突襲HTML5之Javascript API擴(kuò)展1—Web Worker異步執(zhí)行及相關(guān)概述

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    HTML5 中的 Web Worker 可以分為兩種不同線程類型,一個(gè)是專用線程 Dedicated Worker,一個(gè)是共享線程 Shared Worker。兩種類型的線程各有不同的用途,感興趣的朋友可以了解下啊,或許對(duì)你有所幫助
    Javascript執(zhí)行機(jī)制
    在HTML5之前,瀏覽器中JavaScript的運(yùn)行都是以單線程的方式工作的,雖然有多種方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)多線程的模擬(例如:Javascript 中的 setinterval 方法,setTimeout 方法等),但是在本質(zhì)上程序的運(yùn)行仍然是由 JavaScript 引擎以單線程調(diào)度的方式進(jìn)行的。在 HTML5 中引入的工作線程使得瀏覽器端的 Javascript 引擎可以并發(fā)地執(zhí)行 Javascript 代碼,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)瀏覽器端多線程編程的良好支持。
    Javascript中的多線程 - WebWorker
    HTML5 中的 Web Worker 可以分為兩種不同線程類型,一個(gè)是專用線程 Dedicated Worker,一個(gè)是共享線程 Shared Worker。兩種類型的線程各有不同的用途。
    專用型web worker
    專用型worker與創(chuàng)建它的腳本連接在一起,它可以與其他的worker或是瀏覽器組件通信,但是他不能與DOM通信。專用的含義,我想就是這個(gè)線程一次只處理一個(gè)需求。專用線程在除了IE外的各種主流瀏覽器中都實(shí)現(xiàn)了,可以放心使用。
    創(chuàng)建線程
    創(chuàng)建worker很簡(jiǎn)單,只要把需要在線程中執(zhí)行的JavaScript文件的文件名傳給構(gòu)造函數(shù)就可以了。
    線程通信
    在主線程與子線程間進(jìn)行通信,使用的是線程對(duì)象的postMessage和onmessage方法。不管是誰(shuí)向誰(shuí)發(fā)數(shù)據(jù),發(fā)送發(fā)使用的都是postMessage方法,接收方都是使用onmessage方法接收數(shù)據(jù)。postMessage只有一個(gè)參數(shù),那就是傳遞的數(shù)據(jù),onmessage也只有一個(gè)參數(shù),假設(shè)為event,則通過(guò)event.data獲取收到的數(shù)據(jù)。
    發(fā)送JSON數(shù)據(jù)
    JSON是JS原生支持的東西,不用白不用,復(fù)雜的數(shù)據(jù)就用JSON傳送吧。例如:
    代碼如下:
    postMessage({'cmd': 'init', 'timestamp': Date.now()});
    處理錯(cuò)誤
    當(dāng)線程發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候,它的onerror事件回調(diào)會(huì)被調(diào)用。所以處理錯(cuò)誤的方式很簡(jiǎn)單,就是掛接線程實(shí)例的onerror事件。這個(gè)回調(diào)函數(shù)有一個(gè)參數(shù)error,這個(gè)參數(shù)有3個(gè)字段:message - 錯(cuò)誤消息;filename - 發(fā)生錯(cuò)誤的腳本文件;lineno - 發(fā)生錯(cuò)誤的行。
    銷毀線程
    在線程內(nèi)部,使用close方法線程自己銷毀自己。在線程外部的主線程中,使用線程實(shí)例的terminate方法銷毀線程。
    下面從一個(gè)例子看線程的基本操作:
    HTML代碼:
    代碼如下:
    <!DOCTYPE HTML>
    <html>
    <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
    <title>web worker fibonacci</title>
    <script type="text/javascript">
    onload = function(){
    var worker = new Worker('fibonacci.js');
    worker.onmessage = function(event) {
    console.log("Result:" + event.data);
    };
    worker.onerror = function(error) {
    console.log("Error:" + error.message);
    };
    worker.postMessage(40);
    }
    </script>
    </head>
    <body>
    </body>
    </html>
    腳本文件fibonacci.js代碼:
    代碼如下:
    //fibonacci.js
    var fibonacci = function(n) {
    return n < 2 ? n : arguments.callee(n - 1) + arguments.callee(n - 2);
    };
    onmessage = function(event) {
    var n = parseInt(event.data, 10);
    postMessage(fibonacci(n));
    };
    把它們放到相同的目錄,運(yùn)行頁(yè)面文件,查看控制臺(tái),可以看到運(yùn)行的結(jié)果。
