JavaScript 语言采用的是单线程模型,也就是说,所有任务只能在一个线程上完成,一次只能做一件事。前面的任务没做完,后面的任务只能等着。

Web Worker 的作用,就是为 JavaScript 创造多线程环境,允许主线程创建 Worker 线程,将一些任务分配给后者运行。在主线程运行的同时,Worker 线程在后台运行,两者互不干扰。等到 Worker 线程完成计算任务,再把结果返回给主线程。这样的好处是,一些计算密集型或高延迟的任务,被 Worker 线程负担了,主线程(主要负责 UI 交互)就会很流畅,不会被阻塞或拖慢。

Worker 线程一旦新建成功,就会始终运行,不会被主线程上的活动(比如用户点击按钮、提交表单)打断。这样有利于随时响应主线程的通信。但是,这也造成了 Worker 比较耗费资源,不应该过度使用,而且一旦使用完毕,就应该关闭。

使用 Web Worker 有以下一些注意点:

1、浏览器支持情况:

  • Chrome >= 4.0
  • IE >= 10.0
  • Firefox >= 3.5
  • Safari >= 4.0
  • Opera >= 11.5

创建 Worker 前,检查浏览器是否支持:

if (typeof(Worker) !== "undefined") {
  // Yes! Web worker support!
  // Some code ...
} else {
  // Sorry! No Web Worker support!
}

2、同源限制
分配给 Worker 线程运行的脚本文件,必须与主线程的脚本文件同源。

3、文件限制
Worker 线程无法读取本地文件,即不能打开本机的文件系统(file://),它所加载的脚本,必须来自网络。

4、脚本限制
Worker 线程不能执行alert()方法和confirm()方法,但可以使用 XMLHttpRequest对象发出 AJAX 请求。

5、DOM 限制
Worker 线程所在的全局对象,与主线程不一样,无法读取主线程所在网页的 DOM 对象,也无法使用documentwindowparent这些对象。但是,Worker 线程可以navigator对象和location对象。

6、线程交互
Worker 线程和主线程不在同一个上下文环境,它们不能直接通信,只能通过消息完成。

基本用法

  • 主线程
let worker = new Worker('work.js');

Worker()构造函数的参数是一个脚本文件,该文件就是 Worker 线程所要执行的任务。由于 Worker 不能读取本地文件,所以这个脚本必须来自网络。如果下载没有成功(比如 404 错误),Worker 就会默默地失败。

然后,主线程调用worker.postMessage()方法,向 Worker 发消息。

worker.postMessage('Hello World');
worker.postMessage({method: 'echo', args: ['Work']});

worker.postMessage()方法的参数,就是主线程传给 Worker 的数据。它可以是各种数据类型,包括二进制数据。

接着,主线程通过worker.onmessage指定监听函数,接收子线程发回来的消息。

worker.onmessage = (event) => {
  console.log('Message received: ' + event.data);
  // 执行任务
  worker.postMessage('Work done!');
}

上面代码中,事件对象的data属性可以获取 Worker 发来的数据。

Worker 完成任务以后,主线程就可以把它关掉。

worker.terminate();
  • Worker 线程

Worker 线程内部需要有一个监听函数,监听message事件。

self.addEventListener('message', e => {
  self.postMessage('You said: ' + e.data);
}, false);

self代表子线程自身,即子线程的全局对象。因此,等同于下面两种写法。

// 写法一
this.addEventListener('message', e => {
  this.postMessage('You said: ' + e.data);
}, false);

// 写法二
addEventListener('message', e => {
  postMessage('You said: ' + e.data);
}, false);

除了使用self.addEventListener()指定监听函数,也可以使用self.onmessage指定。监听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数据。self.postMessage()方法用来向主线程发送消息。

根据主线程发来的数据,Worker 线程可以调用不同的方法,下面是一个例子。

self.addEventListener('message', e => {
  let data = e.data;
  switch (data.cmd) {
    case 'start':
      self.postMessage('Worker started: ' + data.msg);
      break;
    case 'stop':
      self.postMessage('Worker stopped: ' + data.msg);
      self.close();
      break;
    default:
      self.postMessage('Unknown command: ' + data.msg);
  };
}, false);

self.close()用于在 Worker 内部关闭自身。

  • Worker 加载脚本

Worker 内部如果要加载其他脚本,有一个专门的方法importScripts()

importScripts('script1.js');

// 可以同时加载多个脚本
importScripts('script1.js', 'script2.js');
  • 错误处理

主线程可以监听 Worker 是否发生错误。如果发生错误,Worker 会触发主线程的error事件。

worker.onerror(event => {
  console.log(['ERROR: Line ', e.lineno, ' in ', e.filename, ': ', e.message].join(''));
});

// 或者
worker.addEventListener('error', event => {
  // ...
});

Worker 内部也可以监听error事件。

  • 关闭 Worker
    使用完毕,为了节省系统资源,必须关闭 Worker
// 主线程
worker.terminate();

// Worker 线程
self.close();