什么是Web Worker
15年前,也就是2008年,html
第五版html5
发布,这一版的发布,提供了不少新的好用的功能,如:
- Canvas绘图
- 拖拽drag
- websocket
- Geolocation
- webworker
- 等...
笔者之前说过:一项新技术新的技术方案的提出,一定是为了解决某个问题的,或者是对某种方案的优化
那么Web Worker
这个新技术解决了什么问题?有哪些优化价值呢?
让我们继续往下看...
官方定义
Web Worker 为 Web 内容在后台线程中运行脚本提供了一种简单的方法。线程可以执行任务而不干扰用户界面。此外,他们可以使用XMLHttpRequest执行 I/O (尽管responseXML和channel属性总是为空)。一旦创建,一个 worker 可以将消息发送到创建它的 JavaScript 代码,通过将消息发布到该代码指定的事件处理程序(反之亦然)......
官方MDN地址: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Web_Workers_API/Using_web_workers
乍一看这段话,好像懂了(Web Worker和线程
有关),又好像没懂。但是我们能看到一个加粗的关键字:线程。
那么,新的问题来了,什么是线程?
当我们去学习一个知识点A
的时候,我们会发现知识点A是由a1、a2、a3、a4
组合而成的,所以我们要继续下钻,去搞懂a1、a2、a3、a4
分别是什么意思。这样才能更好的理解知识点A
的含义内容。
什么是线程
线程
基本八股文定义不赘述,大家可以将线程
理解成为一个打工仔,每天的工作就是解析翻译并执行代码
,像搬砖一样,不过一次只能搬一块砖,后面有砖,不好意思,你等会儿,等我把这个砖搬完了再搬你们。
线程道人朗声道:尔等砖头列队稍后,待老夫一块块搬!(js中的任务队列
)
js
是单线程语言
,生来便是!java
平常写代码也是单线程的操作
,不过单线程
有时候不太够用,于是java
中也提供了多线程
的操作入口,比如:Thread类
,Runnable接口
,Callable接口
;大多数语言都是类似的,python
也是的啊,python
写代码平常也是单线
程,另也提供了threading模块
让程序员可以去做多线程操作
。
为何js要设计成单线程呢?
- 符合大致趋势
- 这与
js
的工作内容有关:js
只是用来去做一些用户交互,并呈现效果内容。 - 试想,如果js是多线程,线程一将
dom元素
的背景色改成红色,线程二将dom元素
的背景色改为绿色,那么,到底上红色还是绿色呢? - 不过后来人们发现,某些情况下,
前端如果能做多线程的操作
,将会大大提升开发效率 - 于是
Web Worker
就应运而生了 Web Worker
可以创建另外的线程去做一些操作,操作不影响js
主线程(比如UI渲染
)- 本来只有一个
js主线程
搬砖,现在又过来好几个js辅助线程
一块帮忙搬砖,那肯定效率高啊!
有点道友问,那如果主线程操作dom,然后在Web worker创建的辅助线程中也去操作dom呢?最终结果听谁的啊???回答:Web work创建的线程中没有document全局文档对象,所以无法操作dom,另外,也不会这样做的
- 大家这样理解:在实际开发场景中
Web Worker
主要,多数,应用在前端一些复杂中运算 - 而大家都知道一些复杂的运算,基本上交由后端去处理(实际上复杂的运算操作,后端也会看情况去开启多线程操作的)
- 这样说来,
Web Worker
的作用就是把后端进行的多线程操作运算拿到前端了
- 工作中一些数据的加工、计算、组装逻辑操作,常常是由后端来干;但是在某些情况下,如果前端去做的话,效率或许更高一些
所以Web Worker
这个新技术的价值是什么呢?
Web worker创建辅助线程、帮助前端主线程进行复杂耗时的计算
一个人手不够用,那就多摇几个人。
Web worker创建的一些辅助线程,分别去帮主线程分担一些复杂的、耗时的js运算,这样的话,主线程后续的代码执行就不会阻塞,当辅助线程计算出复杂耗时运算结果后,再与主线程通信,将计算出的结果告知主线程。
Web Worker
新技术价值,简而言之:提升前端代码运算执行效率
关于Web worker
的原生语法,诸如:
// 创建一个Web worker
var myWorker = new Worker('worker.js');
// 使用Web worker发送消息
worker.postMessage(params)
// 使用Web worker接收消息
worker.onmessage = function(e) {
console.log(e.data)
}
// 等等...
