深入理解JS異步編程四(HTML5 Web Worker)

>Web Workers 是 HTML5 提供的一個javascript多線程解決方案,我們可以將一些大計算量的代碼交由web Worker運行而不凍結用戶界面。

一:如何使用Worker

Web Worker的基本原理就是在當前javascript的主線程中,使用Worker類加載一個javascript文件來開闢一個新的線程,起到互不阻塞執行的效果,並且提供主線程和新線程之間數據交換的接口:postMessage,onmessage。

那麼如何使用呢,我們看一個例子:

//worker.js
onmessage =function (evt){
var d = evt.data;//通過evt.data獲得發送來的數據
postMessage( d );//將獲取到的數據發送會主線程
}

HTML頁面:test.html

複製代碼
<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
<script type="text/javascript">
//WEB頁主線程
var worker =new Worker("worker.js"); //創建一個Worker對象並向它傳遞將在新線程中執行的腳本的URL
worker.postMessage("hello world"); //向worker發送數據
worker.onmessage =function(evt){ //接收worker傳過來的數據函數
console.log(evt.data); //輸出worker發送來的數據
}
</script>
</head>
<body></body>
</html>
複製代碼

  用Chrome瀏覽器打開test.html後,控制檯輸出  “hello world” 表示程序執行成功。

通過這個例子我們可以看出使用web worker主要分爲以下幾部分

WEB主線程:

1.通過 worker = new Worker( url ) 加載一個JS文件來創建一個worker,同時返回一個worker實例。

2.通過worker.postMessage( data ) 方法來向worker發送數據。

3.綁定worker.onmessage方法來接收worker發送過來的數據。

4.可以使用 worker.terminate() 來終止一個worker的執行。

worker新線程:

1.通過postMessage( data ) 方法來向主線程發送數據。

2.綁定onmessage方法來接收主線程發送過來的數據。

二:Worker能做什麼

知道了如何使用web worker ,那麼它到底有什麼用,可以幫我們解決那些問題呢。我們來看一個fibonacci數列的例子。

大家知道在數學上,fibonacci數列被以遞歸的方法定義:F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*),而javascript的常用實現爲: 

var fibonacci =function(n) {
return n <2? n : arguments.callee(n -1) + arguments.callee(n -2);
};
//fibonacci(36)

在chrome中用該方法進行39的fibonacci數列執行時間爲19097毫秒 ,而要計算40的時候瀏覽器直接提示腳本忙了。

由於javascript是單線程執行的,在求數列的過程中瀏覽器不能執行其它javascript腳本,UI渲染線程也會被掛起,從而導致瀏覽器進入僵死狀態。使用web worker將數列的計算過程放入一個新線程裏去執行將避免這種情況的出現。具體看例子:

複製代碼
//fibonacci.js
var fibonacci =function(n) {
return n <2? n : arguments.callee(n -1) + arguments.callee(n -2);
};
onmessage
=function(event) {
var n = parseInt(event.data, 10);
postMessage(fibonacci(n));
};
複製代碼

HTML頁面:fibonacci.html

複製代碼
<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
<title>web worker fibonacci</title>
<script type="text/javascript">
onload
=function(){
var worker =new Worker('fibonacci.js');
worker.addEventListener(
'message', function(event) {
var timer2 = (new Date()).valueOf();
console.log(
'結果:'+event.data, '時間:'+ timer2, '用時:'+ ( timer2 - timer ) );
},
false);
var timer = (new Date()).valueOf();
console.log(
'開始計算:40','時間:'+ timer );
setTimeout(
function(){
console.log(
'定時器函數在計算數列時執行了', '時間:'+ (new Date()).valueOf() );
},
1000);
worker.postMessage(40
);
console.log(
'我在計算數列的時候執行了', '時間:'+ (new Date()).valueOf() );
}
</script>
</head>
<body>
</body>
</html>
複製代碼

在Chrome中打開fibonacci.html,控制檯得到如下輸出:

開始計算:40 時間:1316508212705
我在計算數列的時候執行了 時間:
1316508212734
定時器函數在計算數列時執行了 時間:
1316508213735
結果:
102334155 時間:1316508262820 用時:50115

這個例子說明在worker中執行的fibonacci數列的計算並不會影響到主線程的代碼執行,完全在自己獨立的線程中計算,只是在計算完成之後將結果發回主線程。

利用web worker我們可以在前端執行一些複雜的大量運算而不會影響頁面的展示,並且不會彈出噁心的腳本正忙提示。

下面這個例子使用了web worker來計算場景中的像素,場景打開時是一片一片進行繪製的,一個worker只計算一塊像素值。

http://nerget.com/rayjs-mt/rayjs.html

三:Worker的其他嘗試
我們已經知道Worker通過接收一個URL來創建一個worker,那麼我們是否可以利用web worker來做一些類似jsonp的請求呢,大家知道jsonp是通過插入script標籤來加載json數據的,而script元素在加載和執行過程中都是阻塞式的,如果能利用web worker實現異步加載將會非常不錯。

