怎样使用 ECMAScript 2021 的 SharedArrayBuffer 共享内存跨多个 Worker 线程？

导言

共享内存属于多线程编程领域，是一个极其高端的技术，其用途包括但不限于分布式运算和并行计算等方面。在 ECMAScript 2021 中，引入了 SharedArrayBuffer 共享内存对象，可以跨多个 Worker 线程共享内存。

本文将为您详解如何使用 SharedArrayBuffer 共享内存跨多个 Worker 线程，并附上示例代码，帮助您更好的理解和使用该技术。

什么是 SharedArrayBuffer 共享内存？

SharedArrayBuffer 是一个特殊类型的 ArrayBuffer，它允许多个 Worker 线程可以同时访问同一块内存空间。在共享内存区域中，每个元素都有一个唯一的索引，数据类型是双精度浮点数（64-bit）。

相比于普通的数组，SharedArrayBuffer 共享内存具有以下优势：

  • 具有更高的性能：共享内存区域可以在不同的 Worker 线程之间共享数据，避免了数据的拷贝和传输，从而提升了程序的性能和效率。
  • 具有更大的容量：共享内存区域的容量可以达到数千兆字节，远远超过了 JS 引擎的堆内存限制。
  • 具有更高的可扩展性：共享内存区域的容量取决于硬件的物理内存，因此可以随着硬件的升级而逐步扩展。

如何使用 SharedArrayBuffer 共享内存跨多个 Worker 线程？

SharedArrayBuffer 和普通的数组不同，它需要结合 Atomics 这个全局对象才能够完成数据读写的操作。使用 SharedArrayBuffer 的步骤如下：

1. 定义共享内存区域

首先，我们需要使用 SharedArrayBuffer 构造函数来定义一个共享内存区域：

----- --- - --- ------------------------------

其中，bufferSize 表示共享内存区域的大小，单位为字节。由于 SharedArrayBuffer 具有特殊的内存结构，因此我们不能使用普通的数组对其进行操作。

2. 定义多个 Worker 线程

接下来，我们可以使用 JavaScript 的 Worker API 来创建多个子线程，并向其传递共享内存区域的引用：

----- ------- - --- ---------------------
----- ------- - --- ---------------------

--------------------- ------- ------- --- ---
--------------------- ------- ------- --- ---

其中，worker1 和 worker2 分别表示两个子线程的对象，init 表示初始化操作，sab 表示共享内存区域的引用。这里我们采用 postMessage 方式向子线程传递消息，使得子线程可以拿到共享内存区域的引用。

3. 在子线程中操作共享内存

每个子线程都可以通过在 SharedArrayBuffer 上调用 Atomics 对象的方法来完成数据的读写操作。例如：

--------- - --------------- -
  ----- --- - ---------------
  ----- ---- - --- ----------------

  -- ------------------ --- ------- -
    -- ---------------
    ----- ----- - -----------------
    ---------------------- ------ -------- ------
  - ---- -- ------------------ --- -------- -
    -- ------ ------- ---------
    ----- ------ - ------------------
    ----- ----- - -----------------
    ------------------- ------- -------
    ---------------------- ------ --------- ------
  - ---- -- ------------------ --- ------- -
    -- ------ ------- ---------
    ----- ------ - ------------------
    ----- ----- - ------------------ --------
    ---------------------- ------ -------- -------
  -
--

这里我们定义了 onmessage 回调函数来处理从主线程传递过来的消息。在初始化操作中，我们通过传递的索引值找到对应的 Worker 线程，并输出共享内存区域的数组内容。

在写操作和读操作中，我们分别使用 store 和 load 方法来完成数据的写入和读取。需要注意的是，由于共享内存是多个线程共享的，因此我们需要借助 Atomics 对象来完成操作的同步和互斥，避免多个线程同时修改同一内存区域导致数据的冲突。

4. 启动程序并观察输出结果

最后，我们可以在 index.html 中启动多个 Worker 线程，并向其发送共享内存操作指令：

--------------------- ------- -------- ------- -- ------ --- ---
--------------------- ------- ------- ------- - ---

这里我们在 worker1 中向内存区域写入了一个数值，然后在 worker2 中读取了同一内存区域的数值。启动程序并观察输出结果，可以看到两个子线程分别输出了自己的操作结果：

------- - ----- ---------- -------
------- - ----- ---------- -------
------- - ------ ---------- ----- --
------- - ----- ---

总结

SharedArrayBuffer 共享内存是 ECMAScript 2021 中新增的一个高端技术，可以用于多线程编程中，具有高性能、大容量和高可扩展性等优势。本文从定义共享内存区域、定义多个 Worker 线程、在子线程中操作共享内存和启动程序并观察输出结果等四个方面详细介绍了如何使用 SharedArrayBuffer 共享内存进行多线程编程。希望本文能够帮助读者更好地理解和掌握该技术，并引领读者进入更广阔的多线程编程领域。

来源：JavaScript中文网 ，转载请联系管理员！ 本文地址：https://www.javascriptcn.com/post/64edf5e9f6b2d6eab381441d

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