ECMAScript 2017 (ES8) 中的 Shared Memory 和 Atomics

随着 Web 应用程序变得越来越复杂,多线程和 Web Workers 的使用变得越来越普遍。在这些场景下,数据共享是一个非常重要的问题。在过去,我们必须使用锁和互斥量等机制来保证数据的正确性,这会增加代码的复杂度和运行时的开销。但是,ECMAScript 2017 (ES8) 引入了 Shared Memory 和 Atomics 的概念,这使得多线程和 Web Workers 中的数据共享变得更加简单和高效。

Shared Memory

Shared Memory 是一种共享内存的机制,它允许多个线程或 Web Workers 访问同一块内存区域。这意味着我们可以在不使用复杂的锁和互斥量的情况下,让多个线程或 Web Workers 直接访问和修改同一块内存。这种机制可以显著提高应用程序的性能和响应速度。

示例

让我们看一个简单的示例,演示如何在多个 Web Workers 中共享数据。假设我们有两个 Web Workers,它们需要访问同一个数组。

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在上面的示例中,我们首先创建了两个 Web Workers,并创建了一个共享的内存区域(即 SharedArrayBuffer)。然后,我们将共享的内存区域转换为一个 Int32Array,这个数组包含了两个 32 位整数。接下来,在 worker1 中修改了第一个元素,而在 worker2 中修改了第二个元素。最后,在主线程中读取数组,我们可以看到数组中的两个元素已经被修改为了 100 和 200。

Atomics

Atomics 是一个用于操作 Shared Memory 的 API。它提供了一组原子操作,可以确保多个线程或 Web Workers 访问同一块内存时,操作的正确性和顺序。这些原子操作具有原子性,即它们要么全部成功,要么全部失败,不会出现中间状态。

示例

让我们看一个简单的示例,演示如何使用 Atomics 来保证多个线程或 Web Workers 中对共享内存的操作的正确性和顺序。假设我们有两个 Web Workers,它们需要访问同一个数组。

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在上面的示例中,我们首先创建了两个 Web Workers,并创建了一个共享的内存区域(即 SharedArrayBuffer)。然后,我们将共享的内存区域转换为一个 Int32Array,这个数组包含了两个 32 位整数。接下来,在 worker1 中增加了第一个元素,而在 worker2 中减少了第一个元素。最后,在主线程中读取数组,我们可以看到数组中的两个元素已经被修改为了 5 和 0。

在这个示例中,我们使用了 Atomics.add() 和 Atomics.sub() 这两个原子操作来增加和减少数组中的元素。这些原子操作确保了多个线程或 Web Workers 中对共享内存的操作的正确性和顺序。

总结

ECMAScript 2017 (ES8) 引入了 Shared Memory 和 Atomics 的概念,这使得多线程和 Web Workers 中的数据共享变得更加简单和高效。Shared Memory 允许多个线程或 Web Workers 访问同一块内存区域,而 Atomics 提供了一组原子操作,可以确保多个线程或 Web Workers 访问同一块内存时,操作的正确性和顺序。这些新的特性可以显著提高应用程序的性能和响应速度,同时也使得代码更加简单和易于维护。

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