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文章导读

怎样使用Node.js操作FinalizationRegistry?


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作者 2025年8月31日 11

FinalizationRegistry用于在对象被垃圾回收时执行清理操作,典型场景包括管理C++插件分配的内存或文件句柄等非JavaScript资源,通过register注册目标对象及清理回调,利用unregisterToken可主动取消注册,避免资源泄漏。

怎样使用Node.js操作FinalizationRegistry?

node.js中操作

FinalizationRegistry

,本质上是利用JavaScript运行时提供的一种机制,来注册一个回调函数,当某个对象被垃圾回收器判定为不可达并即将被回收时,这个回调函数就会被执行。这听起来很酷,因为它提供了一种“事后清理”的手段,尤其适用于管理那些与JavaScript对象生命周期绑定的非内存资源,比如文件句柄、网络连接或者原生模块(C++ Addon)分配的内存。但说实话,它不是一个日常工具,更像是一把双刃剑,需要你对垃圾回收机制有相当的理解才能驾驭。

解决方案:

FinalizationRegistry

的核心用法围绕其构造函数和两个主要方法:

register

unregister

首先,你需要实例化一个

FinalizationRegistry

对象,并在构造函数中传入一个清理回调函数(

cleanupCallback

)。这个回调函数会在注册的对象被垃圾回收时被调用。

const registry = new FinalizationRegistry((heldValue) => {   // heldValue 是你注册时传入的“持有值”,它不会阻止被注册对象的回收   console.log(`对象已被回收,执行清理操作。关联值: ${heldValue}`);   // 在这里进行资源清理,例如关闭文件、释放内存等 });

接着,通过

registry.register(target, heldValue, unregisterToken)

方法来注册你想要监控的对象。

  • target

    : 这是你想要监控的对象。当这个对象变得不可达时,

    cleanupCallback

    会被调用。

  • heldValue

    : 这是一个任意值,会在

    cleanupCallback

    被调用时作为参数传递。关键在于,

    heldValue

    本身不能是

    target

    对象或直接引用

    target

    ,否则会形成强引用,阻止

    target

    被回收。 它通常是一个字符串、数字、或一个不直接引用

    target

    的简单对象,用来标识或携带清理所需的信息。

  • unregisterToken

    (可选): 这是一个任意值,你可以用它来在

    target

    被回收前主动取消注册。如果

    unregisterToken

    target

    相同,同样会创建强引用。通常,我们会使用一个不相关的、唯一的对象或符号作为

    unregisterToken

let myObject = {}; // 假设这是我们需要清理关联资源的对象 const resourceId = 'unique-resource-id-123'; // 关联的资源标识  // 错误的示例:myObject作为unregisterToken会强引用自身 // registry.register(myObject, resourceId, myObject);   // 正确的做法:使用一个不相关的token const unregisterToken = Symbol('token-for-myObject'); registry.register(myObject, resourceId, unregisterToken);  // 此时,myObject 仍然可达。 // 当 myObject 变得不可达时(例如,所有对它的引用都消失了), // 垃圾回收器最终会清理它,并触发 registry 的回调。  // 你也可以在对象被回收前,通过 unregisterToken 主动取消注册 // registry.unregister(unregisterToken);

为了更好地演示,我们来看一个完整的例子。注意,垃圾回收是非确定性的,所以下面的输出顺序和时机可能不完全符合预期,甚至在某些情况下,如果进程结束太快,回调可能根本不触发。

const registry = new FinalizationRegistry((resourceIdentifier) => {   console.log(`[清理回调] 对象被回收了,关联资源标识: ${resourceIdentifier}`);   // 模拟释放资源,例如 fs.closeSync(resourceIdentifier); });  function createObjectWithResource(id) {   const obj = { id: id, data: new Array(1024 * 1024).fill('some-data') }; // 创建一个大对象,更容易被GC关注   const unregisterToken = Symbol(`token-${id}`);    // 注册对象,并传入一个不引用obj本身的资源标识   registry.register(obj, `resource-${id}`, unregisterToken);   console.log(`[注册] 对象 ${id} 已注册。`);    // 返回对象和取消注册的token,以便外部可以操作   return { obj, unregisterToken }; }  let { obj: obj1, unregisterToken: token1 } = createObjectWithResource(1); let { obj: obj2, unregisterToken: token2 } = createObjectWithResource(2);  // 故意让obj1变得不可达 obj1 = null; console.log("[主流程] obj1 设置为 null,理论上已不可达。");  // 我们可以尝试手动触发垃圾回收(在Node.JS中通常不推荐,仅用于测试) // global.gc(); // 需要以 --expose-gc 标志运行 Node.js  // 稍微等待一段时间,给GC一个机会 setTimeout(() => {   console.log("[主流程] 等待结束,看看有没有清理回调触发。");   // 取消obj2的注册,即使它还在,也不会触发清理回调了   registry.unregister(token2);   console.log("[主流程] obj2 已取消注册。");    // 再次尝试触发GC,看看obj2是否还会触发(理论上不会)   // global.gc(); }, 2000);  // 保持进程运行,否则GC可能没机会执行 // console.log("程序运行中,等待GC...");

运行上述代码时,你需要使用

node --expose-gc your_script.js

命令,才能通过

global.gc()

手动触发垃圾回收,否则

global.gc()

会报错。即便如此,GC的执行时机依然是不确定的。

FinalizationRegistry

在Node.js中有什么实际应用场景?

说实话,

FinalizationRegistry

在日常的业务逻辑开发中,你可能很少会直接用到它。它的主要舞台,在我看来,是那些需要与底层系统资源打交道、或者涉及大量非JavaScript内存管理的场景。

一个非常典型的应用场景是FFI(Foreign Function Interface)库,比如

node-ffi-napi

或者其他类似的C++ Addon。当你通过这些库在JavaScript中创建了一个代表C/C++层内存或资源的对象时,JavaScript的垃圾回收器是无法感知这些外部资源的。如果JavaScript对象被回收了,但对应的C/C++资源没有被释放,就会造成内存泄漏或者资源句柄泄漏。

FinalizationRegistry

在这里就能派上大用场:你可以注册JavaScript对象,并在其被回收时,调用一个C/C++函数来释放对应的原生资源。这就像给原生资源加了一个“遗嘱”,确保它在宿主对象消亡时得到妥善处理。

另一个可以考虑但相对不那么直接的场景是



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