Node.js 中的 worker_threads 模块-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

在 Node.js 中，有时候我们需要处理一些耗时的任务，比如计算密集型的操作或者 IO 操作。如果我们在主线程中执行这些任务，会导致主线程阻塞，影响应用程序的响应速度。为了解决这个问题，Node.js 提供了一个 worker_threads 模块，可以让我们在应用程序中创建子线程来执行这些任务，从而不影响主线程的运行。

worker_threads 模块的基本用法

worker_threads 模块提供了一个 Worker 类，可以用来创建子线程。我们可以通过以下代码来创建一个子线程：

const { Worker } = require('worker_threads');

const worker = new Worker('./worker.js');

这里的 ./worker.js 是一个 JavaScript 文件，我们可以在这个文件中编写子线程的代码。当我们创建了一个 Worker 实例后，它会在一个新的线程中运行这个文件。

在子线程中，我们可以通过 parentPort 对象向主线程发送消息，也可以通过 workerData 属性获取主线程传递过来的数据。以下是一个简单的示例代码：

// javascriptcn.com 代码示例
// worker.js
const { parentPort, workerData } = require('worker_threads');

const calculate = (num) => {
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < num; i++) {
    sum += i;
  }
  return sum;
};

const result = calculate(workerData);

parentPort.postMessage(result);

// javascriptcn.com 代码示例
// main.js
const { Worker } = require('worker_threads');

const worker = new Worker('./worker.js', {
  workerData: 1000000
});

worker.on('message', (result) => {
  console.log(result);
});

在这个示例代码中，我们创建了一个子线程来计算从 0 到 1000000 的整数的和。我们将这个数值通过 workerData 属性传递给子线程，并在子线程中计算出结果后，通过 parentPort 对象将结果发送回主线程。在主线程中，我们通过监听 message 事件来获取子线程发送的消息，并将结果打印出来。

worker_threads 模块的高级用法

除了基本用法之外，worker_threads 模块还提供了一些高级用法，可以让我们更加灵活地使用子线程。

使用线程池

在 Node.js 中，创建线程是一件比较耗时的操作。如果我们需要创建多个子线程来执行任务，每次都创建新的线程会导致性能下降。为了解决这个问题，worker_threads 模块提供了一个线程池的机制，可以让我们复用已经创建的线程。

我们可以通过以下代码来创建一个线程池：

// javascriptcn.com 代码示例
const { Worker, isMainThread, threadId } = require('worker_threads');

if (isMainThread) {
  const threads = new Set();
  threads.add(threadId);
  
  for (let i = 0; i < 4; i++) {
    const worker = new Worker(__filename);
    threads.add(worker.threadId);
  }
  
  console.log(`Threads: ${[...threads].join(', ')}`);
} else {
  console.log(`Thread ${threadId} is running`);
}

在这个示例代码中，我们首先判断当前线程是否是主线程。如果是主线程，我们会创建一个线程池，包含当前线程和另外 4 个子线程。在子线程中，我们会打印出当前线程的 ID。

共享内存

在多线程编程中，共享内存是一个非常重要的概念。worker_threads 模块提供了 SharedArrayBuffer 和 Atomics 两个 API，可以让我们在多个线程之间共享内存。

SharedArrayBuffer 是一个类似于 ArrayBuffer 的对象，可以被多个线程共享。不同于 ArrayBuffer 只能在主线程中使用，SharedArrayBuffer 可以在主线程和子线程中使用。

Atomics API 提供了一些原子操作，可以在共享内存中进行数据的读写和计算，保证了多个线程之间的数据同步和互斥访问。

以下是一个使用 SharedArrayBuffer 和 Atomics 的示例代码：

// javascriptcn.com 代码示例
// worker.js
const { parentPort, workerData } = require('worker_threads');

const buffer = new SharedArrayBuffer(4);
const view = new Int32Array(buffer);

Atomics.store(view, 0, workerData);

parentPort.postMessage('Done');

// main.js
const { Worker } = require('worker_threads');

const buffer = new SharedArrayBuffer(4);
const view = new Int32Array(buffer);

const worker = new Worker('./worker.js', {
  workerData: 42
});

worker.on('message', () => {
  console.log(Atomics.load(view, 0)); // output: 42
});

在这个示例代码中，我们创建了一个 SharedArrayBuffer 对象，并在子线程中将传递过来的数据写入到这个对象中。在主线程中，我们通过 Atomics.load 方法读取这个对象中的数据，并将结果打印出来。

总结

worker_threads 模块提供了一种在 Node.js 中使用多线程的方式，可以让我们处理一些耗时的任务，提高应用程序的响应速度。除了基本用法之外，worker_threads 模块还提供了线程池和共享内存等高级用法，可以让我们更加灵活地使用多线程。在使用 worker_threads 模块时，我们需要注意多线程编程的一些问题，比如数据同步和互斥访问等。

来源：JavaScript中文网，转载请注明来源本文地址：https://www.javascriptcn.com/post/655b65c5d2f5e1655d58bbcf