JavaScript与多线程的不解之缘!

前言

对于前端开发者来说,多线程是一个比较陌生的话题。因为JavaScript是单线程语言。也就是说,所有任务只能在一个线程上完成,一次只能做一件事。前面的任务没做完,后面的任务只能等着。

UI渲染与JavaScript是共同使用主线程。如果JavaScript运行过长,可能就会中断UI渲染,从而导致页面卡顿。

为此,JavaScript推出了异步的处理方法。但终归到底还是单线程的。而且随着电脑计算能力的增强,尤其是多核CPU的出现,单线程带来很大的不便,无法充分发挥计算机的计算能力。

Web Workers就应运而生了。通过使用Web Workers,Web应用程序可以在独立于主线程的后台线程中,运行一个脚本操作。这样做的好处是可以在独立线程中执行费时的处理任务,主线程从而不会因此被阻塞。

多线程

我们从熟悉的领域入手来了解多线程是什么。

通常从事开发的同学都对计算机配置有一定的了解,知道CPU配置中都标明几核几线程。比如说6核12线程、8核16线程等。

image

(电脑比较渣,只有2核4线程)

一般来说:一个CPU有几核就可以跑几个线程,比如说二核二线程--说明这个CPU同时最多能够运行两个线程,而二核四线程是使用了超线程技术,使得单个核像有两个核一样,速度要比二核二线程要快。

了解了基本信息之后,来看看JavaScript的多线程--web workers。

web workers

HTML5引入了Web Workers,让JavaScript支持多线程。接下来用Web Workers做一个斐波那契函数来举例:

// worker.js
function fibonacci(n) {
    function fib(n, v1, v2) {
        if (n == 1)
            return v1;
        if (n == 2)
            return v2;
        else
            return fib(n - 1, v2, v1 + v2);
    }
    return fib(n, 1, 1)
}

// 通过onmessage回调函数接收主线程的数据
onmessage = function (e) {
    // 通过e.data接收从主线程中传过来的数据。
    var num = e.data;
    var result = fibonacci(num);
    // 通过postMessage向主线程传输结果。
    postMessage(result);
}

把这个函数写到worker.js中。接着在index.js文件中使用new关键字,调用Worker()构造函数,新建一个Worker线程。

var worker = new Worker('worker.js文件的url');

worker.onmessage = function (e) {
    console.log("result: " + e.data);
}
worker.postMessage(100);

worker.terminate();

Worker()构造函数的参数是刚刚定义的worker脚本文件。但是Worker构造函数不能读取本地文件,所以这个脚本必须来自网络。然后,调用worker.postMessage()方法,向Worker发消息。最后,主通过worker.onmessage指定监听函数,接收Worker发回来的消息。Worker完成任务以后,就可以把它关掉。

数据通信

主线程与Worker之间的通信内容,可以是基本类型的,也可以是引用类型的,而且是通过值传递的。Worker对通信内容的修改,不会影响到主线程。事实上,浏览器内部的运行机制是,先将通信内容通过类似JSON.stringify()的api将内容转为字符串,再传给Worker,后者将其还原。

正如所想的那样,这种方式会造成性能问题。当主线程向Worker发送几百上千兆大小的文件,默认情况下浏览器会将其拷贝一份。为了解决这个问题,JavaScript允许主线程通过TransferableObjects方法把数据直接转移给Worker线程,但是一旦传输了,主线程就再也无法使用这些数据了。这是为了防止出现多个线程同时处理数据的风险。

// Transferable Objects 格式
worker.postMessage(arrayBuffer, [arrayBuffer]);

// 例子
var ab = new ArrayBuffer(1);
worker.postMessage(ab, [ab]);

内联Web Worker

一般来说,Web Worker的载入是一个单独的JavaScript脚本文件,但也是可以与主线程用一个文件中载入:


    
        
    

必须指定

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