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Hochleistungs-JavaScript vereinfacht: Web Workers, SharedArrayBuffer und Atomics
Hochleistungs-JavaScript vereinfacht: Web Workers, SharedArrayBuffer und Atomics
Dec 21, 2024 pm 04:00 PM
JavaScript ist eine Single-Thread-Sprache, was bedeutet, dass Aufgaben einzeln im Haupt-Thread ausgeführt werden. W?hrend dieses Design die Entwicklung vereinfacht, kann es bei rechenintensiven Aufgaben zu Leistungsengp?ssen führen. In diesem Blog wird untersucht, wie Web Worker, SharedArrayBuffer und Atomics Multithreading in JavaScript erm?glichen k?nnen, um Hochleistungsanwendungen zu erstellen.
Warum Web Worker, SharedArrayBuffer und Atomics verwenden?
Web-Worker
Web Worker führen JavaScript in Hintergrundthreads aus und verhindern so, dass intensive Aufgaben Benutzerinteraktionen wie Scrollen oder Klicken auf Schaltfl?chen blockieren.
SharedArrayBuffer
SharedArrayBuffer erm?glicht die gemeinsame Nutzung des Speichers zwischen dem Hauptthread und den Arbeitern ohne Kopieren und erm?glicht so eine schnellere Kommunikation.
Atomik
Atomics gew?hrleisten einen sicheren und synchronisierten Zugriff auf den gemeinsamen Speicher, verhindern Race Conditions und sorgen für die Datenkonsistenz über Threads hinweg.
Beispiel: Eine reale Aufgabe mit Web Workern und SharedArrayBuffer
Lassen Sie uns ein einfaches und reales Beispiel implementieren: die Summe eines gro?en Arrays parallel berechnen.
Schritt 1: Erstellen eines Web-Worker-Skripts
Erstellen Sie eine Datei mit dem Namen worker.js, um Teilsummenberechnungen durchzuführen:
// worker.js
self.onmessage = function (event) {
const { array, start, end } = event.data;
let sum = 0;
for (let i = start; i < end; i++) {
sum += array[i];
}
self.postMessage(sum);
};
Schritt 2: Einrichten des Hauptthreads
Teilen Sie im Hauptskript die Aufgabe unter den Arbeitern auf.
// main.js
const array = Array.from({ length: 1_000_000 }, () => Math.floor(Math.random() * 100));
const numWorkers = 4;
const chunkSize = Math.ceil(array.length / numWorkers);
const workers = [];
const results = [];
let completedWorkers = 0;
// Create a SharedArrayBuffer for the array
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * array.length);
const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);
sharedArray.set(array);
// Initialize workers
for (let i = 0; i < numWorkers; i++) {
const worker = new Worker('worker.js');
workers.push(worker);
const start = i * chunkSize;
const end = Math.min(start + chunkSize, array.length);
worker.postMessage({ array: sharedArray, start, end });
worker.onmessage = function (event) {
results[i] = event.data;
completedWorkers++;
if (completedWorkers === numWorkers) {
const totalSum = results.reduce((acc, curr) => acc + curr, 0);
console.log('Total Sum:', totalSum);
}
};
}
Schritt 3: Atomics zur Synchronisierung verwenden
Verwenden Sie Atomics, um den Fortschritt zu verwalten oder sicherzustellen, dass alle Threads abgeschlossen sind, bevor Sie fortfahren.
const progress = new Int32Array(sharedBuffer);
Atomics.add(progress, 0, 1); // Increment progress
if (Atomics.load(progress, 0) === numWorkers) {
console.log('All workers completed their tasks.');
}
Vorteile dieses Ansatzes
Reibungslose Benutzererfahrung: Verlagert Berechnungen aus dem Hauptthread.
Schnellere Kommunikation: SharedArrayBuffer vermeidet das Kopieren von Daten zwischen Threads.
Thread-Sicherheit: Atomics bietet Tools zur effektiven Handhabung der Synchronisierung.
Anwendungsf?lle aus der Praxis
Echtzeitanalysen: Verarbeiten Sie gro?e Datens?tze parallel für schnellere Erkenntnisse.
Gaming-Engines: Führen Sie Physiksimulationen in separaten Threads durch.
Medienverarbeitung: Videostreams ohne Verz?gerung der Benutzeroberfl?che kodieren oder dekodieren.
Referenzen
MDN Web Docs: Web Workers
MDN-Webdokumente: SharedArrayBuffer
MDN Web Docs: Atomics
Das obige ist der detaillierte Inhalt vonHochleistungs-JavaScript vereinfacht: Web Workers, SharedArrayBuffer und Atomics. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!
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