JS多线程-webworker的基本使用

Web Worker

JavaScript 语言采用的是单线程模型,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。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 Worker 的作用,就是为 JavaScript 创造多线程环境,允许主线程创建 Worker 线程,将一些任务分配给后者运行。在主线程运行的同时,Worker 线程在后台运行,两者互不干扰。等到 Worker 线程完成计算任务,再把结果返回给主线程。这样的好处是,一些计算密集型或高延迟的任务,被 Worker 线程负担了,主线程(通常负责 UI 交互)就会很流畅,不会被阻塞或拖慢。

Worker 线程一旦新建成功,就会始终运行,不会被主线程上的活动(比如用户点击按钮、提交表单)打断。这样有利于随时响应主线程的通信。但是,这也造成了 Worker 比较耗费资源,不应该过度使用,而且一旦使用完毕,就应该关闭。

  • webWorker创建一个新线程,不会阻塞主线程从而渲染流畅(主线程阻塞会阻塞渲染)
  • WebWorker不会被主线程打断,但也造成Worker比较耗费资源,一旦使用完毕,就应该关闭
  • 同源限制:分配给Worker线程运行的脚本文件,必须与主线程的脚本文件同源
  • DOM限制:Worker线程没法操作和读取主线程所在的DOM对象,也无法使用document、window、parent这些对象,但是Worker线程可以访问navigator对象和location对象
  • Worker和主线程不能直接通信,需要通过消息完成
  • 脚本限制:不能指向alrt()和confirm方法
  • 文件限制:加载的脚本必须来自网络,不能为本地文件

API

构造函数:

var myWorker = new Worker(jsUrl, options);

jsUrl是脚本的网址,必须遵循同源策略,并且只能加载JS脚本,否则会报错。
第二个参数是配置对象:

// 主线程
var myWorker = new Worker('worker.js', { name : 'myWorker' });

// Worker 线程
self.name // myWorker

Worker线程对象的属性和方法(主线程使用):

  • Worker.onerror:指定 error 事件的监听函数。
  • Worker.onmessage:指定 message 事件的监听函数,发送过来的数据在Event.data属性中
  • Worker.onmessageerror:指定 messageerror 事件的监听函数。发送的数据无法序列化成字符串时,会触发这个事件。
  • Worker.postMessage():向 Worker 线程发送消息。
  • Worker.terminate():立即终止 Worker 线程

Worker线程的属性和方法(worker线程使用):

  • self.name: Worker 的名字。该属性只读,由构造函数指定。
  • self.onmessage:指定message事件的监听函数。
  • self.onmessageerror:指定 messageerror 事件的监听函数。发送的数据无法序列化成字符串时,会触发这个事件。
  • self.close():关闭 Worker 线程。
  • self.postMessage():向产生这个 Worker 线程发送消息。
  • self.importScripts():加载 JS 脚本。

基本使用

构造函数:Worker(url),接收一个文件的url,获取文件来创建一个Worker线程。

var worker = new Worker('work.js')

主线程通过worker.onmessage来接收worker的数据,通过worker.postMessage()来传递给worker数据。

worker.postMessage('hello')
worker.onmessage = function(event){
    //event.data为传过来的数据
    //do something
}
self.onmessage = function(e){
    console.log(e.data)
}
//或者是
self.addEventListener('message',function(e){
    console.log(e.data)
})

通过importScripts方法可以在worker内部加载其他脚本

importScripts('file1','file2')

关闭worker:

//主线程中
worker.terminate()
//worker线程
self.close()

传值问题

主线程与 Worker 之间的通信内容,可以是文本,也可以是对象。需要注意的是,这种通信是拷贝关系,即是传值而不是传址,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,先将通信内容串行化,然后把串行化后的字符串发给 Worker,后者再将它还原。

主线程和Worker之间传递的数据是传值的,而不是传址的,这样避免了Worker线程操作主线程的数据,传递数据时,会调用内容的toString()方法(二进制数据除外),再传值,所以对象尽量经过JSON.stringify后传值

主线程与worker之间可以交换二进制数据,比如File、Blob、ArrayBuffer等类型,也可以在线程之间发送.

// 主线程
var uInt8Array = new Uint8Array(new ArrayBuffer(10));
for (var i = 0; i < uInt8Array.length; ++i) {
  uInt8Array[i] = i * 2; // [0, 2, 4, 6, 8,...]
}
worker.postMessage(uInt8Array);

// Worker 线程
self.onmessage = function (e) {
  var uInt8Array = e.data;
  postMessage('Inside worker.js: uInt8Array.toString() = ' + uInt8Array.toString());
  postMessage('Inside worker.js: uInt8Array.byteLength = ' + uInt8Array.byteLength);
};

转移大文件而不是拷贝

拷贝方式发送二进制数据,会造成性能问题。比如,主线程向 Worker 发送一个 500MB 文件,默认情况下浏览器会生成一个原文件的拷贝。为了解决这个问题,JavaScript 允许主线程把二进制数据直接转移给子线程,但是一旦转移,主线程就无法再使用这些二进制数据了,这是为了防止出现多个线程同时修改数据的麻烦局面。这种转移数据的方法,叫做Transferable Objects。这使得主线程可以快速把数据交给 Worker,对于影像处理、声音处理、3D 运算等就非常方便了,不会产生性能负担


// Transferable Objects 格式
worker.postMessage(aMessage, transferList);

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

  • transferList:数组,用于传递所有权,如果一个对象的所有权被转义,在发送它的上下文中将变为不可用,可转义对象必须是ArrayBuffer、MessagePort(MessageChanel的port)或者ImageBitmap的实例。

在页面内创建Web Worker

通常情况下,Worker 载入的是一个单独的 JavaScript 脚本文件,但是也可以载入与主线程在同一个网页的代码。

通过script标签


    


上面是一段嵌入网页的脚本,注意必须指定

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