ES11 中的原子操作简介

原子操作是一种能够确保多个操作在同一时间内执行的操作方式。在前端开发中，我们常常需要进行一些类似于加锁、解锁、限流等操作，这时候原子操作就可以派上用场了。ES11 中新增了原子操作的支持，本文将为大家介绍其原理、用法及示例。

原理

原子操作是一种在多线程或多进程环境下保证数据同步的机制。在 JavaScript 中，原子操作是指在执行一系列操作时，要么全部执行成功，要么全部执行失败，不会出现部分成功部分失败的情况。原子操作能够保证数据的一致性和可靠性。

用法

在 ES11 中，提供了一些原子操作的 API，包括 Atomics.add()、Atomics.and()、Atomics.or()、Atomics.xor()、Atomics.load()、Atomics.store()、Atomics.wait()、Atomics.notify() 等。下面我们分别介绍一下这些 API 的用法。

Atomics.add()

Atomics.add() 方法用于将指定位置上的值加上指定的增量，并返回更新后的值。如果加上增量后的值超出了范围，则返回原始值。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.add(arr, 0, 2); // 将 arr[0] 加上 2，返回更新后的值
console.log(arr); // 输出 [3, 2, 3, 4]

Atomics.and()

Atomics.and() 方法用于将指定位置上的值与指定的值进行按位与操作，并返回更新后的值。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.and(arr, 0, 2); // 将 arr[0] 与 2 进行按位与操作，返回更新后的值
console.log(arr); // 输出 [0, 2, 3, 4]

Atomics.or()

Atomics.or() 方法用于将指定位置上的值与指定的值进行按位或操作，并返回更新后的值。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.or(arr, 0, 2); // 将 arr[0] 与 2 进行按位或操作，返回更新后的值
console.log(arr); // 输出 [3, 2, 3, 4]

Atomics.xor()

Atomics.xor() 方法用于将指定位置上的值与指定的值进行按位异或操作，并返回更新后的值。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.xor(arr, 0, 2); // 将 arr[0] 与 2 进行按位异或操作，返回更新后的值
console.log(arr); // 输出 [3, 2, 3, 4]

Atomics.load()

Atomics.load() 方法用于获取指定位置上的值。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.load(arr, 0); // 获取 arr[0] 的值

Atomics.store()

Atomics.store() 方法用于将指定位置上的值设置为指定的值。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.store(arr, 0, 2); // 将 arr[0] 的值设置为 2
console.log(arr); // 输出 [2, 2, 3, 4]

Atomics.wait()

Atomics.wait() 方法用于挂起当前线程，直到指定位置上的值发生变化或者超时。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.wait(arr, 0, 1); // 等待 arr[0] 的值变为 1

Atomics.notify()

Atomics.notify() 方法用于唤醒被 Atomics.wait() 挂起的线程。

const arr = new Int32Array([1, 2, 3, 4]);
Atomics.notify(arr, 0, 1); // 唤醒被挂起的线程

示例

下面我们来看一个使用原子操作实现互斥锁的例子。

const lock = new Int32Array(new SharedArrayBuffer(4));

function acquireLock() {
  while (Atomics.compareExchange(lock, 0, 0, 1) !== 0) {
    // 如果锁已经被占用，则等待
    Atomics.wait(lock, 0, 1);
  }
}

function releaseLock() {
  Atomics.store(lock, 0, 0);
  Atomics.notify(lock, 0, 1);
}

在上面的代码中，我们使用 Atomics.compareExchange() 方法来获取锁。如果锁已经被占用，则使用 Atomics.wait() 方法挂起当前线程，直到锁被释放。当锁被释放时，使用 Atomics.notify() 方法唤醒被挂起的线程。

总结

原子操作是一种确保多个操作在同一时间内执行的机制。在 ES11 中，我们可以使用一系列原子操作的 API 来实现加锁、解锁、限流等操作。原子操作能够保证数据的一致性和可靠性，是前端开发中非常重要的一部分。

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