ES9 中的共享 ArrayBuffer 和 Atomics 详解

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前言

ES9(也称为 ECMAScript 2018)是 ECMAScript 标准的最新版本之一,它引入了许多有用的新特性,其中包括共享 ArrayBuffer 和 Atomics。

共享 ArrayBuffer 和 Atomics 为开发人员提供了更好的并发编程体验,这在现代的多核 CPU 架构下具有重要意义。本文将深入探讨这两个新特性,包括其工作原理和如何使用它们。

共享 ArrayBuffer

通常情况下,JavaScript 对象(包括数组)是基于引用传递的,这意味着每个变量和参数都存储指向内存中对象的引用。因此,当多个变量引用同一个 JavaScript 对象时,它们实际上引用同一个内存地址。这样做可以节省内存并提高应用程序性能,但也会带来一些问题,最常见的问题就是多个线程访问同一内存时的竞争条件问题。

共享 ArrayBuffer 为多个线程解决了这个问题,因为它们共享相同的内存块。具体来说,它提供了一种创建可被多个 Web Workers、Service Workers 和 JavaScript 线程共享的非拷贝内存区域的方式。被共享的内存块存储在 ArrayBuffer 中,这意味着多个线程可以同时读写它,而且它们可以安全地协同工作而不会产生竞态条件。

以下是使用共享 ArrayBuffer 的一个简单示例:

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在这个示例中,我们使用 new SharedArrayBuffer 创建了一个 12 个字节大小的内存区域,并使用 new Int32Array 在此内存区域内创建了一个包含 3 个整数的数据视图。

Atomics

Atomics 提供了一组原子操作,这些操作可以在共享 ArrayBuffer 内的数组上执行。这些操作不仅是原子级别的,而且是线程安全的,这意味着多个线程可以在不互相干扰的情况下读取和写入共享数组。

Atomics 模块提供了许多原子操作,包括 waitnotifyloadstoreaddsubandorxorexchangecompareExchange。以下是一个使用 Atomics.add 的简单示例:

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在这个示例中,我们使用 Atomics.add 将索引为 0 的元素的值增加了 10。此操作是原子的,因此不会在多个线程修改数组时出现竞争条件。同时,我们还可以通过 result 变量获取被更新的值。

总结

共享 ArrayBuffer 和 Atomics 为 JavaScript 开发人员提供了一种更好的并发编程方式。有了这些新特性,我们可以更轻松地实现并发算法和数据结构,并编写出更快、更高效的多线程 Web 应用程序。

学习如何使用共享 ArrayBuffer 和 Atomics,可以通过 MDN 上的文档来深入了解相关的技术细节。此外,我们还建议使用某些库(例如 Comlink)来简化共享内存区域的使用。

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