    這里還有一點(diǎn),在主線程中,onmessage事件可以使用另外一種方式掛接:
    代碼如下:
    worker.addEventListener('message', function(event) {
    console.log("Result:" + event.data);
    }, false);
    個(gè)人覺(jué)得很麻煩,不如用onmessage直接。
    使用其他腳本文件
    工作線程可以使用全局方法importScripts來(lái)加載和使用其他的域內(nèi)腳本文件或者類庫(kù)。例如下面都是合法的使用方式:
    代碼如下:
    importScripts();/* imports nothing */
    importScripts('foo.js'); /* imports just "foo.js" */
    importScripts('foo.js', 'bar.js');/* imports two scripts */
    導(dǎo)入以后,可以直接使用這些文件中的方法。看一個(gè)網(wǎng)上的小例子:
    代碼如下:
    /**
    * 使用 importScripts 方法引入外部資源腳本,在這里我們使用了數(shù)學(xué)公式計(jì)算工具庫(kù) math_utilities.js
    * 當(dāng) JavaScript 引擎對(duì)這個(gè)資源文件加載完畢后,繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼。同時(shí),下面的的代碼可以訪問(wèn)和調(diào)用
    * 在資源文件中定義的變量和方法。
    **/
    importScripts('math_utilities.js');
    onmessage = function (event)
    {
    var first = event.data.first;
    var second = event.data.second;
    calculate(first,second);
    };
    function calculate(first,second) {
    //do the calculation work
    var common_divisor=divisor(first,second);
    var common_multiple=multiple(first,second);
    postMessage("Work done! " +
    "The least common multiple is " + common_divisor +
    " and the greatest common divisor is "+common_multiple);
    }
    網(wǎng)上也有網(wǎng)友想到了利用這里的importScripts方法解決資源預(yù)加載的問(wèn)題(瀏覽器預(yù)先加載資源,而不會(huì)對(duì)資源進(jìn)行解析和執(zhí)行),道理也很簡(jiǎn)單。
    線程嵌套
    在工作線程中還可以在創(chuàng)建子線程,各種操作還是一樣的。
    同步問(wèn)題
    Worker沒(méi)有鎖的機(jī)制,多線程的同步問(wèn)題只能靠代碼來(lái)解決(比如定義信號(hào)變量)。
    共享型SharedWebWorker
    共享型web worker主要適用于多連接并發(fā)的問(wèn)題。因?yàn)橐幚矶噙B接,所以它的API與專用型worker稍微有點(diǎn)區(qū)別。除了這一點(diǎn),共享型web worker和專用型worker一樣,不能訪問(wèn)DOM,并且對(duì)窗體屬性的訪問(wèn)也受到限制。共享型web worker也不能跨越通信。
    頁(yè)面腳本可以與共享型web worker通信,然而,與專用型web worker(使用了一個(gè)隱式的端口通信)稍微有點(diǎn)不同的是,通信是顯式的通過(guò)使用一個(gè)端口(port)對(duì)象并附加上一個(gè)消息事件處理程序來(lái)進(jìn)行的。
    在收到web worker腳本的首個(gè)消息之后,共享型web worker把一個(gè)事件處理程序附加到激活的端口上。一般情況下,處理程序會(huì)運(yùn)行自己的postMessage()方法來(lái)把一個(gè)消息返回給調(diào)用代碼,接著端口的start()方法生成一個(gè)有效的消息進(jìn)程。
    看網(wǎng)上能找到的的唯一個(gè)例子:創(chuàng)建一個(gè)共享線程用于接收從不同連接發(fā)送過(guò)來(lái)的指令,然后實(shí)現(xiàn)自己的指令處理邏輯,指令處理完成后將結(jié)果返回到各個(gè)不同的連接用戶。
    HTML代碼:
    代碼如下:
    <!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Shared worker example: how to use shared worker in HTML5</title>
    <script>
    var worker = new SharedWorker('sharedworker.js');
    var log = document.getElementById('response_from_worker');
    worker.port.addEventListener('message', function(e) {
    //log the response data in web page
    log.textContent =e.data;
    }, false);
    worker.port.start();
    worker.port.postMessage('ping from user web page..');