Web worker
的原生语法,笔者不赘述了,大家可自行去MDN
上的Web Worker去查看,
为什么不说呢?因为我们工作中开发代码,基本上都是使用框架,在框架中直接写原生的Web worker
有许多的边界异常或者其他的情况需要控制。以vue
框架为例,我们不能直接写Web Worker
,需要使用Webpack
中的worker-loader
插件去解析Web worker
,并且在vue.config.js
中去做相应配置。
嗯,有些麻烦。
在这个情况下,基于Web Worker
进行封装的插件库vue-worker
,就闪亮登场了。
简单、好用、便于理解
这里不提Web worker的原生基本语法不是说大家不用看了,看还是要看的,只不过篇幅原因(懒),这里就不赘述了。
Web Worker的应用场景
如果大家只是写增删改查的业务代码,Web Worker用的的确非常少
工作中那些需要进行复杂耗时的计算的逻辑代码,都可以由前端使用
Web Worker
进行计算。但是复杂耗时的计算基本上都是交由后端进行。这个普遍认知下导致其使用的比较少。
大概有以下场景:
- 加密解密数据(加密解密笔者之前接触的是
NodeRSA、md5、crypto
) - 提前获取数据,比如提前发送
ajax
请求获取接口的一些图片、数值等相关数据 - 将耗时运算交由
Web Work
处理(笔者之前做的就是这个)
不过使用的是vue-worker
插件(基于Web Worker
封装的插件)
vue-worker(基于Web worker封装的一款不错的插件)
当我们找到一款还不错的插件的时候,我们首先去npm
官网上看看这个插件的下载量如何,以及GitHub
的star
数量多少。
npm
地址:
https://www.npmjs.com/package/vue-worker?activeTab=versions
vue-worker
下载量截图:
好少啊,一共也才不到3000次
下载量,这里的下载量少是因为,应用场景不多,所以大家使用的也是少,接下来谈谈自己曾经使用Web worker
的这个场景
曾经应用场景
笔者之前做一个项目,页面上有很多的输入框,里面的输入框中需要填写硬件采集的:压力、温度、比热容、质量大小等很多参数,当点击计算按钮时,会把这些参数进行计算,得出的结果,以供工作人员进行工作参考。
相当于一个计算器
,只不过计算时间会很长
本来说是把这个计算过程交给后端计算,只不过当时后端的同事有事情,请假一周。但是工作不能停下啊
于是笔者就想能不能前端计算呢?
经过一系列调研(谷歌一下),找到了vue-worker
插件
最终是由笔者这个前端去做的这个计算,时间挺好,产品喜笑颜开
使用步骤
1.下载依赖包
cnpm i vue-worker --save
2.在入口文件中引入
import Vue from 'vue'
import VueWorker from 'vue-worker' // Web worker插件
Vue.use(VueWorker)
3.使用
接下来,笔者举两个例子,更加便于大家理解
案例一 主线程渲染dom、辅助线程进行计算
需求:
- 点击按钮进行计算,计算执行两个
UI操作
- 第一个
UI操作
,计算斐波那契数fib(44)
的值,且统计计算所用的时长,并写入到页面上 - 第二个
UI操作
,每隔0.1秒
,更新页面上h2标签
的内容值 - 要求两个操作
不阻塞
,不能出现后一个UI操作
要等待前一个UI操作
的情况 - 因为
斐波那契是递归执行
,是一个比较耗时的操作fib(44)
- 那就想办法不让这个耗时的操作堵塞住任务队列
我们使用vue-worker
提供的方法:this.$worker.run(func, [args]?)
