简化的高性能 JavaScript：Web Workers、SharedArrayBuffer 和 Atomics-js教程-PHP中文网

简化的高性能 JavaScript：Web Workers、SharedArrayBuffer 和 Atomics

DDD

发布： 2024-12-21 16:00:15

原创

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High-Performance JavaScript Simplified: Web Workers, SharedArrayBuffer, and Atomics

JavaScript 是一种单线程语言，这意味着任务在主线程上一次执行一个。虽然这种设计简化了开发，但它可能会导致计算繁重的任务出现性能瓶颈。本博客探讨了 Web Workers、SharedArrayBuffer 和 Atomics 如何在 JavaScript 中启用多线程来构建高性能应用程序。

为什么使用 Web Workers、SharedArrayBuffer 和 Atomics？

网络工作者

Web Workers 在后台线程中运行 JavaScript，防止密集型任务阻塞用户交互，例如滚动或按钮单击。

共享数组缓冲区

SharedArrayBuffer 允许主线程和工作线程之间共享内存，无需复制，从而实现更快的通信。

原子学

原子确保对共享内存的安全和同步访问，防止竞争条件并保持线程之间的数据一致性。

示例：使用 Web Workers 和 SharedArrayBuffer 的实际任务

让我们实现一个简单且真实的示例：并行计算大型数组的总和。

第 1 步：创建 Web Worker 脚本

创建一个名为worker.js的文件来处理部分求和计算：

// worker.js
self.onmessage = function (event) {
    const { array, start, end } = event.data;
    let sum = 0;
    for (let i = start; i < end; i++) {
        sum += array[i];
    }
    self.postMessage(sum);
};

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第 2 步：设置主线程

在主脚本中，将任务分配给worker。

// main.js
const array = Array.from({ length: 1_000_000 }, () => Math.floor(Math.random() * 100));
const numWorkers = 4;
const chunkSize = Math.ceil(array.length / numWorkers);
const workers = [];
const results = [];
let completedWorkers = 0;

// Create a SharedArrayBuffer for the array
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * array.length);
const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);
sharedArray.set(array);

// Initialize workers
for (let i = 0; i < numWorkers; i++) {
    const worker = new Worker('worker.js');
    workers.push(worker);

    const start = i * chunkSize;
    const end = Math.min(start + chunkSize, array.length);

    worker.postMessage({ array: sharedArray, start, end });

    worker.onmessage = function (event) {
        results[i] = event.data;
        completedWorkers++;

        if (completedWorkers === numWorkers) {
            const totalSum = results.reduce((acc, curr) => acc + curr, 0);
            console.log('Total Sum:', totalSum);
        }
    };
}

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第 3 步：使用原子进行同步

使用 Atomics 来管理进度或确保所有线程在继续之前都已完成。

const progress = new Int32Array(sharedBuffer);
Atomics.add(progress, 0, 1); // Increment progress

if (Atomics.load(progress, 0) === numWorkers) {
    console.log('All workers completed their tasks.');
}

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