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如何提升JavaScript的任务效率

2019-05-31 03:18 来源:未知

 

如何创建一个 Web Workers ?
var worker = new Worker('task.js');   
worker.onmessage = function(event) {   
    console.log(event.data " Jan!");   
};   
worker.postMessage("Hello"); 
worker.onerror = function(event) { 
    console.log("ERROR: " event.filename " (" event.lineno "): "

本文由云 社区发表

首先本文只讨论 window.Worker 

  • event.message); 

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。

而不包含SharedWorker.毕竟这玩意连firefox4 beta7 都还没有支持.(貌似chrome safari opera 的较新版本都已经支持.)

task.js
self.onmessage = function(event) { 
    var data = event.data "! My name is"; 
    self.postMessage(data); 

图片 1img

 

首先要理解,Web Workers 是什么?

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。

有一点要提前说明的是:worker线程中的代码具有独立的执行环境. 我们可以把它假想成一个mini的global环境. 有兴趣的同学可以去看相关文档.

Web Workers 就是让浏览器脚本处理实现多线程的规范,旨在解决海量数据处理时导致的页面堵塞情况。
但Web Worker中的代码无法进行DOM操作。
因为Worker是一个独立的作用域,独立于浏览器之外,只能进行JavaScript核心(ECMAScript)的操作。

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。

在这个执行环境中.不要在奢望你能调用绝大多数宿主提供给我们的对象、属性、方法.你大概可以认为,我们只能用的上js内置对象和方法.其他的一律不考虑.

下面介绍一下具体的方法:

Web Worker 有以下几个使用注意点。

不过 在该执行上下文内.我们可以使用这样一些东东:

Worker
创建一个新的​Web Worker。
var worker = new Worker('task.js'); 
这段代码执行时,浏览器就会加载task.js这个文件。
js文件加载完成后,不会立刻执行。Worker脚本只有在接收到信息时,才会执行。
​Web Worker目前不能实现跨域脚本。

同源限制

 

onmessage
worker.onmessage = function(event) { ...};  
onmessage 方法需要绑定一个回调函数。
当触发 message 事件时,回调函数就会执行。并把 Worker脚本 中返回的数据传入回调函数中。
返回的数据其实是一个 MessageEvent 对象,处理后的数据实际是存放在 MessageEvent对象 的 data属性 中。

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。

self : 即当前worker 的GlobalWorker对象. 这上面有些特殊的宿主对象.比如 location、navigator、setTimeout、setInterval之类的. 

postMessage
worker.postMessage("Hello");  
postMessage 方法,用来传递信息,当信息传递成功时,就会触发 message事件。
postMessage 无论带不带参数,都会触发 message事件。​
并且,postMessage 实现的数据传递,是异步执行的。​
JSON结构的值也能作为参数传递:
worker.postMessage({ 
    name: "Jan", 
    age: "99" 
});  

DOM 限制

一个好消息是我们可以调用 JSON 对象. 剩下的基本就是我们下面要介绍的一些方法喽.

onerror
worker.onerror = function(event) { 
    console.log("ERROR: " event.filename " (" event.lineno "): "

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。

 

  • event.message); 
    } www.2cto.com
    onerror 方法也需要绑定一个回调函数。当 Worker脚本 无法顺利执行时,就会触发 error事件 ,执行绑定的回调函数。

通信联系

worker有同源策略限制. 即worker无法引入一个跨域的资源来直接使用.(但是worker的一个方法可以绕过同源策略限制,来动态加载其他域脚本)

terminate
worker.terminate()​; 
terminate方法,可以用来停止当前运行的 Worker脚本:

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。

在 Worker脚本 中,原理大致和页面中的 worker对象 一样。
可以通过 onmessage 接收页面传递的数据,并且执行绑定的函数。
也可以通过 postMessage 来向页面传递数据。
不过不同的是,在 Worker脚本 内部想终止执行,代码如下:
self.close(); 
当然,还可以往Worker脚本中注入js文件:
importScript("task1.js", "task2.js", "task3.js"); 
代码的执行顺序:task1.js -> task2.js -> task3.js

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。

浏览器支持: 

作者:jiancm2001

文件限制

   

Web Workers ? var worker = new Worker(task.js); worker.onmessage = function(event) { console.log(event.data Jan!); }; worker.postMessage(Hello); worker.onerr...

