在前端领域,提供并发处理能力是相当复杂的问题。传统的 JavaScript 引擎是单线程执行的,这就意味着只有一个任务在同时进行,当它在执行的时候,其他的任务会被放到等待队列中,等待运行。这种方式限制了 JavaScript 对于一些高性能计算场景的应用,也限制了它的并发能力。
但是,ECMAScript 2017 中引入的 SharedArrayBuffer 却可以帮助我们在 JavaScript 中轻松实现并发处理能力。SharedArrayBuffer 是一种新的内置对象类型,它可以被用来创建一个 ArrayBuffer,这个 ArrayBuffer 可以被多个代理共享读取和写入。其实,SharedArrayBuffer 相当于物理内存中的一块内存区域,可以被多个线程同时操作。
SharedArrayBuffer 使用
SharedArrayBuffer 创建的方式与 ArrayBuffer 很相似,只是在新建时需要加上“new SharedArrayBuffer()”语句。
// 创建一个长度为 16 的 SharedArrayBuffer const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(16);
接下来,我们可以通过 TypedArray 视图来操作这个共享缓冲区。通过定义一个 new TypedArray(buffer, byteOffset, length) 视图对象,我们可以读取或者写入这个共享内存对象。
// 创建一个 Int32Array 视图,它可以操作第一个 4 个字节 const int32View1 = new Int32Array(sharedBuffer, 0, 1);
SharedArrayBuffer 线程同步
在多线程编程环境中,需要对数据的访问进行协调,以解决线程间竞争的问题。JavaScript 在多线程环境下,为了保证线程安全,采用了一种严格的同步策略,即使用“锁”来保证同时只有一个线程操作共享内存。这意味着,任意时间只有一个线程可以获得锁定,而其他线程必须等待当前线程释放锁定后才能进行操作。
在 SharedArrayBuffer 中,使用了一种新的线程同步原语,即 Atomics。
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使用 Atomics.add() 方法是通过原子操作来保证变量的原子性操作。在原子操作期间,线程上下文会被锁定,这样就可以避免与其他线程同时操作同一个共享内存。
SharedArrayBuffer 可能的问题
由于 SharedArrayBuffer 可以被多个线程同时读取和写入,可能会导致一些意想不到的问题。例如,由于读取和写入的顺序是不确定的,可能导致某些线程看到的值不是期望中的值。
除此之外,SharedArrayBuffer 也存在一些安全性问题。由于 SharedArrayBuffer 的操作是“非重入式的”,如果线程被中断,它可能无法确定共享内存中的状态。
此外,在一些低效浏览器中,可能对于 SharedArrayBuffer 这种新功能还不支持。
结论
SharedArrayBuffer 提供了一种新的机制来帮助 JavaScript 程序员处理并发计算问题。它使得多线程编程更加容易,允许我们在前端中使用多线程操作来优化性能。
在实际开发中,我们需要特别注意 SharedArrayBuffer 的安全性以及在不同浏览器上的支持情况。并且,在使用 SharedArrayBuffer 这种新特性时,我们需要注意同步和锁定的问题,以确保多线程间的操作都是安全和可靠的。
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