JavaScript中的Web worker多线程API研究

HTML5支持了Web Worker这样的API,允许网页在安全的情况下执行多线程代码。不过Web Worker实际上受到很多限制,因为它无法真正意义上共享内存数据,只能通过消息来做状态通知,所以甚至不能称之为真正意义上的“多线程”。

Web Worker的接口使用起来很不方便,它基本上自带一个sandbox,在沙箱中跑一个独立的js文件,通过 postMessage和 onMessge来和主线程通信:

复制代码 代码如下:


var worker = new Worker("my.js");
var bundle = {message:'Hello world', id:1};
worker.postMessage(bundle); //postMessage可以传一个可序列化的对象过去
worker.onmessage = function(evt){
    console.log(evt.data);    //比较worker中传回来的对象和主线程中的对象
    console.log(bundle);  //{message:'Hello world', id:1}
}

复制代码 代码如下:


//in my.js
onmessage = function(evt){
    var data = evt.data;
    data.id++;
    postMessage(data); //{message:'Hello world', id:2}
}

得到的结果可以发现,线程中得到的data的id增加了,但是传回来之后,并没有改变主线程的bundle中的id,因此,线程中传递的对象实际上copy了一份,这样的话,线程并没有共享数据,避免了读写冲突,所以是安全的。保证线程安全的代价就是限制了在线程中操作主线程对象的能力。

这样一个有限的多线程机制使用起来是很不方便的,我们当然希望Worker能够支持让代码看起来具有同时操作多线程的能力,例如,支持看起来像下面这个样子的代码:

复制代码 代码如下:


var worker = new ThreadWorker(bundle /*shared obj*/);

worker.run(function(bundle){
    //do sth in worker thread...
    this.runOnUiThread(function(bundle /*shared obj*/){
        //do sth in main ui thread...
    });
    //...
});

这段代码里面,我们启动一个worker之后,能够让任意代码跑在worker中,并且当需要操作ui线程(比如读写dom)时,可以通过this.runOnUiThread回到主线程执行。

那么如何实现这个机制呢? 看下面的代码:

复制代码 代码如下:


function WorkerThread(sharedObj){
    this._worker = new Worker("thread.js");
    this._completes = {};
    this._task_id = 0;
    this.sharedObj = sharedObj;

var self = this;
    this._worker.onmessage = function(evt){
        var ret = evt.data;
        if(ret.__UI_TASK__){
            //run on ui task
            var fn = (new Function("return "+ret.__UI_TASK__))();
            fn(ret.sharedObj);
        }else{
            self.sharedObj = ret.sharedObj;
            self._completes[ret.taskId](ret);
        }
    }
}

WorkerThread.prototype.run = function(task, complete){
    var _task = {__THREAD_TASK__:task.toString(), sharedObj: this.sharedObj, taskId: this._task_id};
    this._completes[this._task_id++] = complete;
    this._worker.postMessage(_task);
}

上面这段代码定义了一个ThreadWorker对象,这个对象创建了一个运行thread.js的Web Worker,保存了共享对象SharedObj,并且对thread.js发回的消息进行处理。

如果thread.js中传回了一个UI_TASK消息,那么运行这个消息传过来的function,否则执行run的complete回调 我们看看thread.js是怎么写的:

复制代码 代码如下:


onmessage = function(evt){
    var data = evt.data;

if(data && data.__THREAD_TASK__){
        var task = data.__THREAD_TASK__;
        try{
            var fn = (new Function("return "+task))();

var ctx = {
                threadSignal: true,
                sleep: function(interval){
                    ctx.threadSignal = false;
                    setTimeout(_run, interval);
                },
                runOnUiThread: function(task){
                    postMessage({__UI_TASK__:task.toString(), sharedObj:data.sharedObj});
                }
            }

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