面试题：JavaScript 类和构造函数的性能优化策略

Question

在大型项目中，频繁创建基于 JavaScript 类和构造函数的对象可能导致性能问题。请阐述至少三种可以优化性能的策略，包括但不限于内存管理、减少重复计算等方面。并以一个包含复杂业务逻辑的类为例，展示如何应用这些策略进行优化。

Answer 1

优化策略

1. 对象池技术：预先创建一定数量的对象放入对象池中，需要使用时从池中获取，使用完毕后再放回池中，避免频繁创建和销毁对象。例如在游戏开发中频繁创建子弹对象，可以使用对象池复用子弹对象。
2. 减少不必要的属性和方法：仔细检查类中的属性和方法，去除那些在对象生命周期内不会使用或者重复计算的部分。比如一些仅在开发调试阶段使用的属性，在生产环境中应删除。
3. 缓存计算结果：对于复杂且重复计算的方法，将计算结果进行缓存。当下次调用该方法时，先检查缓存中是否有结果，若有则直接返回，避免重复计算。例如计算斐波那契数列的方法，可缓存已计算的数值。
4. 延迟初始化：对于一些不急需使用的属性或对象，延迟到真正需要时再进行初始化。这样可避免在对象创建时就进行大量初始化操作，提升对象创建速度。

示例优化

假设我们有一个处理图形渲染的复杂业务逻辑类 GraphicRenderer：

class GraphicRenderer {
    constructor() {
        // 假设这是一些复杂初始化数据，不急需全部初始化
        this.complexData1 = this.fetchComplexData1();
        this.complexData2 = this.fetchComplexData2();
        this.complexData3 = this.fetchComplexData3();
    }

    fetchComplexData1() {
        // 模拟复杂数据获取逻辑，如网络请求或复杂计算
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    fetchComplexData2() {
        // 模拟复杂数据获取逻辑，如网络请求或复杂计算
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    fetchComplexData3() {
        // 模拟复杂数据获取逻辑，如网络请求或复杂计算
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    render() {
        // 渲染逻辑，可能会用到上述复杂数据
        const data1 = this.complexData1;
        const data2 = this.complexData2;
        const data3 = this.complexData3;
        // 复杂渲染计算
        return data1.length + data2.length + data3.length;
    }
}

应用优化策略后：

1. 延迟初始化：

class GraphicRenderer {
    constructor() {
        // 延迟初始化属性
        this._complexData1 = null;
        this._complexData2 = null;
        this._complexData3 = null;
    }

    get complexData1() {
        if (!this._complexData1) {
            this._complexData1 = this.fetchComplexData1();
        }
        return this._complexData1;
    }

    get complexData2() {
        if (!this._complexData2) {
            this._complexData2 = this.fetchComplexData2();
        }
        return this._complexData2;
    }

    get complexData3() {
        if (!this._complexData3) {
            this._complexData3 = this.fetchComplexData3();
        }
        return this._complexData3;
    }

    fetchComplexData1() {
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    fetchComplexData2() {
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    fetchComplexData3() {
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    render() {
        const data1 = this.complexData1;
        const data2 = this.complexData2;
        const data3 = this.complexData3;
        return data1.length + data2.length + data3.length;
    }
}

2. 缓存计算结果：

class GraphicRenderer {
    constructor() {
        this._complexData1 = null;
        this._complexData2 = null;
        this._complexData3 = null;
        this._renderCache = null;
    }

    get complexData1() {
        if (!this._complexData1) {
            this._complexData1 = this.fetchComplexData1();
        }
        return this._complexData1;
    }

    get complexData2() {
        if (!this._complexData2) {
            this._complexData2 = this.fetchComplexData2();
        }
        return this._complexData2;
    }

    get complexData3() {
        if (!this._complexData3) {
            this._complexData3 = this.fetchComplexData3();
        }
        return this._complexData3;
    }

    fetchComplexData1() {
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    fetchComplexData2() {
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    fetchComplexData3() {
        return new Array(10000).fill(0).map((_, i) => i * Math.random());
    }

    render() {
        if (this._renderCache) {
            return this._renderCache;
        }
        const data1 = this.complexData1;
        const data2 = this.complexData2;
        const data3 = this.complexData3;
        const result = data1.length + data2.length + data3.length;
        this._renderCache = result;
        return result;
    }
}