写法如下:
html
<h1>开启一个线程运算用$worker.run方法</h1>
<br />
<el-button
@click="openOneThread"
type="success"
plain
size="small"
style="margin-bottom: 16px"
>计算斐波那契数列值和用时,以及渲染页面两个任务</el-button
>
<div>
斐波那契值为:<span class="bold">{{ fibRes }}</span>
<i v-show="btnLoading" class="el-icon-loading"></i>
执行用时:
<i v-show="btnLoading" class="el-icon-loading"></i>
<span class="bold">{{ fibTime }}</span>
毫秒
</div>
js
// data
worker: null,
btnLoading: false,
fibNum: 44,
fibRes: null, // 斐波那契计算的结果
fibTime: null, // 斐波那契计算用时
// methods
openOneThread() {
/* 第一个UI操作 */
this.btnLoading = true;
this.worker = this.$worker // this.$worker.run(func, [args]?) 一次性的,自动销毁
.run(
(n) => {
// 注意这里的函数是内部另一个线程空间的,不能从外部引入过来(内存空间隔离)
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
let start = Date.now(); // console.time()和console.timeEnd()直接拿不到值,就换种方式
let res = fib(n);
let end = Date.now(); // window.performance.now()也不能用,因为没window对象
return [res, end - start]; // 返回数组,第一项是fib(44)的值,第二项是fib(44)递归计算用时
},
[this.fibNum] // 参数,从这里传递进去,数组形式
)
.then((res) => {
console.log("then", res); // 另一个线程执行完以后就能拿到结果了
this.fibRes = res[0];
this.fibTime = res[1];
this.btnLoading = false;
})
.catch((err) => {
console.log("err", err);
this.btnLoading = false;
});
/* 第二个UI操作 */
let h2Dom = this.$refs.renderH2;
let n = 0;
let timer = setInterval(() => {
if (n >= 60) {
clearInterval(timer);
} else {
n++;
h2Dom.innerHTML = n;
}
}, 100);
// 使用web worker插件vue-work的确可以做到不阻塞
},
效果图
案例二 开启三个辅助线程进行计算看时间
案例一,已经可以看到Web Worker
的优势
了。接下来,我们再举个例子。
需求:需要计算3个fib(30)
,如果我们使用Promise
,写法是这样的:
Promise.all进行计算
async usePromiseFn() {
function asyncOne() {
let async1 = new Promise(async (resolve, reject) => {
function fib(n) {
if ((n === 1) | (n === 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 1);
}
}
resolve(fib(30));
});
return async1;
}
function asyncTwo() {
let async2 = new Promise(async (resolve, reject) => {
function fib(n) {
if ((n === 1) | (n === 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 1);
}
}
resolve(fib(30));
});
return async2;
}
function asyncThree() {
let async3 = new Promise(async (resolve, reject) => {
function fib(n) {
if ((n === 1) | (n === 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 1);
}
}
resolve(fib(30));
});
return async3;
}
console.time("使用Promise搭配aysnc和await");
// let paramsArr = [asyncOne()]; // 计算一个大概在3秒左右(计算一次刷新一次页面,精确一些)
let paramsArr = [asyncOne(), asyncTwo(), asyncThree()]; // 计算三个耗时任务大概在9秒左右
let res = await Promise.all(paramsArr);
console.timeEnd("使用Promise搭配aysnc和await");
console.log("结果", res);
},
},
使用Promise.all
方法去计算3个fib值
,用时在9秒左右
,的确是有些慢。那么,我们使用Web Worker
方式呢?
此外,使用Promise.all
控制台也会有警告提醒:[Violation] 'click' handler took 8822ms
意思是:click
事件中执行的程序耗时过长
,看到没,如果使用js
的主线程
去进行复杂计算,浏览器都看不下去了...
再一个,大家在Promise执行
的时候,去选中页面上的文字,发现选中不了!就像卡住了一样!
从这个方面也说明,js主线程
不适合执行复杂的运算,阻塞...
Web Worker进行计算
这里使用this.$worker.create
方法,搭配this.worker2.postAll
方法
代码写法如下
created() {
// 1. 定义线程所用的消息函数数组
const actions = [
{
message: "fn1", // message消息与func函数执行为映射关系
func: (params1, params2) => {
console.log("params参数-->", params1, params2);
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
return fib(30);
},
},
{
message: "fn2",
func: () => {
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
return fib(30);
},
},
{
message: "fn3",
func: () => {
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
// throw "一个报错挂了,其他的也跟着挂了,走.catch"; // 抛出错误(的确很像Promise.all())
return fib(30);
},
},
];
// 2. 根据消息函数数组去create创建一个worker,并存到data变量中去,以便于后续随时使用
this.worker2 = this.$worker.create(actions);
},
// 点击触发noParamsFn方法执行
// 使用多个线程
noParamsFn() {
this.loadingOne = true;
console.time("多个线程计算用时1");
this.worker2
.postAll()
.then((res) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时1");
console.log("res", res); // 结果是一个数组 [267914296, 433494437, 701408733]
this.loadingOne = false;
})
.catch((err) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时1");
console.log("err", err);
this.loadingOne = false;
});
},
我们看一下效果图
看到没有。只用了53毫秒
!
- 使用主线程去计算
3个fib(30)
的值,需要将近9秒
的时间 - 而使用
Web Worker
去创建三个辅助线程分别去运算fib(30)
所需要的时间,只需要50多毫秒
性能提升了100多倍!
这个案例才真正的体现了,Web Worker
开启多线程运算提高效率的强大!
