Symbol

1. 概述

ES6 引入了一种新的原始数据类型Symbol，表示独一无二的值。它是 JavaScript 语言的第七种数据类型

前六种是：undefined、null、boolean、number、string、object

Symbol 值通过Symbol函数生成。这就是说，对象的属性名现在可以有两种类型，一种是原来就有的字符串，另一种就是新增的 Symbol 类型。

let s = Symbol();

typeof s
// "symbol"

注意，Symbol函数前不能使用new命令，否则会报错。这是因为生成的 Symbol 是一个原始类型的值，不是对象。也就是说，由于 Symbol 值不是对象，所以不能添加属性。基本上，它是一种类似于字符串的数据类型。

Symbol函数可以接受一个字符串作为参数，表示对 Symbol 实例的描述，主要是为了在控制台显示，或者转为字符串时，比较容易区分。

let s1 = Symbol('foo');
let s2 = Symbol('bar');

s1 // Symbol(foo)
s2 // Symbol(bar)

s1.toString() // "Symbol(foo)"
s2.toString() // "Symbol(bar)"

注意，Symbol函数的参数只是表示对当前 Symbol 值的描述，因此相同参数的Symbol函数的返回值是不相等的。

// 没有参数的情况
let s1 = Symbol();
let s2 = Symbol();

s1 === s2 // false

// 有参数的情况
let s1 = Symbol('foo');
let s2 = Symbol('foo');

s1 === s2 // false

Symbol 值不能与其他类型的值进行运算，会报错。

let sym = Symbol('My symbol');

"your symbol is " + sym
// TypeError: can't convert symbol to string
`your symbol is ${sym}`
// TypeError: can't convert symbol to string

但是，Symbol 值可以显式转为字符串。

let sym = Symbol('My symbol');

String(sym) // 'Symbol(My symbol)'
sym.toString() // 'Symbol(My symbol)'

另外，Symbol 值也可以转为布尔值，但是不能转为数值。

let sym = Symbol();
Boolean(sym) // true
!sym  // false

if (sym) {
  // ...
}

Number(sym) // TypeError
sym + 2 // TypeError

2. Symbol.prototype.description *

创建 Symbol 的时候，可以添加一个描述。ES2019 提供了一个实例属性description，直接返回 Symbol 的描述。

const sym = Symbol('foo');

sym.description // "foo"

3. 作为属性名的 Symbol *

Symbol 值可以作为标识符，用于对象的属性名，就能保证不会出现同名的属性。

let mySymbol = Symbol();

// 第一种写法
let a = {};
a[mySymbol] = 'Hello!';

// 第二种写法
let a = {
};

// 第三种写法
let a = {};
Object.defineProperty(a, mySymbol, { value: 'Hello!' });

// 以上写法都得到同样结果
a[mySymbol] // "Hello!"

在对象的内部，使用 Symbol 值定义属性时，Symbol 值必须放在方括号之中。

let s = Symbol();

let obj = {
  [s]: function (arg) { ... }
};

obj[s](123);

4. 实例：消除魔术字符串 *

常用的消除魔术字符串的方法，就是把它写成一个变量。

const shapeType = {
  triangle: 'Triangle'
};

function getArea(shape, options) {
  let area = 0;
  switch (shape) {
    case shapeType.triangle:
      area = .5 * options.width * options.height;
      break;
  }
  return area;
}

getArea(shapeType.triangle, { width: 100, height: 100 });

如果仔细分析，可以发现shapeType.triangle等于哪个值并不重要，只要确保不会跟其他shapeType属性的值冲突即可。因此，这里就很适合改用 Symbol 值。

const shapeType = {
  triangle: Symbol()
};

5. 属性名的遍历 *

Symbol 作为属性名，遍历对象的时候，该属性不会出现在for...in、for...of循环中，也不会被Object.keys()、Object.getOwnPropertyNames()、JSON.stringify()返回。

但是，它也不是私有属性，有一个Object.getOwnPropertySymbols()方法，可以获取指定对象的所有 Symbol 属性名。该方法返回一个数组，成员是当前对象的所有用作属性名的 Symbol 值。

const obj = {};
let a = Symbol('a');
let b = Symbol('b');

obj[a] = 'Hello';
obj[b] = 'World';

const objectSymbols = Object.getOwnPropertySymbols(obj);

objectSymbols
// [Symbol(a), Symbol(b)]

Object.getOwnPropertySymbols()方法与for...in循环、Object.getOwnPropertyNames方法进行对比的例子。

const obj = {};
const foo = Symbol('foo');

obj[foo] = 'bar';

for (let i in obj) {
  console.log(i); // 无输出
}

Object.getOwnPropertyNames(obj) // []
Object.getOwnPropertySymbols(obj) // [Symbol(foo)]

