Web Worker
Posted 于继海
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Web Worker相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
前面的话
客户端javascript其中一个基本的特性就是单线程：比如，浏览器无法同时运行两个事件处理程序，它也无法在一个事件处理程序运行的时候触发一个计时器。Web Worker是html5提供的一个javascript多线程解决方案，可以将一些大计算量的代码交由web Worker运行从而避免阻塞用户界面，在执行复杂计算和数据处理时，这个API非常有用。本文将详细介绍Web Worker
前提
在使用Worker之前，首先要检测浏览器是否支持这个API
[注意]IE9-浏览器不支持
if (window.Worker) {
// to do
}
使用Web Worker有以下几点限制：
同域限制。子线程加载的脚本文件，必须与主线程的脚本文件在同一个域
DOM限制。子线程所在的全局对象，与主进程不一样，它无法读取网页的DOM对象，即document、window、parent这些对象，子线程都无法得到。(但是，navigator对象和location对象可以获得。)
脚本限制。子线程无法读取网页的全局变量和函数，也不能执行alert和confirm方法，不过可以执行setInterval和setTimeout，以及使用XMLHttpRequest对象发出AJAX请求
文件限制。子线程无法读取本地文件，即子线程无法打开本机的文件系统(file://)，它所加载的脚本，必须来自网络
主线程
【新建】
主线程采用new命令，调用Worker构造函数，可以新建一个子线程
var worker = new Worker(‘work.js‘);
Worker构造函数的参数是一个脚本文件，这个文件就是子线程所要完成的任务，上面代码中是work.js
这行代码会导致浏览器下载work.js，但只有Worker接收到消息才会实际执行文件中的代码
由于子线程不能读取本地文件系统，所以这个脚本文件必须来自网络端。如果下载没有成功，比如出现404错误，这个子线程就会默默地失败
【传递消息】
要给Worker传递消息，可以使用postMessage()方法。postMessage()方法的参数，就是主线程传给子线程的信号。它可以是一个字符串，也可以是一个对象
一般来说，可以序列化为JSON结构的任何值都可以作为参数传递给postMessage()。换句话说，这就意味着传入的值是被复制到Worker中，而非直接传过去的
worker.postMessage("Hello World");
worker.postMessage({method: ‘echo‘, args: [‘Work‘]});
只要符合父线程的同源政策，Worker线程自己也能新建Worker线程。Worker线程可以使用XMLHttpRequest进行网络I/O，但是XMLHttpRequest对象的responseXML和channel属性总是返回null
【事件监听】
主线程使用onmessage事件来监听子线程发来的信息。来自子线程Worker的数据保存在event.data中。Worker返回的数据也可以是任何能够被序列化的值
worker.addEventListener(‘message‘, function(e) {
//对数据进行处理
console.log(e.data);
}, false);
【错误处理】
如果子线程发生错误，会触发主线程的error事件。error事件的事件对象中包含三个属性：filename、lineno和message，分别表示发生错误的文件名、代码行号和完整的错误消息
worker.onerror = function(event){
console.log("ERROR:"+event.filename+"("+event.lineno+"):"+event.message);
};
建议在使用Web Worker时，始终都要使用onerror事件处理程序，即使这个函数除了把错误记录到日志中什么也不做都可以。否则，Worker就会在发生错误时，悄无声息地失败了
【停止子线程】
任何时候，只要调用terminate()方法就可以停止Worker的工作。而且，Worker中的代码会立即停止执行，后续的所有过程都不会再发生(包括error和message事件也不会再触发)
worker.terminate();//立即停止 Worker 的工作
子线程
【作用域】
关于子线程Web Worker，最重要的是要知道它所执行的javascript代码完全在另一个作用域中，与当前网页中的代码不共享作用域。在Web Worker中，同样有一个全局对象和其他对象以及方法
Web Worker中的全局对象是worker对象本身。也就是说，在这个特殊的全局作用域中，this和self引用的都是worker对象。为便于处理数据，Web Worker本身也是一个最小化的运行环境，包括以下：
1、最小化的navigator对象，包括onLine、appName、appVersion、userAgent和platform属性
2、只读的location对象
3、setTimeout()、setInterval()、clearTimeout()和clearInterval()方法
4、XMLHttpReguest构造函数
显然，Web Worker的运行环境与页面环境相比，功能是相当有限的
【事件监听】
当主线程在worker对象上调用postMessage()时，数据会以异步方式被传递给子线程worker，进而触发子线程worker中的message事件。为了处理来自页面的数据，同样也需要创建一个onmessage事件处理程序
self代表子线程自身，self.addEventListener表示对子线程的message事件指定回调函数(直接指定onmessage属性的值也可)。回调函数的参数是一个事件对象，它的data属性包含主线程发来的信号
/* File: work.js */
self.addEventListener(‘message‘, function(e){
var data = event.data;
//处理数据
}, false);
【传递消息】
子线程使用postMessage()方法向主线程传递信息
/* File: work.js */
self.onmessage = function(e) {
var data = e.data;
//处理数据
var method = data.method;
var args = data.args;
var reply = doSomething(args);
self.postMessage({method: method, reply: reply});
};
【包含脚本】
无法在子线程Worker中动态创建新的<script>元素，但可以调用importScripts()方法来向Worker中添加其他脚本。这个方法接收一个或多个指向javascript文件的URL。每个加载过程都是异步进行的，因此所有脚本加载并执行之后，importScripts()才会执行
