diff --git "a/76.\347\262\276\350\257\273\343\200\212\350\260\210\350\260\210 Web Workers\343\200\213.md" "b/76.\347\262\276\350\257\273\343\200\212\350\260\210\350\260\210 Web Workers\343\200\213.md" new file mode 100644 index 00000000..539920d9 --- /dev/null +++ "b/76.\347\262\276\350\257\273\343\200\212\350\260\210\350\260\210 Web Workers\343\200\213.md" @@ -0,0 +1,147 @@ +## 1 引言 + +本周精读的文章是 [speedy-introduction-to-web-workers](https://auth0.com/blog/speedy-introduction-to-web-workers/),是一篇 Web Workers 快速入门的文章,借精读这篇文章的机会,谈谈对 Web Workers 的理解与运用。 + +## 2 概述 + +> 就像分工,你只负责编码,而你的朋友负责设计,那你就可以专心把自己的事情做好,而且更快速的完成任务。 + +本文通过一个比方,描述了 Web Workers 的两大特征: + +1. 高效。 +2. 并行。 + +因为浏览器是单线程的,任何大量耗时的 JS 任务都会卡住界面,使浏览器无法响应任何操作,这样的用户体验非常糟糕。Web Workers 可以将耗时任务拆解出去,降低主线程的压力,避免主线程无响应。 + +> 但 CPU 资源是有限的,Web Workers 并不能增加总体运行效率,算上通信的损耗,整体计算效率会有一定的下降。 + +### 创建 Web Workers + +```javascript +const worker = new Worker("../src/worker.js"); +``` + +上述代码中,`worker` 就是一个 Web Workers 实例,执行的代码是 `../src/worker.js` 路径下的文件。 + +### 收发消息 + +Web Workers 用来执行异步脚本,只要掌握了它与主线程通信的方式,就可以在指定时机运行异步脚本,并在运行完时将结果传递给主线程。 + +#### 主线程接收发 Web Workers 消息 + +```javascript +const worker = new Worker("../src/worker.js"); + +worker.onmessage = e => {}; + +worker.postMessage("Marco!"); +``` + +每个 `worker` 实例通过 `onmessage` 接收消息,通过 `postMessage` 发送消息。 + +#### Web Workers 收发主线程消息 + +```javascript +self.onmessage = e => {}; + +self.postMessage("Marco!"); +``` + +和主线程代码类似,在 Web Workers 代码中,也是 `onmessage` 接收消息,这个消息来自主线程或者其它 Workers。也可以通过 `postMessage` 发送消息。 + +#### 销毁 Web Workers + +```javascript +worker.terminate(); +``` + +文章内容就这么多,是不是有写太简单了呢!笔者结合自己的使用经验,再补充一些知识。 + +## 3 精读 + +### 对象转移(Transferable Objects) + +对象转移就是将对象引用零成本转交给 Web Workers 的上下文,而不需要进行结构拷贝。 + +这里要解释的是,**主线程与 Web Workers 之间的通信,并不是对象引用的传递,而是序列化/反序列化的过程**,当对象非常庞大时,序列化和反序列化都会消耗大量计算资源,降低运行速度。 + +![](https://img.alicdn.com/tfs/TB17Y7BjgHqK1RjSZFgXXa7JXXa-577-318.png) + +上面的图充分证明了,大对象传递,使用对象转移各项指标都优于结构拷贝。 + +对象转移使用方式很简单,给 `postMessage` 增加一个参数,把对象引用传过去即可: + +```javascript +var ab = new ArrayBuffer(1); +worker.postMessage(ab, [ab]); +``` + +浏览器兼容性也不错:Currently Chrome 17+, Firefox, Opera, Safari, IE10+。更具体内容,可以看 [Transferable Objects: Lightning Fast!](https://developers.google.com/web/updates/2011/12/Transferable-Objects-Lightning-Fast)。 + +> 需要注意的是,对象引用转移后,原先上下文就无法访问此对象了,需要在 Web Workers 再次将对象还原到主线程上下文后,主线程才能正常访问被转交的对象。 + +### 如何不用 JS 文件创建 Web Workers + +Web Workers 优势这么大,但用起来需要在同域下创建一个 JS 文件实在不方便,尤其在前后端分离做的比较彻底的团队,前端团队能控制的仅仅是一个 JS 文件。那么下面给出几个不用 JS 文件,就创建 Web Workers 的方法: + +#### webpack 插件 - worker-loader + +[worker-loader](https://github.com/webpack-contrib/worker-loader) 是一个 webpack 插件,可以将一个普通 JS 文件的全部依赖提取后打包并替换调用处,以 Blob 形式内联在源码中。 + +```javascript +import Worker from "worker-loader!./file.worker.js"; + +const worker = new Worker(); +``` + +上述代码的魔术在于,转化成下面的方式执行: + +```javascript +const blob = new Blob([codeFromFileWorker], { type: "application/javascript" }); +const worker = new Worker(URL.createObjectURL(blob)); +``` + +#### Blob URL + +第二种方式由第一种方式自然带出:如果不想用 webpack 插件,那自己通过 Blob 的方式创建也可以: + +```javascript +const code = ` + importScripts('https://xxx.com/xxx.js'); + self.onmessage = e => {}; +`; + +const blob = new Blob([code], { type: "application/javascript" }); +const worker = new Worker(URL.createObjectURL(blob)); +``` + +看上去代码更轻量一些,不过问题是当遇到复杂依赖时,如果不能把依赖都转化为脚本通过 `importScripts` 方式引用,就无法访问到主线程环境中的包。如果真的遇到了这个问题,可以用第一种 webpack 插件的方式解决,这个插件会自动把文件所有依赖都打包进源码。 + +### 管理 postMessage 队列 + +为什么 postMessage 会形成队列,为什么要管理它? + +首先在 Web Workers 架构设计上就必须做成队列,因为调用 `postMessage` 时,对应的 Web Workers 不一定完成了初始化,所以浏览器底层必须管理一个队列,在 Web Workers 初始化完毕时,依次消费,这样才能确保任何时候发出的 `postMessage` 都能被 Web Workers 接收到。 + +其次,为什么要手动维护这个队列,原因可能取决于如下几点: + +- 业务原因,前面的 `postMessage` 还没来得及消费,就不要发送新的消息,或者丢弃新的消息,这时候需要通过双向通信拿到 Web Workers 的执行结果回执,手动控制队列。 +- 性能原因,一般 Web Workers 都会被用来执行耗时的同步运算,如果运算时间比较长,那短期塞入多个消息队列是没有意义的。 + +![](https://img.alicdn.com/tfs/TB1QzMIjbPpK1RjSZFFXXa5PpXa-1828-982.png) + +如上图所示,对于每次用户输入都要进行的 SQL Parser 很耗时,及时放在 Web Workers 也可能导致将 Workers 撑爆到无响应,这是不仅要使用多 Workers 缓冲池,还要对待执行队列进行过滤,因为用户永远只关心最后一次输入的 Parser 结果。 + +由于 Web Workers 运算被卡住时,除了销毁 Worker 没有别的办法,而销毁 Worker 的成本比较高,不能对每一个用户输入都销毁并新建 Web Workers,所以利用 Workers 缓冲池,当缓冲池满了,新的消费队列又进来的时候,可以销毁全部 Workers 缓冲池,换一批新缓冲池重新消费用户输入。 + +## 4 总结 + +Web Workers 是拆解异步计算的好帮手,vscode 网页版也通过 Web Workers 异步完成代码提示和高亮,笔者有对比过,发现 Web Workers 性能提升非常明显。 + +管理好你的 Web Workers 消息队列,谨防同步计算让 Web Workers 失去响应!建立一个智能的消息队列,根据业务需求设计一个最好的队列消费模型吧! + +## 5 更多讨论 + +> 讨论地址是:[精读《谈谈 Web Workers》 · Issue #108 · dt-fe/weekly](https://github.com/dt-fe/weekly/issues/108) + +**如果你想参与讨论,请[点击这里](https://github.com/dt-fe/weekly),每周都有新的主题,周末或周一发布。前端精读 - 帮你筛选靠谱的内容。**