Reflect.ownKeys()方法可以返回所有类型的键名，包括常规键名和 Symbol 键名。

let obj = {
  enum: 2,
  nonEnum: 3
};

Reflect.ownKeys(obj)
//  ["enum", "nonEnum", Symbol(my_key)]

由于以 Symbol 值作为键名，不会被常规方法遍历得到。我们可以利用这个特性，为对象定义一些非私有的、但又希望只用于内部的方法。

let size = Symbol('size');

class Collection {
  constructor() {
    this[size] = 0;
  }

  add(item) {
    this[this[size]] = item;
    this[size]++;
  }

  static sizeOf(instance) {
    return instance[size];
  }
}

let x = new Collection();
Collection.sizeOf(x) // 0

x.add('foo');
Collection.sizeOf(x) // 1

Object.keys(x) // ['0']
Object.getOwnPropertyNames(x) // ['0']
Object.getOwnPropertySymbols(x) // [Symbol(size)]

6. Symbol.for(), Symbol.keyFor() *

1）Symbol.for()

（1）含义

接受一个字符串作为参数，然后搜索有没有以该参数作为名称的 Symbol 值。如果有，就返回这个 Symbol 值，否则就新建一个以该字符串为名称的 Symbol 值，并将其注册到全局。

let s1 = Symbol.for('foo');
let s2 = Symbol.for('foo');

s1 === s2 // true

（2）用法

Symbol.for()与Symbol()这两种写法，都会生成新的 Symbol。它们的区别是，前者会被登记在全局环境中供搜索，后者不会。Symbol.for()不会每次调用就返回一个新的 Symbol 类型的值，而是会先检查给定的key是否已经存在，如果不存在才会新建一个值。

Symbol.for("bar") === Symbol.for("bar")
// true

Symbol("bar") === Symbol("bar")
// false

2）Symbol.keyFor()

（1）含义

Symbol.keyFor()方法返回一个已登记的 Symbol 类型值的key。Symbol则无返回key

let s1 = Symbol.for("foo");
Symbol.keyFor(s1) // "foo"

let s2 = Symbol("foo");
Symbol.keyFor(s2) // undefined

（2）用法

Symbol.for()为 Symbol 值登记的名字，是全局环境的，不管有没有在全局环境运行。

function foo() {
  return Symbol.for('bar');
}

const x = foo();
const y = Symbol.for('bar');
console.log(x === y); // true

Symbol.for()的这个全局登记特性，可以用在不同的 iframe 或 service worker 中取到同一个值。

iframe = document.createElement('iframe');
iframe.src = String(window.location);
document.body.appendChild(iframe);

iframe.contentWindow.Symbol.for('foo') === Symbol.for('foo')
// true

7. 实例：模块的 Singleton 模式 *

1）含义

Singleton 模式指的是调用一个类，任何时候返回的都是同一个实例。

2）用法

对于 Node 来说，模块文件可以看成是一个类。怎么保证每次执行这个模块文件，返回的都是同一个实例呢？很容易想到，可以把实例放到顶层对象global。

// mod.js
function A() {
  this.foo = 'hello';
}

if (!global._foo) {
  global._foo = new A();
}

module.exports = global._foo;

然后，加载上面的mod.js。

const a = require('./mod.js');
console.log(a.foo); // 'hello'

但是，这里有一个问题，全局变量global._foo是可写的，任何文件都可以修改。

global._foo = { foo: 'world' };

const a = require('./mod.js');
console.log(a.foo); // 'world'

为了防止这种情况出现，我们就可以使用 Symbol。

// mod.js
const FOO_KEY = Symbol.for('foo');

function A() {
  this.foo = 'hello';
}

if (!global[FOO_KEY]) {
  global[FOO_KEY] = new A();
}

module.exports = global[FOO_KEY];

上面代码中，可以保证global[FOO_KEY]不会被无意间覆盖，但还是可以被改写。

global[Symbol.for('foo')] = { foo: 'world' };

const a = require('./mod.js');
console.log(a.foo); // 'world'

如果键名使用Symbol方法生成，那么外部将无法引用这个值，当然也就无法改写。

// mod.js
const FOO_KEY = Symbol('foo');

// 后面代码相同 ……

上面代码将导致其他脚本都无法引用FOO_KEY。但这样也有一个问题，就是如果多次执行这个脚本，每次得到的FOO_KEY都是不一样的。虽然 Node 会将脚本的执行结果缓存，一般情况下，不会多次执行同一个脚本，但是用户可以手动清除缓存，所以也不是绝对可靠。