大家可以去笔者的个人网站上去看完整的效果图:http://ashuai.work:8888/#/myWork
Web Worker
是HTML5
提出的规范
,主流浏览器都已经得到了兼容。IE
就忽略吧
附上案例完整代码
篇幅有限,一些vue-worker
插件常用的使用语法细节,写在代码中了,大家复制粘贴即可使用
<template>
<div class="threadWrap">
<h1>开启一个线程运算用$worker.run方法</h1>
<br />
<el-button
@click="openOneThread"
type="success"
plain
size="small"
style="margin-bottom: 16px"
>计算斐波那契数列值和用时,以及渲染页面两个任务</el-button
>
<div>
斐波那契值为:<span class="bold">{{ fibRes }}</span>
<i v-show="btnLoading" class="el-icon-loading"></i>
执行用时:
<i v-show="btnLoading" class="el-icon-loading"></i>
<span class="bold">{{ fibTime }}</span>
毫秒
</div>
<br />
<div class="UI">
<span>不阻塞后续的代码执行:</span>
<h2 ref="renderH2"></h2>
</div>
<br />
<br />
<h1>开启多个线程使用$worker.create、postAll方法</h1>
<br />
<el-button
@click="noParamsFn"
type="success"
plain
size="small"
style="margin-bottom: 12px"
:loading="loadingOne"
>不传参都执行一次</el-button
>
<el-button
@click="byMessageNameStrFn"
type="success"
plain
size="small"
style="margin-bottom: 12px"
:loading="loadingTwo"
>根据message的名字指定谁执行(字符串形式)</el-button
>
<el-button
@click="byMessageNameObjParamsFn"
type="success"
plain
size="small"
style="margin-bottom: 12px"
:loading="loadingThree"
>根据message的名字指定谁执行(对象形式可传参)</el-button
>
<div class="info">F12请打开控制台查看--></div>
<br />
<h1>不使用多线程,使用Promise.all太耗时啦!</h1>
<br />
<el-button
@click="usePromiseFn"
type="success"
plain
size="small"
style="margin-bottom: 12px"
>Promise执行多个任务</el-button
>
<div class="info">F12请打开控制台查看--></div>
</div>
</template>
<script>
export default {
name: "myWorkName",
data() {
return {
worker: null,
btnLoading: false,
fibNum: 44,
fibRes: null,
fibTime: null,
/****/
loadingOne: false,
loadingTwo: false,
loadingThree: false,
worker2: null,
};
},
methods: {
/**
* 需求:点击数据计算进行两个操作
* 第一个UI操作,计算斐波那契数fib(44)的值,且统计计算所用的时长,并写入到页面上
* 第二个UI操作,每隔0.1秒,更新页面上h2标签的内容值
* 要求两个操作不阻塞,不能出现后一个UI操作要等待前一个UI操作的情况
* 因为斐波那契是递归执行,是一个比较耗时的操作fib(44)约需要近8秒的计算时间
* */
openOneThread() {
/* 第一个UI操作 */
this.btnLoading = true;
this.worker = this.$worker // this.$worker.run(func, [args]?) 一次性的,自动销毁
.run(
(n) => {
// 注意这里的函数是内部另一个线程空间的,不能从外部引入过来(内存空间隔离)
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
let start = Date.now(); // console.time()和console.timeEnd()直接拿不到值,就换种方式
let res = fib(n);
let end = Date.now(); // window.performance.now()也不能用,因为没window对象
return [res, end - start]; // 返回数组,第一项是fib(44)的值,第二项是fib(44)递归计算用时
},
[this.fibNum] // 参数,从这里传递进去,数组形式
)
.then((res) => {
console.log("then", res); // 另一个线程执行完以后就能拿到结果了
this.fibRes = res[0];
this.fibTime = res[1];
this.btnLoading = false;
})
.catch((err) => {
console.log("err", err);
this.btnLoading = false;
});
/* 第二个UI操作 */
let h2Dom = this.$refs.renderH2;
let n = 0;
let timer = setInterval(() => {
if (n >= 60) {
clearInterval(timer);
} else {
n++;
h2Dom.innerHTML = n;
}
}, 100);
// 使用web worker插件vue-work的确可以做到不阻塞
},
/**
* 使用多个线程
* */
// 调用方式一 不传参
noParamsFn() {
this.loadingOne = true;
console.time("多个线程计算用时1");
this.worker2
.postAll()
.then((res) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时1");
console.log("res", res); // 结果是一个数组 [267914296, 433494437, 701408733]
this.loadingOne = false;
})
.catch((err) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时1");
console.log("err", err);
this.loadingOne = false;
});
},
// 调用方式二 根据message的名字去指定谁(可多个)去执行 字符串形式
byMessageNameStrFn() {
this.loadingTwo = true;
console.time("多个线程计算用时2");
this.worker2
.postAll(["fn1", "fn3"]) // 这里指定"fn1", "fn3"去执行
.then((res) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时2");
console.log("res", res); // 结果是一个数组 [267914296, 701408733]
