前端基础知识：理解 Web Worker
保持应用程序的流畅（smooth）和灵敏（responsive）是具有好的性能的应用程序的目标。按照 RAIL 模型，灵敏意味着响应用户行为的时间控制在 100ms 内，而流畅意味着屏幕上任何元素移动时稳定在 60 fps。“帧预算”（frame budget）对应的每一帧的时长为1000ms/60 = 16.6ms 。
RAIL 作为一个指导框架至今已经 6 年了。实际上 60fps 只是一个占位值，它表示的是用户的显示设备原生刷新率。例如，新的智能手机 有 90Hz 的屏幕 而 iPad Pro 的屏幕是 120Hz 的，这会让帧预算分别减少到 11.1ms 和 8.3ms。
浏览器的工作包括（但不限于）：
- 检测用户操作的 元素（element）；
- 发出对应的事件；
- 运行相关的 JavaScript 时间处理程序；
- 计算样式；
- 进行 布局（layout）
- 绘制（paint）图层
- 将这些图层合并成一张 最终用户在屏幕上看到的图片
- （以及更多…）
同时，高低端设备的性能差距在不断增大。
为了保持应用程序的流畅，需要保证 JavaScript 代码运行连同浏览器做的其他任务（样式、布局、绘制…）的时间加起来不超出设备的帧预算。
为了保持应用程序的 灵敏，需要确保任何给定的事件处理程序不会花费超过 100ms 的时间，这样才能及时在设备屏幕上展示变化。
通常的建议是 “做代码分割（chunk your code）”，这种方式也可以被称作 “出让控制权（yield）给浏览器”。为了给浏览器一个时机来进入下一帧，你需要将代码分割成大小相似的块（chunk），这样一来，在代码块间切换时就能将控制权交还给浏览器来做渲染。为了保证不超出帧预算，你需要在足够小的块（chunk）中完成业务，而且，代码在每一帧至少要出让一次控制权。过于频繁的出让控制权的代码会导致调度任务的开销过重，以至于对应用程序整体性能产生负面影响。 “无法预测的设备性能”的存在使得没有适合所有设备的块（chunk）大小。而且当尝试对 UI 业务进行 “代码分割” 时，通过出让控制权给浏览器来分步渲染完整的 UI 会增加布局和绘制的总成本。
Web Workers
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，从而允许主线程（通常是UI线程）不会因此被阻塞/放慢。
Web Worker 能帮助你的应用程序消耗更少的设备电量。通过并行使用更多的 CPU 核心，CPU 会更少的使用 “高性能” 模式，总体来说会让功耗降低。
通过传入一个独立的 JavaScript 文件路径 就可以 创建一个 Web Worker，而这个文件将在新创建的线程里加载和运行：
const worker = new Worker("./worker.js");虽然 Worker 是 Web 的 “线程”原语 ，但由于JavaScript 没有没有锁机制，意味着依赖于隔离环境的Worker 没有权限访问其创建页面中其他变量和代码，反之，后者也无法访问 Worker 中的变量。数据通信的唯一方式就是调用 postMessage，它会将传递信息复制一份，并在接收端触发 message 事件。隔离环境也意味着 Worker 无法访问 DOM，在Worker 中也就无法更新 UI，除非付出巨大的努力。比如 AMP 的 worker-dom）。
Actor 并发模型
Worker 被理解为 Actor 模型中的 Actor，每个 Actor 都可以选择是否运行在独立的线程上，而且完全保有自己操作的数据。没有其他的线程可以访问它，Actor 只会将信息传播给其他 Actor 并响应它们接收到的信息。
主线程是拥有并管理 DOM 或者说是全部 UI 的 Actor。它负责更新 UI 和捕获外界输入的事件。还会有一个 Actor 负责管理应用程序的状态。DOM Actor 将低级的输入事件转换成应用级的语义化的事件，并将这些事件传递给状态 Actor 。状态 Actor 按照接收到的事件修改状态对象，可能会使用一个状态机甚至涉及其他 Actor。一旦状态对象被更新，状态 Actor 就会发送一个更新后状态对象的拷贝到 DOM Actor。DOM Actor 就会按照新的状态对象更新 DOM 了。
如此，存在两个问题可能对UI响应造成负面影响：
1. 发送的消息需要拷贝，拷贝所花时间不仅取决于消息的大小，还取决于当前应用程序的运行情况。虽然，postMessage 足够快，但在某些场景确实不太行。比如，JSON.stringify(messagePayload) 的参数小于 10kb，即使在速度最慢的手机上，也不用担心会导致卡帧。
通过 postMessage 可以传递非常复杂的消息。其底层算法（叫做 “结构化克隆”）可以处理内部带有循环的数据结构甚至是
