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HTML5 Web Worker的使用

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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。，HTML5中國，中國最大的HTML5中文門戶。
       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文件來開辟一個新的線程，起到互不阻塞執行的效果，并且提供主線程和新線程之間數據交換的接口：postMessage，onmessage。

       那么如何使用呢，我們看一個例子：

  1. //worker.js
  2. onmessage =function (evt){
  3.   var d = evt.data;//通過evt.data獲得發送來的數據
  4.   postMessage( d );//將獲取到的數據發送會主線程
  5. }
復制代碼

       HTML頁面：test.html

  1. <!DOCTYPE HTML>
  2. <html>
  3. <head>
  4. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
  5. <script type="text/javascript">
  6. //WEB頁主線程
  7. var worker =new Worker("worker.js"); //創建一個Worker對象并向它傳遞將在新線程中執行的腳本的URL
  8. worker.postMessage("hello world");     //向worker發送數據
  9. worker.onmessage =function(evt){     //接收worker傳過來的數據函數
  10.    console.log(evt.data);              //輸出worker發送來的數據
  11. }
  12. </script>
  13. </head>
  14. <body></body>
  15. </html>
復制代碼

       Chrome瀏覽器打開test.html后，控制臺輸出  ”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主要分為以下幾部分。

       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能做什么

       知道了如何使用web worker ，那么它到底有什么用，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的常用實現為：

  1. var fibonacci =function(n) {
  2.     return n <2? n : arguments.callee(n -1) + arguments.callee(n -2);
  3. };
  4. //fibonacci(36)
復制代碼

       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腳本忙了。

       由于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里去執行將避免這種情況的出現。具體看例子：

  1. //fibonacci.js
  2. var fibonacci =function(n) {
  3.     return n <2? n : arguments.callee(n -1) + arguments.callee(n -2);
  4. };
  5. onmessage =function(event) {
  6.     var n = parseInt(event.data, 10);
  7.     postMessage(fibonacci(n));
  8. };
復制代碼

       HTML頁面：fibonacci.html

  1. <!DOCTYPE HTML>
  2. <html>
  3. <head>
  4. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
  5. <title>web worker fibonacci</title>
  6. <script type="text/javascript">
  7.   onload =function(){
  8.       var worker =new Worker('fibonacci.js');  
  9.       worker.addEventListener('message', function(event) {
  10.         var timer2 = (new Date()).valueOf();
  11.            console.log( '結果：'+event.data, '時間:'+ timer2, '用時：'+ ( timer2  - timer ) );
  12.       }, false);
  13.       var timer = (new Date()).valueOf();
  14.       console.log('開始計算：40','時間:'+ timer );
  15.       setTimeout(function(){
  16.           console.log('定時器函數在計算數列時執行了', '時間:'+ (new Date()).valueOf() );
  17.       },1000);
  18.       worker.postMessage(40);
  19.       console.log('我在計算數列的時候執行了', '時間:'+ (new Date()).valueOf() );
  20.   }  
  21.   </script>
  22. </head>
  23. <body>
  24. </body>
  25. </html>
復制代碼

       在Chrome中打開fibonacci.html，控制臺得到如下輸出：

  1. 開始計算：40 時間:1316508212705
  2. 我在計算數列的時候執行了 時間:1316508212734
  3. 定時器函數在計算數列時執行了 時間:1316508213735
  4. 結果：102334155 時間:1316508262820 用時：50115
復制代碼

       這個例子說明在worker中執行的fibonacci數列的計算并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，只是在計算完成之后將結果發回主線程。

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

       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制的，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，那么我們是否可以利用web worker來做一些類似jsonp的請求呢，大家知道jsonp是通過插入script標簽來加載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

  1. // /aj/webWorker/core.js
  2. function $E(id) {
  3.     return document.getElementById(id);
  4. }
  5. onload =function() {
  6.     //通過web worker加載
  7.     $E('workerLoad').onclick =function() {
  8.         var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face2';
  9.         var d = (new Date()).valueOf();
  10.         var worker =new Worker(url);
  11.         worker.onmessage =function(obj) {
  12.             console.log('web worker: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
  13.         };
  14.     };
  15.     //通過jsonp加載
  16.     $E('jsonpLoad').onclick =function() {
  17.         var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face1';
  18.         var d = (new Date()).valueOf();
  19.         STK.core.io.scriptLoader({
  20.             method:'post',
  21.             url : url,
  22.             onComplete : function() {
  23.                 console.log('jsonp: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
  24.             }
  25.         });
  26.     };
  27.     //通過ajax加載
  28.     $E('ajaxLoad').onclick =function() {
  29.         var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face';
  30.         var d = (new Date()).valueOf();
  31.         STK.core.io.ajax({
  32.             url : url,
  33.             onComplete : function(json) {
  34.                 console.log('ajax: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
  35.             }
  36.         });
  37.     };
  38. };
復制代碼

       HTML頁面：/aj/webWorker/worker.html

  1. <!DOCTYPE HTML>
  2. <html>
  3. <head>
  4. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
  5. <title>Worker example: load data</title>
  6. <script src="http://js.t.sinajs.cn/STK/js/gaea.1.14.js" type="text/javascript"></script>
  7. <script type="text/javascript" src="http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/core.js"></script>
  8. </head>
  9. <body>
  10.     <input type="button" id="workerLoad" value="web worker加載"></input>
  11.     <input type="button" id="jsonpLoad" value="jsonp加載"></input>
  12.     <input type="button" id="ajaxLoad" value="ajax加載"></input>
  13. </body>
  14. </html>
復制代碼

       設置HOST

  1. 127.0.0.1 js.wcdn.cn
復制代碼

       通過 http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/worker.html 訪問頁面然后分別通過三種方式加載數據，得到控制臺輸出：

  1. web worker: 174
  2. jsonp: 25
  3. ajax: 38
復制代碼

       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的加載時間一直處于高位，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。

       那么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，這對于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。

       我們可以做什么：

       1.可以加載一個JS進行大量的復雜計算而不掛起主進程，并通過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

       有那些局限性：

       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里允許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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