly、DOMPoint、DomQuad、DomRect、File、FileList、FileSystemDirectoryHandle、FileSystemFileHandle、FileSystemHandle、ImageBitmap、ImageData、RTCCertificate、VideoFrame