HTML5 Web Worker的使用

feng_013發表於2012-11-21
HTMLWeb

　　Web Workers 是 HTML5 提供的一個javascript多執行緒解決方案，我們可以將一些大計算量的程式碼交由web Worker執行而不凍結使用者介面。

HTML5 Web Worker的使用

　　一：如何使用Worker

　　Web Worker的基本原理就是在當前javascript的主執行緒中，使用Worker類載入一個javascript檔案來開闢一個新的執行緒，起到互不阻塞執行的效果，並且提供主執行緒和新執行緒之間資料交換的介面：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獲得傳送來的資料
  postMessage( d );//將獲取到的資料傳送會主執行緒
}

　　HTML頁面：test.html

<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
 <script type="text/javascript">
//WEB頁主執行緒
var worker =new Worker("worker.js"); //建立一個Worker物件並向它傳遞將在新執行緒中執行的指令碼的URL
 worker.postMessage("hello world");     //向worker傳送資料
 worker.onmessage =function(evt){     //接收worker傳過來的資料函式
   console.log(evt.data);              //輸出worker傳送來的資料
 }
 </script>
 </head>
 <body></body>
</html>

　　用Chrome瀏覽器開啟test.html後，控制檯輸出 ”hello world” 表示程式執行成功。

　　通過這個例子我們可以看出使用web worker主要分為以下幾部分

　　WEB主執行緒:

　　1.通過 worker = new Worker( url ) 載入一個JS檔案來建立一個worker，同時返回一個worker例項。

　　2.通過worker.postMessage( data ) 方法來向worker傳送資料。

　　3.繫結worker.onmessage方法來接收worker傳送過來的資料。

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

　　worker新執行緒：

　　1.通過postMessage( data ) 方法來向主執行緒傳送資料。

　　2.繫結onmessage方法來接收主執行緒傳送過來的資料。

　　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數列被以遞迴的方法定義：F0=0，F1=1，Fn=F(n-1)+F(n-2)（n>=2，n∈N*），而javascript的常用實現為：

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數列執行時間為19097毫秒 ，而要計算40的時候瀏覽器直接提示指令碼忙了。

　　由於javascript是單執行緒執行的，在求數列的過程中瀏覽器不能執行其它javascript指令碼，UI渲染執行緒也會被掛起，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執行緒裡去執行將避免這種情況的出現。具體看例子：

//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));
};

　　HTML頁面：fibonacci.html

<!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('定時器函式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>

　　在Chrome中開啟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
　　定時器函式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執行緒的程式碼執行，完全在自己獨立的執行緒中計算，只是在計算完成之後將結果發回主執行緒。

　　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指令碼正忙提示。

　　下面這個例子使用了web worker來計算場景中的畫素，場景開啟時是一片一片進行繪製的，一個worker只計算一塊畫素值。

　　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來建立一個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標籤來載入json資料的，而script元素在載入和執行過程中都是阻塞式的，如果能利用web worker實現非同步載入將會非常不錯。

　　下面這個例子將通過 web worker、jsonp、ajax三種不同的方式來載入一個169.42KB大小的JSON資料

// /aj/webWorker/core.js
function $E(id) {
    return document.getElementById(id);
}
onload =function() {
    //通過web worker載入
    $E('workerLoad').onclick =function() {
        var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face2';
        var d = (new Date()).valueOf();
        var worker =new Worker(url);
        worker.onmessage =function(obj) {
            console.log('web worker: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
        };
    };
    //通過jsonp載入
    $E('jsonpLoad').onclick =function() {
        var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face1';
        var d = (new Date()).valueOf();
        STK.core.io.scriptLoader({
            method:'post',
            url : url,
            onComplete : function() {
                console.log('jsonp: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
            }
        });
    };
    //通過ajax載入
    $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));
            }
        });
    };
};

　　HTML頁面：/aj/webWorker/worker.html

<!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載入"></input>
    <input type="button" id="jsonpLoad" value="jsonp載入"></input>
    <input type="button" id="ajaxLoad" value="ajax載入"></input>
</body>
</html>

　　設定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載入資料，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載入資料的時間相差不大，而web worker的載入時間一直處於高位，所以用web worker來載入資料還是比較慢的，即便是大資料量情況下也沒任何優勢，可能是Worker初始化新起執行緒比較耗時間。除了在載入過程中是無阻塞的之外沒有任何優勢。

　　那麼web worker是否能支援跨域js載入呢，這次我們通過http://127.0.0.1/aj/webWorker/worker.html 來訪問頁面，當點選 ”web worker載入” 載入按鈕時Chrome下無任何反映，FF6下提示錯誤。由此我們可以知道web worker是不支援跨域載入JS的，這對於將靜態檔案部署到單獨的靜態伺服器的網站來說是個壞訊息。

所以web worker只能用來載入同域下的json資料，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.可以載入一個JS進行大量的複雜計算而不掛起主程式，並通過postMessage，onmessage進行通訊

　　2.可以在worker中通過importScripts(url)載入另外的指令碼檔案

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

　　4.可以使用XMLHttpRequest來傳送請求

　　5.可以訪問navigator的部分屬性

　　有那些侷限性：

　　1.不能跨域載入JS

　　2.worker內程式碼不能訪問DOM

　　3.各個瀏覽器對Worker的實現不大一致，例如FF裡允許worker中建立新的worker,而Chrome中就不行

　　4.不是每個瀏覽器都支援這個新特性

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