Map和Set。然而不能处理函数或者类，因为这些代码在 JavaScript 中无法跨作用域共享。通过 postMessage 传一个函数会抛出一个 错误，然而一个类被传递的话，只会被静默的转换为一个普通的 JavaScript 对象，并在此过程中丢失所有方法。
2. 将代码迁移到 Worker 中虽然可以解放主线程，但同时不得不支付通信的开销，而且 Worker 可能会在响应你的消息之前忙于执行其他代码，需要考虑这些问题来做一个平衡。
postMessage 是一种 “Fire-and-Forget” 的消息传递机制，没有请求和响应的概念。若想使用请求/响应机制，可以借助 Comlink 。Comlink 是一个底层使用 RPC 协议的库，它能帮助实现主线程和 Worker 互相访问彼此对象。使用 Comlink 的时候，不需要管 postMessage。需要注意的是，由于 postMessage 的异步性，函数返回的是 promise。Comlink 提炼了 Actor 模式 和 共享内存 两种并发模型中优秀的部分并提供给用户。Comlink 并不神奇，它仍然必须使用 RPC 协议的 postMessage。 若 postMessage 成为瓶颈，可以考虑下面的技巧：
- 将任务拆分，发送更小的信息。
- 如果消息是一个状态对象，只发送变更的部分。
- 将多条消息整合成一条。
- 尝试将你的信息转化为数字表示，转移 ArrayBuffers 而不是基于对象的消息。转移 ArrayBuffer 几乎是即时的，并且涉及所有权的适当转移：发送 JavaScript 作用域失去对过程中数据的访问权限。
共享内存并发模型
传统的线程处理方式是基于共享内存的。JavaScript 中共享内存目前被限制在一个专有类型：SharedArrayBuffer （或简称 SAB）。
SAB 就像 ArrayBuffer，是线性的内存块，可以通过 Typed Array 或 DataView 来操作。如果 SAB 通过 postMessage 发送，那么另一端不会接收到数据的拷贝，而是收到完全相同的内存块的句柄。在一个线程上的任何修改 在其他所有线程上都是可见的。为了能自己创建互斥锁和其他的并发数据结构，Atomics 提供了各种类型的工具 来实现 一些原子操作 和 线程安全的等待机制。
SAB 的缺点是多方面的。首先，SAB 只是一块内存（一串字节）。无法按照熟悉的方式去处理 JavaScript 对象和数组，而且增加工程复杂度和维护复杂度。利用 buffer-backed-object 库，可以合成 JavaScript 对象，将对象的值持久化到一个底层缓冲区中。另外，WebAssembly 利用 Worker 和 SharedArrayBuffer 来支持 C++ 或 其他语言 的线程模型。WebAssembly 目前提供了实现共享内存并发最好的方案，但需要放弃 JavaScript 转而使用 WebAssembly，通常也会产出更多的二进制数据。
如何使用 Web Workers
大多数 打包器 都会依赖模块执行打包和代码分割。使用 Web Worker 构建应用程序最主要的技巧就是将 UI 相关和纯计算逻辑的代码严格分离，转而在 Worker 中完成纯计算逻辑这些任务。此外，尽量少的依依赖同步，以便后续采用诸如回调和 async/await 等异步模式。可以尝试使用 Comlink 来将模块从主线程迁移到 Worker 中，并测算这么做是否能够提升性能。
花时间仔细分析代码中那些部分依赖 DOM 操作或只能在主线程调用的 API，通过重构删除这些依赖关系，并渐近使用并发模型。但是，不论是哪种情况，关键在确保Off-Main-Thread 架构带来的影响是可测量具体数值的。不要假设（或者估算）使用 Worker 会更快还是更慢。浏览器有时会莫名其妙以至于出现反向优化。
大多数 Web 现代开发环境都会使用打包器来显著的提升加载性能。打包器能够将多个 JavaScript 模块打包到一个文件中。然而，对于 Worker，构造函数的要求文件保持独立。将 Worker 的代码分离并编码成 Data URL 或 Blob URL 存在问题：Data URL 在 Safari 中完全无法工作，Blob URL 虽说可以，但是没有 源（origin） 和 路径 的概念，这意味路径的解析和获取无法正常使用。
- Webpack ：v4中 worker-loader 插件让 Webpack 能够理解 Worker。从 v5 开始，Webpack 可以自动理解 Worker 的构造函数，甚至可以在主线程和 Worker 之间共享模块而避免重复加载。
- Rollup ： rollup-plugin-off-main-thread 插件能让 Worker 变得开箱即用。
- Parcel： v1 和 v2 都支持 Worker 的开箱即用，无需额外配置。
在使用这些打包器开发应用程序时，使用 ES Module 是很常见的。所有的现代浏览器都支持通过来 "type = module" 运行 JavaScript 模块：