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Web?Woker使用常見問題匯總及方案解決分析

 更新時間:2023年09月04日 08:38:09   作者:泯瀧  
這篇文章主要為大家介紹了Web?Woker常見使用問題及方案解決分析,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進步,早日升職加薪

問題匯總

  • new Worker(aURL, options) URL 必須遵守同源策略。同源策略是瀏覽器的一種安全特性,限制了在不同源(協(xié)議、域名、端口)之間的 JavaScript 代碼的訪問。這意味著在 Web Worker 中,只能加載與當(dāng)前頁面在同一源下的腳本,否則會觸發(fā)安全錯誤。
  • Web Worker中限制了部分Web API。Web Worker 有一些限制,其中包括無法直接操作 DOM 和無法使用 localStorage。這是因為 Web Workers 是在獨立的線程中運行的,與主線程分離,并且沒有直接的訪問主線程的 DOM 或 JavaScript 運行環(huán)境的能力。
  • Web Worker與主線程的數(shù)據(jù)通信, 默認(rèn)情況下Web Worker與主線程或其他Worker不能共享內(nèi)存。Web Workers 默認(rèn)情況下是無法直接共享內(nèi)存的,因為它們在獨立的線程中運行,擁有各自的運行環(huán)境和內(nèi)存空間。

解決方案

利用Blob解決跨域限制

Web Workers 是一種在 JavaScript 中創(chuàng)建并在后臺運行的多線程方式,可以用于執(zhí)行耗時的任務(wù)而不會阻塞主線程。但是在使用 Web Workers 時,需要注意一些限制和解決方案,其中包括同源策略。這意味著在 Web Worker 中,只能加載與當(dāng)前頁面在同一源下的腳本,否則會觸發(fā)安全錯誤。

// 獲取遠程腳本代碼
fetch('https://example.com/remote-script.js')
  .then(response => response.text())
  .then(scriptText => {
    // 創(chuàng)建 Blob 對象
    const blob = new Blob([scriptText], { type: 'application/javascript' });
    // 創(chuàng)建 Blob URL
    const blobUrl = URL.createObjectURL(blob);
    // 創(chuàng)建 Web Worker
    const worker = new Worker(blobUrl);
    // Web Worker 的消息處理邏輯
    worker.onmessage = function(event) {
      // 處理 Web Worker 發(fā)送的消息
      console.log('Message from Web Worker:', event.data);
    };
    // 向 Web Worker 發(fā)送消息
    worker.postMessage('Hello from main thread!');
  })
  .catch(error => {
    // 處理錯誤
    console.error('Failed to load remote script:', error);
  });

在這個示例中,通過使用 fetch() 方法獲取遠程腳本代碼,并將其作為 Blob 對象傳遞給 Worker 構(gòu)造函數(shù)。然后,通過 Blob URL 創(chuàng)建一個 Web Worker,并在 Web Worker 中處理消息。由于 Blob URL 不受同源策略限制,因此可以加載遠程的腳本代碼。

需要注意的是,加載遠程代碼可能存在安全風(fēng)險,因此在使用 Blob 對象加載遠程代碼時應(yīng)謹(jǐn)慎,并確保加載的代碼是可信的。此外,由于 Blob URL 是臨時的,當(dāng)不再需要時應(yīng)使用 URL.revokeObjectURL() 方法來釋放資源,以避免內(nèi)存泄漏。

解決API限制

通過利用主線程對localStorage和DOM等API進行代理。Web Workers 可以通過 postMessage() 方法向主線程發(fā)送消息,主線程可以通過監(jiān)聽 message 事件來接收消息。通過這種方式,Web Worker 可以向主線程請求 DOM 操作或 localStorage 操作,并將結(jié)果作為消息發(fā)送回來。

Web Workers 可以通過 postMessage() 方法向主線程發(fā)送消息,主線程可以通過監(jiān)聽 message 事件來接收消息。通過這種方式,Web Worker 可以向主線程請求 DOM 操作或 localStorage 操作,并將結(jié)果作為消息發(fā)送回來。