/* File: work.js */
importScripts("file1.js", "file2.js");
即使file2.js先于file1.js下载完，执行的时候仍然会按照先后顺序执行。而且，这些脚本是在子线程Worker的全局作用域中执行，如果脚本中包含与页面有关的javascript代码，那么脚本可能无法正确运行。请记住，Worker中的脚本一般都具有特殊的用途，不会像页面中的脚本那么功能宽泛
【停止子线程】
在子线程Worker中，调用close()方法也可以停止工作。就像在主线程中调用terminate()方法一样，子线程Worker停止工作后就不会再有事件发生了
/* File: work.js */ self.close();
同页面
通常情况下，子线程载入的是一个单独的javascript文件，但是也可以载入与主线程在同一个网页的代码
假设网页代码如下：
<!DOCTYPE html>
<body>
<script id="worker" type="app/worker">
addEventListener(‘message‘, function() {
postMessage(‘Im reading Tech.pro‘);
}, false);
</script>
</body>
</html>
我们可以读取页面中的script，用worker来处理
var blob = new Blob([document.querySelector(‘#worker‘).textContent]);
这里需要把代码当作二进制对象读取，所以使用Blob接口。然后，这个二进制对象转为URL，再通过这个URL创建worker
var url = window.URL.createObjectURL(blob); var worker = new Worker(url);
部署事件监听代码
worker.addEventListener(‘message‘, function(e) {
console.log(e.data);
}, false);
最后，启动worker
worker.postMessage(‘‘);
整个页面的代码如下：
<!DOCTYPE html>
<body>
<script id="worker" type="app/worker">
addEventListener(‘message‘, function() {
postMessage(‘Work done!‘);
}, false);
</script>
<script>
(function() {
var blob = new Blob([document.querySelector(‘#worker‘).textContent]);
var url = window.URL.createObjectURL(blob);
var worker = new Worker(url);
worker.addEventListener(‘message‘, function(e) {
console.log(e.data);
}, false);
worker.postMessage(‘‘);
})();
</script>
</body>
</html>
可以看到，主线程和子线程的代码都在同一个网页上面
应用
上面的段落介绍了如何使用Web Worker，那么它到底有什么用，可以帮我们解决那些实现问题呢？
Web Worker的一个优势在于能够执行处理器密集型的运算而不会阻塞UI线程，下面来看一个斐波那契(fibonacci)数列的例子
在数学上，fibonacci数列被以递归的方法定义：
F0=0，F1=1，Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2，n∈N*)
javascript的常用实现为：
var fibonacci = function(n) {
return n <2 ? n : arguments.callee(n - 1) + arguments.callee(n - 2);
};
在chrome中用该方法进行40的fibonacci数列执行时间为13084.775毫秒，由于javascript是单线程执行的，在求数列的过程中浏览器不能执行其它javascript脚本，UI渲染线程也会被挂起，从而导致浏览器进入僵死状态
<script>
var fibonacci = function(n) {
return n <2 ? n : arguments.callee(n - 1) + arguments.callee(n - 2);
};
var t0 = window.performance.now();
fibonacci(40);
var t1 = window.performance.now();
//fibonacci函数执行了13084.775毫秒
console.log("fibonacci函数执行了" + (t1 - t0) + "毫秒")
</script>
使用web worker将数列的计算过程放入一个新线程里去执行将避免这种情况的出现
<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
<title>web worker fibonacci</title>
</head>
<body>
<script>
if(window.Worker){
var worker = new Worker(‘fibonacci.js‘);
worker.onmessage = function(e){
var t1 = window.performance.now();
//fibonacci函数执行了11741.900000000001毫秒
console.log("fibonacci函数执行了" + (t1 - t0) + "毫秒")
}
worker.onerror = function(e){
console.log("ERROR:"+e.filename+"("+e.lineno+"):"+e.message);
};
worker.postMessage(40);
var t0 = window.performance.now();
}
</script>
</body>
</html>
//fibonacci.js
var fibonacci =function(n) {
return n < 2 ? n : arguments.callee(n - 1) + arguments.callee(n - 2);
};
self.onmessage = function(e) {
self.postMessage(fibonacci(e.data));
};
虽然fibonacci数列的计算时间并没有缩短多少，但由于其完全在自己独立的线程中计算，只是在计算完成之后将结果发回主线程。所以并不会影响到主线程的代码执行
因此，利用web worker我们可以在前端执行一些复杂的大量运算而不会影响页面的展示
以上是关于Web Worker的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章