    //following method will send user input to sharedworker
    function postMessageToSharedWorker(input)
    {
    //define a json object to construct the request
    var instructions={instruction:input.value};
    worker.port.postMessage(instructions);
    }
    </script>
    </head>
    <body onload=''>
    <output id='response_from_worker'>
    Shared worker example: how to use shared worker in HTML5
    </output>
    send instructions to shared worker:
    <input type="text" autofocus oninput="postMessageToSharedWorker(this);return false;">
    </input>
    </body>
    </html>
    腳本文件代碼:
    代碼如下:
    // 創(chuàng)建一個(gè)共享線程用于接收從不同連接發(fā)送過(guò)來(lái)的指令,指令處理完成后將結(jié)果返回到各個(gè)不同的連接用戶。
    var connect_number = 0;
    onconnect = function(e) {
    connect_number =connect_number+ 1;
    //get the first port here
    var port = e.ports[0];
    port.postMessage('A new connection! The current connection number is '
    + connect_number);
    port.onmessage = function(e) {
    //get instructions from requester
    var instruction=e.data.instruction;
    var results=execute_instruction(instruction);
    port.postMessage('Request: '+instruction+' Response '+results
    +' from shared worker...');
    };
    };
    /*
    * this function will be used to execute the instructions send from requester
    * @param instruction
    * @return
    */
    function execute_instruction(instruction)
    {
    var result_value;
    //implement your logic here
    //execute the instruction...
    return result_value;
    }
    在上面的共享線程例子中,在主頁(yè)面即各個(gè)用戶連接頁(yè)面構(gòu)造出一個(gè)共享線程對(duì)象,然后定義了一個(gè)方法 postMessageToSharedWorker 向共享線程發(fā)送來(lái)之用戶的指令。同時(shí),在共享線程的實(shí)現(xiàn)代碼片段中定義 connect_number 用來(lái)記錄連接到這個(gè)共享線程的總數(shù)。之后,用 onconnect 事件處理器接受來(lái)自不同用戶的連接,解析它們傳遞過(guò)來(lái)的指令。最后,定義一個(gè)了方法 execute_instruction 用于執(zhí)行用戶的指令,指令執(zhí)行完成后將結(jié)果返回給各個(gè)用戶。
    這里我們并沒(méi)有跟前面的例子一樣使用到了工作線程的 onmessage 事件處理器,而是使用了另外一種方式 addEventListener。實(shí)際上,前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),這兩種的實(shí)現(xiàn)原理基本一致,只是在這里有些稍微的差別,如果使用到了 addEventListener 來(lái)接受來(lái)自共享線程的消息,那么就要先使用 worker.port.start() 方法來(lái)啟動(dòng)這個(gè)端口。之后就可以像工作線程的使用方式一樣正常的接收和發(fā)送消息。
    最后陳述
    線程中能做的事:
    1.能使用setTimeout(), clearTimeout(), setInterval(),clearInterval()等函數(shù)。
    2.能使用navigator對(duì)象。
    3.能使用XMLHttpRequest來(lái)發(fā)送請(qǐng)求。
    4.可以在線程中使用Web Storage。
    5.線程中可以用self獲取本線程的作用域。
    線程中不能做的事:
    1.線程中是不能使用除navigator外的DOM/BOM對(duì)象,例如window,document(想要操作的話只能發(fā)送消息給worker創(chuàng)建者,通過(guò)回調(diào)函數(shù)操作)。
    2.線程中不能使用主線程中的變量和函數(shù)。
    3.線程中不能使用有"掛起"效果的操作命令,例如alert等。
    4.線程中不能跨域加載JS。
    線程也是需要消耗資源的,而且使用線程也會(huì)帶來(lái)一定的復(fù)雜性,所以如果沒(méi)有充足的理由來(lái)使用額外的線程的話,那么就不要用它。