Web worker 与JS中异步编程的对比
0.从一道题说起
var t = true;
setTimeout(function(){ t = false; }, 1000);
while(t){ }
alert('end');
问,以上代码何时alert“end”呢?
测试一下:答案是:永远都不会alert。
解析:JavaScript引擎是单线程的,事件触发排队等候。所有任务按照触发时间先后排队处理。
上例中,排队的顺序状态是:
| var t=true ; | while(t){}; | alert(‘end’); |
在1000ms之后,setTimeout函数也加入队列。
while(t){ }无限循环阻塞了单线程,不管排到后面的代码执行时间有多短,后面的代码无法执行,一直阻塞下去。
1.浏览器线程
浏览器有这么几大线程:UI渲染线程(用于页面的渲染),javascript引擎线程(用于处理js),GUI事件触发线程(用于交互)。
有时会开启的线程:http传输线程,定时触发线程(定时器)
它们之间的关系是什么呢?
(1)UI渲染线程 与 javascript引擎线程 互斥
由于javascript可以操纵页面的DOM,所以如果UI渲染线程与javascript引擎线程
不互斥的话,在UI渲染线程进行页面渲染的同时,javascript引擎线程进行DOM修改,最终会造成DOM状态不一致的现象。所以,当javascript引擎线程运行的时候,UI渲染线程处于冻结状态。
(2)javascript引擎线程 与 GUI事件触发线程(用于交互) 异步
浏览器开启事件触发线程,等待用户动作,事件触发线程解析为响应事件,转移到javascript引擎线程,排队等候,等待javascript引擎的处理。
(3)javascript引擎线程 与 http传输线程 异步
网页get,post等请求,xhr异步请求都通过http传输线程,传送到javascript引擎排队,等候处理。
(4)javascript引擎线程 与 定时触发线程(定时器) 异步
setTimeout(),setInterval()由单独的线程 定时触发线程 触发,传送到javascript引擎排队等候,等待处理。
上述的所有的异步操作有不同的浏览器分配线程执行,那个先执行完就先将那个加入到异步队列中,利用事件的轮询执行异步队列中的回调函数
2.xhr异步是障眼法
我们来做一个试验:
客户端js代码
//jquery封装的ajax请求,请求http://localhost:3000/login页面
$.ajax({
type: "post",
url: "http://localhost:3000/login",
dataType: "json",
data:{ username: username, password: password },
success: function(data){
if(data){
if(data.message=="i202"){
alert('密码错误,请重新输入');
window.location.href="login";
}else if(data.message=="i200"){
alert('登陆成功');
window.location.href="index";
}
else{
alert('没有这个用户名');
window.location.href="login";
}
} else{ }
}
});
//这里有一个无限循环
while(1){}
后端Node.js代码:
//后台对post的响应
router.post('/login', function (req, res, next) {
sleep(1000);
res.send({status:"success", message:"i200"});
}); /**
* 模拟sleep
* @param sleepTime
*/
function sleep(sleepTime) {
for(var start = +new Date; +new Date - start <= sleepTime; ) { }
}
前台将永远不会alert(“登陆成功”)。浏览器通过http线程收到xhr响应,但是转到javascript线程等待执行。javascript单线程,一次只能处理一个任务。第一个任务无限循环,后面的任务全部阻塞。
xhr异步编程实际上是一种障眼法。
3.定时器时间不准
(1)时间不准1
setTimeout(function () { while (true) { } }, 1000);
setTimeout(function () { alert('end 2'); }, 2000);
setTimeout(function () { alert('end 1'); }, 100);
alert('end');
运行这段代码。运行结果是alert(‘end’) alert(‘end 1’)。
前两个定时器并不能如约在规定的时间点执行哦。
(2)时间不准2
setTimeout(function(){
/* 代码块... */
setTimeout(arguments.callee, 10);
}, 10); setInterval(function(){
/*代码块... */
}, 10);
两个定时器,本想实现相同的功能:每十秒触发一次定时器。
但是实际上,setTimeout在10ms后才加入js执行队列,排队等待。所以每两次定时器触发的时间间隔可能 > 10ms。
setInterval每10s就向js执行队列添加一个setInterval事件等待执行。前面的setInterval事件可能被它之前的事件阻塞,导致执行晚了几拍。那么没两次定时时间触发的时间间隔可能 <10ms 。
4.web worker 才是真正多线程
来吧,试验一下:
index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
<meta charset="UTF-8">
<title></title>
</head>
<body>
<script src="js/Fthread.js"></script>
</body>
</html>
Fthread.js
//这里创建一个webworker就是开一个新的线程
var worker=new Worker('js/Sthread.js');//创建子线程
//这里接收新的线程传来的data
worker.onmessage = function(event) {
console.log(event.data);
};
//这个将会触发向子进程的请求
worker.postMessage("begin"); //构造一个无限循环
//setTimeout(function () { while (true) { } }, 1000);该定时器不会阻塞线程的交互
Sthread.js
//这里占有一个新线程,向主线程发送消息
postMessage('hello'); //实现之前的一个实例,看是否阻塞
setTimeout(function () { console.log('end 2'); }, 2000);
setTimeout(function () { console.log('end 1'); }, 100);
worker.onmessage = function(event) {
console.log(event.data);
};
console.log('end');
运行结果:
end
hello //这是两个线程数据的传送,可以不看end1 end2
begin
end1
end2
hello没有被定时器异步阻塞,因为人家是在子线程运行滴。这才是多线程嘛。JS中的异步虽然也有开线程进行处理相关的操作,但是其回调函数还是需要通过主线程轮询执行,因而并不是完全的多线程。
webworker是基于浏览器引擎的,为了防止出现像C++之类的的多线程之间的竞态、死锁等现象,Web Worker有如下限制:
- 同源策略限制
- 不能访问页面DOM和其他资源
- 浏览器实现程度不同
同时web worker线程与主线程不共享作用域(只是进行简单消息传递而非数据的引用),这也会有问题当两者在进行消息通讯时会将同一个变量赋值两次,导致内存的占用增大,可以通过对大的数据集利用Transferable对象,进行所有权的传递,当数据传递出去后,原来的线程中将对该数据集失去访问的权限,这样可以避免作用域共享带来的问题,当然,所有权的传递是双向的。
我们可以在worker内部做这些事情:
- 可以执行网络操作(Ajax、Web Sockets)
- 可以使用定时器(set/clearTimeout()、set/clearInterval())
- 访问某些重要全局变量及功能的复本(navigator、location、JSON、applicationCache)
- 可以使用importScrips()加载额外js脚本
Web worker有两种形式一个是共享web worker(多对一,通过端口号进行区分),另一个是专用 web worker(实现一对一),上面的那个例子就是专用web worker的例子。
下面举一个共享web worker 的例子:
1、创建共享worker
var worker = new SharedWorker('scripts/worker.js');
2、每个主程序利用端口号区分(多个主程序的初始化是一样的,只是在初始化时分配的端口不同)
//demo.js
var worker = new SharedWorker('scripts/worker.js');
worker.port.addEventListener('message', function(e){
console.log(e.data); //
}, false);
worker.port.start();启动web worker,初始化端口
3、worker线程中的内容
//worker.js
function calculate(){
var ret = 0;
for(var i = 1; i <= 1e9; i++){
ret += i;
}
return ret;
}
addEventListener('connect', function(e){
var port = e.ports[0];//用于获取连接分配的端口,区分主线程
port.start();
port.postMessage(calculate());
});
4、其他的使用如终止web worker有两种方式,使用和专用线程是一样的
//主线程
worker.terminate();
//工作线程
close();
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