// 發(fā)送請求獲取 localStorage 中的數(shù)據(jù)
self.postMessage({ type: 'getLocalStorage', key: 'myKey' });
// 監(jiān)聽 Web Worker 發(fā)送的消息
worker.onmessage = function(event) {
  // 根據(jù)消息類型執(zhí)行相應(yīng)的操作
  if (event.data.type === 'getLocalStorage') {
    // 從 localStorage 中獲取數(shù)據(jù)
    const value = localStorage.getItem(event.data.key);
    // 發(fā)送結(jié)果回 Web Worker
    worker.postMessage({ type: 'localStorageData', value });
  }
};

解決數(shù)據(jù)通信問題

Web Workers 默認(rèn)情況下是無法直接共享內(nèi)存的,因為它們在獨立的線程中運行,擁有各自的運行環(huán)境和內(nèi)存空間。

利用postMessage傳遞

Web Workers 可以通過 postMessage() 方法向其他 Worker 或主線程發(fā)送消息,并通過監(jiān)聽 message 事件來接收消息。通過這種方式,可以在不同的 Workers 或主線程之間傳遞數(shù)據(jù)和進行通信。

// 創(chuàng)建兩個 Web Workers
const worker1 = new Worker('worker1.js');
const worker2 = new Worker('worker2.js');
// 向 worker1 發(fā)送消息
worker1.postMessage('Hello from main thread to worker1!');
// 監(jiān)聽 worker1 發(fā)送的消息
worker1.onmessage = function(event) {
  console.log('Message from worker1:', event.data);
};
// 向 worker2 發(fā)送消息
worker2.postMessage('Hello from main thread to worker2!');
// 監(jiān)聽 worker2 發(fā)送的消息
worker2.onmessage = function(event) {
  console.log('Message from worker2:', event.data);
};

在 worker1.js 中監(jiān)聽消息并向主線程回復(fù):

// 監(jiān)聽主線程發(fā)送的消息
self.onmessage = function(event) {
  console.log('Message from main thread to worker1:', event.data);

  // 向主線程回復(fù)消息
  self.postMessage('Hello from worker1!');
};

在 worker2.js 中監(jiān)聽消息并向 worker1 發(fā)送消息:

// 監(jiān)聽主線程發(fā)送的消息
self.onmessage = function(event) {
  console.log('Message from main thread to worker2:', event.data);

  // 向 worker1 發(fā)送消息
  self.postMessage('Hello from worker2 to worker1!');
};

那么如果 worker1.js 想要和 worker2.js (兄弟Worker)進行通信呢?只使用postMessage,我想到的比較麻煩一點,就是通過主線程進行消息代理,例如以下方法進行改造:

// 創(chuàng)建兩個 Web Workers
const worker1 = new Worker('worker1.js');
const worker2 = new Worker('worker2.js');
// 向 worker1 發(fā)送消息
worker1.postMessage('Hello from main thread to worker1!');
// 監(jiān)聽 worker1 發(fā)送的消息
worker1.onmessage = function(event) {
  console.log('Message from worker1:', event.data);
  // 如果 worker1 發(fā)送了消息給 worker2
  if (event.data.to === 'worker2') {
    // 將消息轉(zhuǎn)發(fā)給 worker2
    worker2.postMessage(event.data.message);
  }
};
// 向 worker2 發(fā)送消息
worker2.postMessage('Hello from main thread to worker2!');
// 監(jiān)聽 worker2 發(fā)送的消息
worker2.onmessage = function(event) {
  console.log('Message from worker2:', event.data);
  // 如果 worker2 發(fā)送了消息給 worker1
  if (event.data.to === 'worker1') {
    // 將消息轉(zhuǎn)發(fā)給 worker1
    worker1.postMessage(event.data.message);
  }
};

在 worker1.js 中,如果想要向 worker2 發(fā)送消息,可以通過將消息發(fā)送給主線程,并指定接收者為 worker2:

// 向主線程發(fā)送消息,并指定接收者為 worker2
self.postMessage({ to: 'worker2', message: 'Hello from worker1 to worker2!' });

在 worker2.js 中,如果想要向 worker1 發(fā)送消息,也可以通過將消息發(fā)送給主線程,并指定接收者為 worker1:

// 向主線程發(fā)送消息,并指定接收者為 worker1
self.postMessage({ to: 'worker1', message: 'Hello from worker2 to worker1!' });

