在过去的几年中,JavaScript 已经成为了 Web 开发和移动开发的主力语言之一。虽然 JavaScript 在语法和扩展方面一直在迅速发展,但是在多线程并发编程方面,JavaScript 已经颇为滞后。ES8 带来的新特性 Shared Memory 和 Atomics,填补了 JavaScript 在并发编程上的空白,使得 JavaScript 可以在多个线程之间共享变量,从而实现更高效、更可靠的并发编程。
什么是 Shared Memory
Shared Memory 是指多个线程共享同一个内存空间,通过读写该共享内存来实现线程间的通信。Shared Memory 是一种非常高效的线程通信方式,因为多个线程可以同时访问同一个内存区域。JavaScript 的 SharedArrayBuffer 对象提供了一种共享内存的机制。
下面是一个简单的 Shared Memory 的例子。我们先创建一个 SharedArrayBuffer 对象,然后创建两个线程,在这两个线程中,它们都可以同时读取和写入该 SharedArrayBuffer 对象中的数据:
// javascriptcn.com 代码示例 const sab = new SharedArrayBuffer(8); const view1 = new Int32Array(sab); const view2 = new Int32Array(sab); // Worker 1 view1[0] = 1; console.log(view2[0]); // 1 // Worker 2 view2[0] = 2; console.log(view1[0]); // 2
在上面的例子中,我们通过创建了一个 8 字节的 SharedArrayBuffer 对象来实现线程之间的通信,然后创建了两个 Int32Array 对象来读取和写入该共享内存,最后在两个线程中分别对这个共享内存进行读写操作,并且可以看到两个线程都能够正确地读写到共享内存中的数据。
什么是 Atomics
Atomics 是 JavaScript 提供的一种原子操作,包括对共享内存的读、写、交换和比较等操作。JavaScript 的 Atomics 对象提供了一种线程安全的方式来操作共享内存,避免了多个线程访问同一块内存时可能会发生的竞争条件和死锁等问题。
下面是一个示例代码,它展示了如何使用 Atomics 对象来实现一个类似于锁的功能:
// javascriptcn.com 代码示例 const sab = new SharedArrayBuffer(4); const arr = new Int32Array(sab); function lock() { while (Atomics.compareExchange(arr, 0, 0, 1) !== 0) { // 无限循环,等待另一个线程释放锁 } } function unlock() { Atomics.exchange(arr, 0, 0); } // Worker 1 lock(); console.log('Worker 1 got the lock'); setTimeout(function() { console.log('Worker 1 releasing the lock'); unlock(); }, 1000); // Worker 2 setTimeout(function() { console.log('Worker 2 trying to get the lock'); lock(); console.log('Worker 2 got the lock'); unlock(); }, 500);
在上面的例子中,我们使用了 Atomics 的 compareExchange 和 exchange 方法来实现了一个基本的锁。compareExchange 方法用于比较当前共享内存中的值和预期值是否相等,如果相等,则将共享内存中的值修改为新的值;exchange 方法则用于将共享内存中的值修改为新的值。通过不断地自旋等待,Worker 2 在 Worker 1 释放锁之后才能获得锁,并在完成一系列操作之后释放锁。
总结
ES8 带来的新标准 Shared Memory 和 Atomics,填补了 JavaScript 在并发编程上的空白,并且提供了一种高效、可靠的多线程编程方式。Shared Memory 允许多个线程通过共享内存来进行通信,而 Atomics 则提供了一种线程安全的方式来操作共享内存。通过合理地运用 Shared Memory 和 Atomics,可以让我们的代码在多线程环境中更加高效,更加健壮。
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