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。

IE: 无 (IE10已开始支持.)

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');

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,Worker 就会默默地失败。

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

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

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。

worker.onmessage = function { console.log('Received message ' event.data); doSomething(); } function doSomething() { // 执行任务 worker.postMessage('Work done!'); }

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。

worker.terminate();

FireFox: 3.5

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

上面代码中,self代表子线程自身,即子线程的全局对象。因此,等同于下面两种写法。

// 写法一 this.addEventListener('message', function { this.postMessage('You said: ' e.data); }, false); // 写法二 addEventListener('message', function { postMessage('You said: ' e.data); }, false);

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。

根据主线程发来的数据,Worker 线程可以调用不同的方法,下面是一个例子。

self.addEventListener('message', function { var data = e.data; switch { case 'start': self.postMessage('WORKER STARTED: ' data.msg); break; case 'stop': self.postMessage('WORKER STOPPED: ' data.msg); self.close(); // Terminates the worker. break; default: self.postMessage('Unknown command: ' data.msg); }; }, false);

上面代码中,self.close()用于在 Worker 内部关闭自身。

Safair: 4                          

2.3 Worker 加载脚本

Worker 内部如果要加载其他脚本,有一个专门的方法importScripts()

importScripts('script1.js');

该方法可以同时加载多个脚本。

importScripts('script1.js', 'script2.js');

Chrome 3

2.4 错误处理

主线程可以监听 Worker 是否发生错误。如果发生错误,Worker 会触发主线程的error事件。

worker.onerror(function { console.log([ 'ERROR: Line ', e.lineno, ' in ', e.filename, ': ', e.message ].join; // 或者 worker.addEventListener('error', function { // ... });

Worker 内部也可以监听error事件。

Opera : 10

2.5 关闭 Worker

使用完毕,为了节省系统资源,必须关闭 Worker。

// 主线程 worker.terminate(); // Worker 线程 self.close();

前面说过,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。

主线程与 Worker 之间也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。下面是一个例子。

// 主线程 var uInt8Array = new Uint8Array(new ArrayBuffer; 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 { var uInt8Array = e.data; postMessage('Inside worker.js: uInt8Array.toString() = ' uInt8Array.toString; postMessage('Inside worker.js: uInt8Array.byteLength = ' uInt8Array.byteLength); };

但是,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。

如果要直接转移数据的控制权,就要使用下面的写法。

// Transferable Objects 格式 worker.postMessage(arrayBuffer, [arrayBuffer]); // 例子 var ab = new ArrayBuffer; worker.postMessage;

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。

<!DOCTYPE html> <body> <script type="app/worker"> addEventListener('message', function () { postMessage('some message'); }, false); </script> </body> </html>

上面是一段嵌入网页的脚本,注意必须指定<script>标签的type属性是一个浏览器不认识的值,上例是app/worker

然后,读取这一段嵌入页面的脚本,用 Worker 来处理。

var blob = new Blob([document.querySelector('#worker').textContent]); var url = window.URL.createObjectURL; var worker = new Worker; worker.onmessage = function { // e.data === 'some message' };

上面代码中,先将嵌入网页的脚本代码,转成一个二进制对象,然后为这个二进制对象生成 URL,再让 Worker 加载这个 URL。这样就做到了,主线程和 Worker 的代码都在同一个网页上面。

有时,浏览器需要轮询服务器状态,以便第一时间得知状态改变。这个工作可以放在 Worker 里面。

function createWorker { var blob = new Blob([f.toString; var url = window.URL.createObjectURL; var worker = new Worker; return worker; } var pollingWorker = createWorker(function { var cache; function compare { ... }; setInterval(function () { fetch('/my-api-endpoint').then(function { var data = res.json(); if (!compare(data, cache)) { cache = data; self.postMessage; } }) }, 1000) }); pollingWorker.onmessage = function () { // render data } pollingWorker.postMessage;

上面代码中,Worker 每秒钟轮询一次数据,然后跟缓存做比较。如果不一致,就说明服务端有了新的变化,因此就要通知主线程。

Worker 线程内部还能再新建 Worker 线程。下面的例子是将一个计算密集的任务,分配到10个 Worker。

主线程代码如下。

var worker = new Worker('worker.js'); worker.onmessage = function { document.getElementById.textContent = event.data; };