這樣就可以實現(xiàn)兩個 Web Workers 之間的通信了。需要注意的是,由于主線程作為消息代理,可能會造成一定的性能開銷,因此應(yīng)該根據(jù)實際情況謹(jǐn)慎使用,更推薦以下使用的共享內(nèi)存方法。

共享內(nèi)存

Web Workers 還提供了 SharedArrayBuffer 和 Atomics API,允許多個 Workers 共享同一塊內(nèi)存,從而實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)共享和通信。

// index.js
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(4); // 創(chuàng)建一個共享內(nèi)存,包含 4 個字節(jié)
const worker1 = new Worker('worker1.js');
const worker2 = new Worker('worker2.js');

// 向 worker1 和 worker2 傳遞共享內(nèi)存
worker1.postMessage({ type: 'buffer', buffer: sharedBuffer });
worker2.postMessage({ type: 'buffer', buffer: sharedBuffer });

接收共享內(nèi)存,并使用 Atomics API 進行原子操作:

// worker1
self.onmessage = (event) => {
  const data = event.data;
  if (data.type === 'buffer') {
    const sharedArray = new Int32Array(data.buffer); // 創(chuàng)建一個 Int32Array 視圖來訪問共享內(nèi)存
    // 在共享內(nèi)存中進行原子加法操作
    Atomics.add(sharedArray, 0, 1); // 將共享內(nèi)存中索引為 0 的值增加 1
    // 向 worker2 發(fā)送一個消息,包含共享內(nèi)存中索引為 0 的值
    self.postMessage({ type: 'value', value: sharedArray[0] });
  }
};
// worker2
self.onmessage = (event) => {
  const data = event.data;
  if (data.type === 'buffer') {
    const sharedArray = new Int32Array(data.buffer); // 創(chuàng)建一個 Int32Array 視圖來訪問共享內(nèi)存
    // 在共享內(nèi)存中進行原子加法操作
    Atomics.add(sharedArray, 0, 2); // 將共享內(nèi)存中索引為 0 的值增加 2
    // 向主線程發(fā)送一個消息,包含共享內(nèi)存中索引為 0 的值
    self.postMessage({ type: 'value', value: sharedArray[0] });
  }
};

在主線程中,分別接收來自 worker1 和 worker2 的消息,并輸出共享內(nèi)存中的值:

// index.js
// 接收來自 worker1 的消息,并輸出共享內(nèi)存中的值
worker1.onmessage = (event) => {
  const data = event.data;
  if (data.type === 'value') {
    console.log('worker1 value:', data.value); // 輸出共享內(nèi)存中索引為 0 的值
  }
};
// 接收來自 worker2 的消息,并輸出共享內(nèi)存中的值
worker2.onmessage = (event) => {
  const data = event.data;
  if (data.type === 'value') {
    console.log('worker2 value:', data.value); // 輸出共享內(nèi)存中索引為 0 的值
  }
};

SharedArrayBuffer 是一種特殊的 ArrayBuffer,它可以在多個 Workers 之間共享,允許它們在同一塊內(nèi)存中進行讀寫操作。與普通的 ArrayBuffer 不同,SharedArrayBuffer 不受同源策略限制,因此可以在不同源的 Workers 之間進行共享。

Atomics API 則提供了一組原子操作,用于在共享的內(nèi)存中進行同步和協(xié)調(diào)訪問。它包括了一些常見的原子操作,例如原子加法、原子減法、原子比較和交換等,可以保證多個 Workers 在訪問共享內(nèi)存時的原子性操作,避免了數(shù)據(jù)競爭和不一致性的問題。

通過使用 SharedArrayBuffer 和 Atomics API,多個 Workers 可以在共享的內(nèi)存中進行高效的數(shù)據(jù)操作,從而實現(xiàn)更快速和高效的數(shù)據(jù)共享和通信,尤其對于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理或復(fù)雜計算的場景下,可以顯著提升性能。然而,需要注意的是,由于共享內(nèi)存可能涉及到并發(fā)訪問和競態(tài)條件,使用 SharedArrayBuffer 和 Atomics API 需要謹(jǐn)慎處理,并遵循相關(guān)的安全性和最佳實踐,以確保數(shù)據(jù)的正確性和一致性。

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