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了解 Web Worker

阮一峰教程:www.ruanyifeng.com/blog/2018/0…

1.介绍

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。

由于js单线程语言,js事件循环机制倒是通过异步任务解决了多线程问题

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如上图为事件循环示例图(或JS运行机制图),流程如下:

    step1:主线程读取JS代码,此时为同步环境,形成相应的堆和执行栈;

    step2: 主线程遇到异步任务,指给对应的异步进程进行处理(WEB API);

    step3: 异步进程处理完毕(Ajax返回、DOM事件处罚、Timer到等),将相应的异步任务推入任务队列;

    step4: 主线程执行完毕,查询任务队列,如果存在任务,则取出一个任务推入主线程处理(先进先出);

    step5: 重复执行step2、3、4;称为事件循环。

  执行的大意:

    同步环境执行(step1) -> 事件循环1(step4) -> 事件循环2(step4的重复)…

  其中的异步进程有:

    a、类似onclick等,由浏览器内核的DOM binding模块处理,事件触发时,回调函数添加到任务队列中;

    b、setTimeout等,由浏览器内核的Timer模块处理,时间到达时,回调函数添加到任务队列中;

    c、Ajax,由浏览器内核的Network模块处理,网络请求返回后,添加到任务队列中。

JavaScript 是一门单线程语言,异步操作都是放到事件循环队列里面,等待主执行栈来执行的,并没有专门的异步执行线程。

2.基本使用

Web Worker 有以下几个使用注意点。

(1)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。

(2)DOM 限制

Worker 线程所在的全局对象,与主线程不一样,无法读取主线程所在网页的 DOM 对象,也无法使用documentwindowparent这些对象。但是,Worker 线程可以navigator对象和location对象。

(3)通信联系

Worker 线程和主线程不在同一个上下文环境,它们不能直接通信,必须通过消息完成。

(4)脚本限制

Worker 线程不能执行alert()方法和confirm()方法,但可以使用 XMLHttpRequest 对象发出 AJAX 请求。

(5)文件限制

Worker 线程无法读取本地文件,即不能打开本机的文件系统(file://),它所加载的脚本,必须来自网络。

2.1 主线程

主线程采用new命令,调用Worker()构造函数,新建一个 Worker 线程。

var worker = new Worker('work.js');
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Worker()构造函数的参数是一个脚本文件,该文件就是 Worker 线程所要执行的任务。由于 Worker 不能读取本地文件,所以这个脚本必须来自网络。如果下载没有成功(比如404错误),Worker 就会默默地失败。

然后,主线程调用worker.postMessage()方法,向 Worker 发消息。

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worker.postMessage()方法的参数,就是主线程传给 Worker 的数据。它可以是各种数据类型,包括二进制数据。

接着,主线程通过worker.onmessage指定监听函数,接收子线程发回来的消息。

上面代码中,事件对象的data属性可以获取 Worker 发来的数据。

Worker 完成任务以后,主线程就可以把它关掉。

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

        worker.postMessage('Hello World');
        worker.postMessage({ method: 'echo', args: ['Work'] });

        worker.onmessage = function (event) {
            console.log('Received message ' + event.data);
            doSomething();
        }

        function doSomething() {
            // 执行任务
            worker.postMessage('Work done!');
        }

        worker.terminate();
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2.2 Worker 线程

Worker 线程内部需要有一个监听函数,监听message事件。

self代表子线程自身,即子线程的全局对象。

除了使用self.addEventListener()指定监听函数,也可以使用self.onmessage指定。监听函数的参数是一个事件对象,它的data属性包含主线程发来的数据。self.postMessage()方法用来向主线程发送消息。

self.addEventListener('message', function (e) {
    this.self.postMessage('You said:' + e.data)
}, false)

// // 写法一
// this.addEventListener('message', function (e) {
//     this.postMessage('You said: ' + e.data);
// }, false);

// // 写法二
// addEventListener('message', function (e) {
//     postMessage('You said: ' + e.data);
// }, false);
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2.3 关闭worker

// 主线程
worker.terminate();

// Worker 线程
self.close();
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3.API

3.1 主线程

浏览器原生提供Worker()构造函数,用来供主线程生成 Worker 线程。

var myWorker = new Worker(jsUrl, options);
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Worker()构造函数,可以接受两个参数。第一个参数是脚本的网址(必须遵守同源政策),该参数是必需的,且只能加载 JS 脚本,否则会报错。第二个参数是配置对象,该对象可选。它的一个作用就是指定 Worker 的名称,用来区分多个 Worker 线程。

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

// Worker 线程
self.name // myWorker
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Worker()构造函数返回一个 Worker 线程对象,用来供主线程操作 Worker。Worker 线程对象的属性和方法如下。

  • 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。

3.2 Worker 线程

Web Worker 有自己的全局对象,不是主线程的window,而是一个专门为 Worker 定制的全局对象。因此定义在window上面的对象和方法不是全部都可以使用。

Worker 线程有一些自己的全局属性和方法。

  • 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。

好问题!

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