Worker 线程代码如下。

// worker.js // settings var num_workers = 10; var items_per_worker = 1000000; // start the workers var result = 0; var pending_workers = num_workers; for (var i = 0; i < num_workers; i = 1) { var worker = new Worker('core.js'); worker.postMessage(i * items_per_worker); worker.postMessage * items_per_worker); worker.onmessage = storeResult; } // handle the results function storeResult { result = event.data; pending_workers -= 1; if (pending_workers <= 0) postMessage; // finished! }

上面代码中,Worker 线程内部新建了10个 Worker 线程,并且依次向这10个 Worker 发送消息,告知了计算的起点和终点。计算任务脚本的代码如下。

// core.js var start; onmessage = getStart; function getStart { start = event.data; onmessage = getEnd; } var end; function getEnd { end = event.data; onmessage = null; work(); } function work() { var result = 0; for (var i = start; i < end; i = 1) { // perform some complex calculation here result = 1; } postMessage; close(); }

主要接口: (详细API可自行查看)

7.1 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);

Worker()构造函数,可以接受两个参数。第一个参数是脚本的网址,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

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。

接口定义相关链接 : 

7.2 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。

此文已由作者授权腾讯云 社区发布

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

 

outside : 

事件:

1.onmessage  事件 :当a.js 即 worker线程中调用 postMessage(sData)方法时, onmessage可以侦听该事件,并执行指定回调方法

worker.onmessage = function(e){

     e.data// 我们需要的sData 

}

2.onerror  事件 : 捕获a.js中**worker线程中语法**异常和运行时各类异常.(注:这玩意也管 404那种加载失败滴异常.除了某些浏览器...)

 

worker.onerror = function(e){

     e.message // 错误信息

     e.lineno // 行号

     e.filename //返回完整的错误文件的url .

};

注:worker.addEventListener('message',function(e){...});// 这样也中.

 

方法:

 1. postMessage 方法 : 向 worker 发送消息.  worker线程 必须同时注册onmessage事件.

 2. terminate 方法 : 停掉worker的行为.

 

 

inside : 

事件:

1.onmessage  事件 :当out页调用 worker.postMessage(sData)方法时, onmessage可以侦听该事件,并执行指定回调方法

方法:

 1. postMessage 方法 : 向 out页发送消息.  out页必须同时注册worker.onmessage事件.

 2. close 方法 : 停掉worker的行为.

 3. importScripts : 方法,worker线程动态加载外部脚本用. 该方法会冻结worker线程.直到动态加载脚本加载完毕或执行完毕(浏览器差异)

     .importScripts 方法支持同事加载多个脚本:importScripts('a.js','b.js','c.js');

     .同事加载多个脚本在各个浏览器中均为并行加载.(前提是HTTP连接数够用).

     .但执行顺序是严格按照参数顺序进行的.即 先执行a 后执行b 然后才是c. 无论哪个先加载完.(FF有差异) 

 

遗憾的是 safari4 在最初支持了 worker的同时,并没有提供原生 JSON对象的支持. 如果我们的项目不考虑支持safari4,那么真是个好消息.否则,可能为了让worker更健壮的工作,我们需要自己写一个JSON转换了. 

更加遗憾的是.对于web worker 的一些 行为,浏览器实现,也有比较大的差异.

 

 

浏览器差异:

 

关于异常:

opera中, 一旦发生一个语法错误或运行时错误.有时候会多抛出一个 Internal error 给你. 并且lineno 总是0.

opera中, 一般的语法错误或执行期异常(如调用未定义变量,throw new Error(s)除外) 总是无法给出准确的错误信息.且lineno 总是0.

chrome 和 safari 中, worker.onerror 并不捕获加载失败的404异常.chrome 作为 worker 的先驱.值得鄙视一下.

 

关于worker引入文件的缓存问题:

opera中,一但.js被缓存那么,即使右键-重新载入 ,也会直接去cache读. 你不用指望会有什么304 或200.这个真没有.

我们有2个选择,要么完全放弃客户端缓存, 要么就更换版本号...好纠结的问题.