this.loadingTwo = false;
})
.catch((err) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时2");
console.log("err", err);
this.loadingTwo = false;
});
},
// 调用方式三 根据message的名字去指定谁(可多个)去执行 对象形式
byMessageNameObjParamsFn() {
this.loadingThree = true;
console.time("多个线程计算用时3");
this.worker2
.postAll([{ message: "fn1", args: ["代码修仙路漫漫", "加油干"] }]) // 这里指定"fn1" 去执行
.then((res) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时3");
console.log("res", res); // 结果是一个数组 []
this.loadingThree = false;
})
.catch((err) => {
console.timeEnd("多个线程计算用时3");
console.log("err", err);
this.loadingThree = false;
});
},
/**
* 使用Promise
* */
async usePromiseFn() {
function asyncOne() {
let async1 = new Promise(async (resolve, reject) => {
function fib(n) {
if ((n === 1) | (n === 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 1);
}
}
resolve(fib(30));
});
return async1;
}
function asyncTwo() {
let async2 = new Promise(async (resolve, reject) => {
function fib(n) {
if ((n === 1) | (n === 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 1);
}
}
resolve(fib(30));
});
return async2;
}
function asyncThree() {
let async3 = new Promise(async (resolve, reject) => {
function fib(n) {
if ((n === 1) | (n === 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 1);
}
}
resolve(fib(30));
});
return async3;
}
console.time("使用Promise搭配aysnc和await");
// let paramsArr = [asyncOne()]; // 计算一个大概在3秒左右(计算一次刷新一次页面,精确一些)
let paramsArr = [asyncOne(), asyncTwo(), asyncThree()]; // 计算三个耗时任务大概在9秒左右
let res = await Promise.all(paramsArr);
console.timeEnd("使用Promise搭配aysnc和await");
console.log("结果", res);
},
},
created() {
// 1. 定义线程所用的消息函数数组
const actions = [
{
message: "fn1", // message消息与func函数执行为映射关系
func: (params1, params2) => {
console.log("params参数-->", params1, params2);
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
return fib(30);
},
},
{
message: "fn2",
func: () => {
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
return fib(30);
},
},
{
message: "fn3",
func: () => {
function fib(n) {
if ((n == 1) | (n == 2)) {
return 1;
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
// throw "一个报错挂了,其他的也跟着挂了,走.catch"; // 抛出错误(的确很像Promise.all())
return fib(30);
},
},
];
// 2. 根据消息函数数组去create创建一个worker,并存到data变量中去,以便于后续随时使用
this.worker2 = this.$worker.create(actions);
},
// 别忘了在组件销毁前清除掉哦
beforeDestroy() {
this.worker = null;
},
};
</script>
<style lang='less' scoped>
.bold {
font-weight: 700;
font-size: 24px;
}
.info {
color: #999;
font-size: 13px;
}
.UI {
display: flex;
align-items: center;
}
</style>
或者大家去笔者的GitHub仓库
中拉取代码,跑起来看,更加方便理解。
GitHub仓库
地址:https://github.com/shuirongshuifu/elementSrcCodeStudy
js中统计代码执行时长的三种方式
附带js
中常用的统计程序执行时长
的三种方式
- window.performance.now()
- https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Performance/now
// 计算时间方式一
function fib(n) {
if (n === 1 | n === 2) {
return 1
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2)
}
}
let start = window.performance.now() // 单位毫秒
fib(40)
let end = window.performance.now() // 单位毫秒
console.log((end - start).toFixed(0) + '毫秒');
- Date.now()
- https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Date/now
// 计算时间方式二
function fib(n) {
if (n === 1 | n === 2) {
return 1
} else {
return fib(n - 1) + fib(n - 2)
}
}
let start = Date.now() // 单位毫秒
fib(40)
let end = Date.now() // 单位毫秒
console.log((end - start).toFixed(0) + '毫秒');
- console.time() & console.timeEnd()
- https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Console/time
console.time('tom')
console.timeEnd('tom')
A good memory is not as good as a bad pen, record it...