理解 ES12 中的 SharedArrayBuffer 和 Atomics

在以前的 JavaScript 版本中,由于没有多线程支持,JavaScript 开发者通常必须使用 web worker 模拟多线程应用程序的执行。但是,这种方法并不能处理大量数据并行执行的情况,而且这种模拟多线程的做法会导致更多的复杂性和性能问题。ES12 中的新特性(SharedArrayBuffer 和 Atomics)解决了这个问题,并且将 JavaScript 多线程支持提升到了一个新的水平。

SharedArrayBuffer

SharedArrayBuffer 实现了一种新的 JavaScript 对象类型,该类型表示一个用于多个线程共享的二进制数据缓冲区。它的特点是性能高,数据通信快,而且可以减少内存使用。多个线程可以同时读写这个缓存区,这是一个真正的多线程应用程序需要的。

以下是用 SharedArrayBuffer 创建的一个数组的示例:

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在上面的示例中,我们创建了一个大小为 16 字节的缓冲区,然后使用两个不同类型的 TypedArray(Int32Array 和 Int8Array)来操作它。我们可以在不同的线程上使用这些 TypedArray。

Atomics

Atomics 是一个新的全局标准对象,它包含了一些用于原子操作的静态方法(Atomic Methods)。这些方法提供了一些常用的原子操作,例如更新缓存区的值、比较和交换缓存区的值、增加和减少缓存区的值等。Atomics 对象让我们在多线程应用程序中使用锁操作,从而避免了锁操作的竞争。

以下是使用 Atomics 对象的一个简单示例,我们实现的是一个原子计数器:

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在上面的示例中,我们创建了一个计数器,然后使用 Atomics 对象的 add 方法将计数器增加了 1。我们使用 Atomics 对象的 load 方法获取计数器当前的值。

性能提升

SharedArrayBuffer 和 Atomics 的引入,使得 JavaScript 可以更好地支持多线程程序,这对于一些需要编写高效的数据密集型应用程序(如图形渲染和机器学习)来说尤其重要。

需要注意的是,使用 SharedArrayBuffer 和 Atomics 时需要遵守一些规则,例如不允许直接访问 SharedArrayBuffer 数据缓冲区,只允许使用 TypedArray 来访问缓冲区。此外,一些浏览器可能不支持 SharedArrayBuffer 和 Atomics,需要在实际应用程序中进行检测和判断。

结论

在本文中,我们深入了解了 ES12 中的 SharedArrayBuffer 和 Atomics,它们的引入解决了 JavaScript 多线程执行的问题。我们示范了如何使用 SharedArrayBuffer 和 Atomics 创建原子操作和计数器,并在最后强调了使用这些新特性时需要遵循的规则。使用这些新特性可以提高多线程程序的性能和效率,让 JavaScript 开发者在应对数据密集型应用程序时更加得心应手。

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