 

调用close()方法后的差异

opera中,一但在worker线程中调用close()方法.那么就代表着一切都结束了.如果在close(); 后你仍然试图使用worker中的某些属性、事件、或方法则会抛出一个Internal error . 但其他浏览器则不会.

opera中,调用close()方法后, 出现的postMessage('')给主页面传递信息,不会再触发主页面的onmessage回调. 其他浏览器则可以.

 

FF 中, 调用close()后 worker 虽然不再响应页面的postMessage .但是在close();调用之前.页面postMessage给worker线程的信息.则仍然会在.worker线程结束后被触发回调. 其他浏览器则不会.

chrome中 ,调用close()后. self对象被赋值为null . 但你仍然可以和其他浏览器一样 直接调用 WorkerGlobalScope对象的方法.所以,应避免使用self.postMessage, self.onmessage=function(){} ,self.close();而采用直接调用的方式.(如onmessage=function(){};)

 

关于worker.terminate()方法后的差异

opera中,主页面调用此方法后. 再调用worker.postMessage(sData)会抛出异常. 其他浏览器则不会.(虽然此时,worker.postMessage仍然是一个方法)

 

opera 中worker.terminate() 带来的问题:

1. worker.onerror 触发回调时要在主页面并不是在使用worker的脚本退出所在执行环境后才会被触发.而其他浏览器则如此. 考虑下面的代码:

var worker = new Worker("error.js");//抛出一个异常.

worker.onerror = function(e){

     alert(e);//opera则会触发. 其他浏览器则不会.

};

var t = new Date;

while(new Date - t < 3000);

worker.terminate();//问题就出在 这里...

 

2. worker.onmessage 也存在同样的问题. 考虑下面的代码 :

var worker = new Worker("b.js"); //b.js中 第一时间postMessage(sData);

worker.onmessage=function(e){

     alert(e.data);//只有opera 会触发b.js中的这次回调. 并打印出e.data

}

var t = new Date;

while(new Date - t < 3000);

worker.terminate();

 

关于importScripts方法:

FF中,importScripts方法加载脚本时. 虽然同样会冻结当前worker线程.但执行期是在worker线程结束后..即,其他浏览器则不是如此..其他浏览器的 加载 执行,都会冻结住worker的线程.

 

FF中,importScripts 方法加载多个脚本时,执行顺序不确定.应是先到先执行.

 

FF safari chrome 中,importScripts方法加载脚本失败时,会抛出异常,且可被out页面的 worker.onerror 捕获,opera浏览器则不会.

 

FF中,importScripts方法加载多个脚本如a.js,b.js,c.js,虽然是并行加载.但执行却要等待a b c三个文件都加载完毕后才开始执行. 期间 任何一个文件404错误.都将导致直接退出当前执行环境并且a.js b.js c.js 以及worker自身代码都将得不到执行. 其他浏览器则不是这样.

 

safari chrome,使用importScripts同时加载多个脚本时,任何一个404错误,都将导致退出当前执行环境.  但先加载好的外部脚本可以被正常执行.

opera 则无视404错误.当它不存在.继续干后面的活.

 

关于worker内创建worker的差异:

safari chrome中,不允许worker内部再次创建一个worker. FF 和 opera 则可以. (即safari chrome WorkerGlobal不具备一个名为Worker的成员)

 

总结:

 

  .对于worker对象没有onload事件.我们不必疑惑.因为你在worker加载的.js没有加载好之前的,所有postMessage 都会在worker 加载并且执行完毕后,被触发回调.所以我们完全不必担心这个问题.

  .对于跨浏览器的worker.我们遵守 逻辑不依赖执行顺序,可以很好的避免一些,看起来很诧异的问题.

  .worker 内部可以继续创建另外一个worker.用于多线程并行运算于交互.对于多个worker及页面间的共享通讯.请参考SharedWorker 对象.目前浏览器支持还有待完善. 但是 worer内部的worker仍然不可以跨域.即worker引用资源的url 必须是相对路径(即使引入当前worker的脚本是一个位于其他域的.被importScripts引入到外层worker中的脚本.相对路径也永远是相对 outside 页面的路径).或同域的绝对路径.

 

  .对于IE 不支持这东西. 暂时没什么好办法,无非是用 setTimeout 之类的去模拟多线程.  毕竟我们用worker 的最终目的,在不影响UI update 及 浏览器与用户交互的情况下, 可以做大规模运算.


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