下面這個例子將通過 web worker、jsonp、ajax三種不同的方式來加載一個169.42KB大小的JSON數據

複製代碼
// /aj/webWorker/core.js
function $E(id) {<br> </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> document.getElementById(id);<br>}<br>onload </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #0000ff;">function</span><span style="color: #000000;">() {<br> </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">通過web worker加載</span><span style="color: #008000;"><br></span><span style="color: #000000;"> $E(</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">workerLoad</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">).onclick </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #0000ff;">function</span><span style="color: #000000;">() {<br> </span><span style="color: #0000ff;">var</span><span style="color: #000000;"> url </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face2</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">;<br> </span><span style="color: #0000ff;">var</span><span style="color: #000000;"> d </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #000000;"> (</span><span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Date()).valueOf();<br> </span><span style="color: #0000ff;">var</span><span style="color: #000000;"> worker </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Worker(url);<br> worker.onmessage </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #0000ff;">function</span><span style="color: #000000;">(obj) {<br> console.log(</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">web worker: </span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">+</span><span style="color: #000000;"> ((</span><span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Date()).valueOf() </span><span style="color: #000000;">-</span><span style="color: #000000;"> d));<br> };<br> };<br> </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">通過jsonp加載</span><span style="color: #008000;"><br></span><span style="color: #000000;"> $E(</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">jsonpLoad</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">).onclick </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #0000ff;">function</span><span style="color: #000000;">() {<br> </span><span style="color: #0000ff;">var</span><span style="color: #000000;"> url </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face1</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">;<br> </span><span style="color: #0000ff;">var</span><span style="color: #000000;"> d </span><span style="color: #000000;">=</span><span style="color: #000000;"> (</span><span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Date()).valueOf();<br> STK.core.io.scriptLoader({<br> method:</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">post</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">,<br> url : url,<br> onComplete : </span><span style="color: #0000ff;">function</span><span style="color: #000000;">() {<br> console.log(</span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">jsonp: </span><span style="color: #000000;">'</span><span style="color: #000000;">+</span><span style="color: #000000;"> ((</span><span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Date()).valueOf() </span><span style="color: #000000;">-</span><span style="color: #000000;"> d));<br> }<br> });<br> };<br> </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">通過ajax加載</span><span style="color: #008000;"><br></span><span style="color: #000000;"> $E('ajaxLoad').onclick =function() {
var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face';
var d = (new Date()).valueOf();
STK.core.io.ajax({
url : url,
onComplete :
function(json) {
console.log(
'ajax: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
}
});
};
};
複製代碼


HTML頁面:/aj/webWorker/worker.html

複製代碼
<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
<title>Worker example: load data</title>
<script src="http://js.t.sinajs.cn/STK/js/gaea.1.14.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript" src="http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/core.js"></script>
</head>
<body>
<input type="button" id="workerLoad" value="web worker加載"></input>
<input type="button" id="jsonpLoad" value="jsonp加載"></input>
<input type="button" id="ajaxLoad" value="ajax加載"></input>
</body>
</html>
複製代碼


設置HOST

127.0.0.1 js.wcdn.cn

通過 http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/worker.html 訪問頁面然後分別通過三種方式加載數據,得到控制檯輸出:

web worker: 174
jsonp:
25
ajax:
38

多試幾次發現通過jsonp和ajax加載數據的時間相差不大,而web worker的加載時間一直處於高位,所以用web worker來加載數據還是比較慢的,即便是大數據量情況下也沒任何優勢,可能是Worker初始化新起線程比較耗時間。除了在加載過程中是無阻塞的之外沒有任何優勢。

那麼web worker是否能支持跨域js加載呢,這次我們通過http://127.0.0.1/aj/webWorker/worker.html 來訪問頁面,當點擊 “web worker加載” 加載按鈕時Chrome下無任何反映,FF6下提示錯誤。由此我們可以知道web worker是不支持跨域加載JS的,這對於將靜態文件部署到單獨的靜態服務器的網站來說是個壞消息。

所以web worker只能用來加載同域下的json數據,而這方面ajax已經可以做到了,而且效率更高更通用。還是讓Worker做它自己擅長的事吧。

四:總結

web worker看起來很美好,但處處是魔鬼。

我們可以做什麼:

1.可以加載一個JS進行大量的複雜計算而不掛起主進程,並通過postMessage,onmessage進行通信

2.可以在worker中通過importScripts(url)加載另外的腳本文件

3.可以使用 setTimeout(), clearTimeout(), setInterval(), and clearInterval()

4.可以使用XMLHttpRequest來發送請求

5.可以訪問navigator的部分屬性

有那些侷限性:

1.不能跨域加載JS

2.worker內代碼不能訪問DOM

3.各個瀏覽器對Worker的實現不大一致,例如FF裏允許worker中創建新的worker,而Chrome中就不行

4.不是每個瀏覽器都支持這個新特性


 



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