Web Worker：JavaScript 中的多线程

原创

SEO-juper

发布于 2023-11-23 13:59:15

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发布于 2023-11-23 13:59:15

随着 Web 应用程序变得越来越复杂和要求越来越高，对高效响应式处理的需求变得越来越重要。JavaScript 是一种单线程语言，有时可能会难以处理繁重的计算任务，这可能会导致用户界面速度慢和应用程序无响应。但是，随着 Web Worker 的引入，JavaScript 获得了利用多线程的能力，从而提高了性能并增强了用户体验。在本文中，我们将深入探讨 Web Workers 的世界，并探讨它们如何在 JavaScript 中启用多线程。

了解对 Web Worker 的需求

在传统的 JavaScript 中，单线程特性意味着所有任务（包括 DOM 操作、事件处理和计算）都在称为主线程的单个线程中执行。虽然此方法适用于大多数方案，但在处理消耗大量时间的计算密集型操作时，它可能会成为瓶颈。这些操作可能会导致用户体验下降，导致浏览器冻结或无响应，直到任务完成。

Web Worker 通过引入后台线程来解决这个问题。后台线程（也称为工作线程）允许我们将密集的计算和耗时的任务卸载到单独的线程，从而释放主线程来处理其他重要活动，例如 UI 更新和用户交互。

Web Worker 简介

Web Worker 是一种 JavaScript 脚本，它在后台运行，独立于主线程，可以执行计算成本高昂的操作，而不会阻塞用户界面。可以使用 Worker 构造函数创建此后台脚本（称为专用工作线程），并将辅助角色脚本的 URL 作为参数传递。

main.js

// main.js

// Creating a new Web Worker
const worker = new Worker('worker.js');

worker.js

// worker.js

// This is the worker script that runs in the background
self.onmessage = function(event) {
   // Perform computationally intensive tasks here
   // Access data from event.data
   // Send back the result using postMessage()
};

解释

在上面的示例中，我们通过实例化 main.js 文件中的 Worker 对象来创建一个新的 Web Worker。作为参数提供的 URL 指向工作线程脚本 worker.js，其中包含在后台线程中执行的代码。

与 Web Worker 的通信

主线程和 Web Worker 之间的通信是通过消息传递机制实现的。主线程可以使用 postMessage（）方法向工作线程发送消息，而工作线程可以使用 onmessage 事件处理程序侦听传入的消息。

main.js

// main.js

// Sending a message to the worker
worker.postMessage('Hello from the main thread!');

worker.js

// worker.js

// Listening for messages from the main thread
self.onmessage = function(event) {
   // Access the message using event.data
   console.log('Message from the main thread:', event.data);
  
   // Sending a response back to the main thread
   self.postMessage('Hello from the Web Worker!');
};

解释

在此示例中，主线程使用 worker.postMessage（）向 Web Worker 发送消息，并传递一个字符串作为消息。Web Worker 使用 self.onmessage 侦听传入消息，并记录收到的消息。此外，它还使用 self.postMessage（）将响应发送回主线程。

处理工作线程响应

为了处理来自 Web Worker 的响应，主线程可以使用 onmessage 事件处理程序侦听来自 Worker 的消息。然后可以相应地处理收到的消息。

main.js

// main.js

// Listening for messages from the worker
worker.onmessage = function(event) {
   console.log('Message from the Web Worker:', event.data);
};

解释

在此代码片段中，主线程侦听来自 Web Worker 的消息，并使用 event.data 记录收到的消息。

例

让我们考虑下面显示的完整代码。

index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Web Worker Example</title>
  <script src="main.js"></script>
</head>
<body>
  <h1>Web Worker Example</h1>
</body>
</html>

main.js

// main.js

// Creating a new Web Worker
const worker = new Worker('worker.js');

// Sending a message to the worker
worker.postMessage('Hello from the main thread!');

// Listening for messages from the worker
worker.onmessage = function(event) {
   console.log('Message from the Web Worker:', event.data);
};

worker.js

// worker.js

// Listening for messages from the main thread
self.onmessage = function(event) {
   console.log('Message from the main thread:', event.data);
  
   // Sending a response back to the main thread
   self.postMessage('Hello from the Web Worker!');
};

注意 - 要运行上述代码，请通过实时服务器运行HTML代码。

输出

Web Worker 的优点和局限性

Web Workers 在提高 Web 应用程序的性能和响应能力方面提供了几个好处：

多线程 - Web Worker 允许并行处理，使计算密集型任务能够在后台运行而不会阻塞主线程。
提高响应能力 − 通过将繁重的任务卸载给 Web Worker，主线程仍然可用于处理用户交互，从而产生响应速度更快的用户界面。
高效的资源利用 – Web Worker 利用额外的 CPU 内核，最大限度地利用可用的计算资源并加快处理时间。

尽管 Web Worker 具有许多优点，但它也有一些限制需要考虑：

无 DOM 访问 − Web Worker 不能直接访问或操作 DOM。它们仅限于执行计算和其他与 DOM 无关的任务。
受限作用域 − Web Worker 在自己的隔离作用域内运行，并且无权访问父页面的变量或函数。通信仅通过消息传递来实现。
额外的开销 - 由于主线程和工作线程之间的通信，创建和管理 Web Worker 会带来一些开销。在决定将任务卸载给工作人员时应小心，因为开销可能超过较小计算的好处。

结论

在本文中，我们探讨了 JavaScript 中 Web Workers 的强大功能，它支持多线程并提高 Web 应用程序的性能。我们已经学习了如何创建 Web Worker，在主线程和 worker 之间建立通信，以及处理响应。通过利用 Web Worker，开发人员可以将计算密集型任务卸载到后台线程，从而获得响应速度更快、效率更高的用户体验。

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