Web worker

 描述

JavaScript 语言采用的是单线程模型,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。

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。

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。

Web Worker 有以下几个使用注意点。
(1)同源限制
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。
(2)DOM 限制
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document、window、parent这些对象。但是,Worker 线程可以navigator对象和location对象。
(3)通信联系
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。
(4)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。
(5)文件限制
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。

基本用法

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(new URL('./worker.ts', import.meta.url));(任何地方都可以使用)
一般还是需要webpack配置worker-loader
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 (event) {  
  console.log('Received message ' + event.data);//事件对象的data属性可以获取 Worker发来的数据
  doSomething();
}

Worker 完成任务以后,主线程就可以把它关掉。
worker.terminate();

Worker 线程
Worker 线程内部需要有一个监听函数,监听message事件,接受js线程传递过来的数据。

self.onmessage=(e)=>{
    calcNum(e.data) 
}

self.onmessage指定监听函数。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。self.close()用于在 Worker 内部关闭自身

self.onmessage=(e)=>{
  var data = e.data;
  switch (data.cmd) {
    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);
  };
}

终止 Worker 

Worker 内部:self.close()

 

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');
importScripts('script1.js', 'script2.js');//同时加载多个脚本。

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 内部也可以监听error事件

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

// 或者
worker.addEventListener('error', function (event) {
  // ...
});

总结

Web Worker 通过将耗时任务移至后台线程,显著提升了 Web 应用的响应性。其基于消息的通信机制确保了线程安全,适合处理非 UI 任务(如计算、数据获取)。尽管存在一定限制,但在复杂场景中(如数据处理、实时应用)是不可或缺的工具。

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