Web Workers 및 SIMD.js를 사용한 JavaScript의 병렬 프로그래밍

JavaScript는 클라이언트 측과 서버 측 모두에서 실행될 수 있는 다목적 프로그래밍 언어입니다. 전통적으로 JavaScript는 단일 스레드 방식으로 작업을 수행하므로 계산 집약적인 작업을 효율적으로 처리하는 능력이 제한됩니다. 그러나 웹 기술의 발전으로 Web Workers와 SIMD.js를 사용함으로써 JavaScript에서의 병렬 프로그래밍이 가능해졌습니다. 이 글의 목표는 Web Worker와 SIMD.js에 초점을 맞춰 JavaScript의 병렬 프로그래밍 개념을 소개하고 사용법을 설명하는 코드 예제를 제공하는 것입니다.

병렬 프로그래밍에 대해 알아보기

병렬 프로그래밍에는 작업을 동시에 실행할 수 있는 더 작은 하위 작업으로 나누어 여러 리소스를 활용하여 성능을 향상시키는 것이 포함됩니다. JavaScript에서 병렬 프로그래밍은 복잡한 계산, 데이터 처리 및 시뮬레이션과 관련된 작업에 특히 유용합니다. 병렬성을 활용함으로써 개발자는 최신 멀티 코어 프로세서를 활용하고 작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다.

네트워크 작업자

Web Worker를 사용하면 JavaScript 코드가 별도의 백그라운드 스레드에서 실행되어 병렬 처리가 가능해집니다. 사용자 상호 작용과 렌더링을 처리하는 기본 UI 스레드와 달리 Web Worker는 독립적으로 실행되며 UI 스레드를 차단하지 않습니다. 이를 통해 사용자 인터페이스의 응답성에 영향을 주지 않고 계산 집약적인 작업을 수행할 수 있습니다.

웹 작업자 만들기

Web Worker를 생성하려면 Worker 코드 전용의 새로운 JavaScript 파일을 생성해야 합니다.

Web Worker를 사용하여 숫자의 계승을 계산하는 예를 고려해 보겠습니다.

예

아래 표시된 코드를 고려해보세요.

으아악

다음은 Worker.js 코드입니다.

으아악

지침

위의 예에서 기본 JavaScript 파일인 main.js는 Worker 생성자를 사용하여 새 웹 작업자를 생성하고 별도의 파일인 Worker.js에 작업자 코드를 지정합니다. postMessage() 메서드는 작업자 스레드에 데이터를 보내고 onmessage 이벤트 핸들러는 작업자 스레드에서 계산된 결과를 받습니다.

제한사항 및 의사소통

Web Worker에는 DOM에 직접 액세스할 수 없거나 동기 작업을 수행할 수 없는 등의 제한 사항이 있습니다. 그러나 postMessage() 메서드와 onmessage 이벤트 핸들러를 통해 기본 스레드와 작업자 스레드 간의 통신 메커니즘을 제공합니다. 이를 통해 기본 스레드와 작업자 스레드 간에 데이터를 교환하고 결과를 반환할 수 있습니다.

SIMD.js

SIMD(Single Instruction, Multiple Data)는 벡터화를 사용하여 여러 작업을 동시에 수행할 수 있는 병렬 컴퓨팅 기술입니다. SIMD.js는 SIMD 계산을 지원하는 JavaScript 확장으로, 집중적인 수학 계산과 관련된 작업에 성능 이점을 제공합니다.

SIMD 데이터 유형

SIMD.js에는 각각 4개의 부동 소수점 및 정수 값의 벡터를 나타내는 SIMD.Float32x4 및 SIMD.Int32x4와 같은 새로운 데이터 유형이 도입되었습니다. 이러한 데이터 유형을 사용하면 여러 데이터 요소에 대한 병렬 계산을 동시에 수행할 수 있습니다. SIMD.js는 이러한 벡터를 기반으로 작동하여 계산을 효율적으로 수행하고 최신 CPU의 병렬 처리 능력을 활용합니다.

SIMD 작업 수행

두 배열을 요소별로 곱하는 SIMD 연산을 수행하는 방법을 보여주는 예를 살펴보겠습니다.

예

아래 표시된 코드를 고려해보세요.

으아악

지침

위의 예에서는 먼저 현재 브라우저가 SIMD.js API를 지원하는지 확인합니다. 지원되는 경우 일반 JavaScript 배열에서 값을 로드하여 두 개의 SIMD 배열(simdArray1 및 simdArray2)을 만들 수 있습니다. 그런 다음 SIMD.Float32x4.mul() 함수를 사용하여 SIMD 배열에서 요소별 곱셈을 수행합니다. 마지막으로 SIMD.Float32x4.extractLane() 함수를 사용하여 차선 값을 추출합니다.

코드 조각의 출력은 브라우저의 SIMD.js 지원 여부에 따라 달라집니다. SIMD.js가 지원되는 경우 출력은 두 배열의 요소별 곱셈([5, 12, 21, 32])이 됩니다. 그렇지 않으면 코드는 현재 브라우저가 SIMD를 지원하지 않는다는 메시지를 기록합니다.

결론

Web Workers와 SIMD.js를 사용한 JavaScript의 병렬 프로그래밍은 성능을 최적화하고 컴퓨팅 집약적인 작업을 처리할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다. Web Worker를 사용하면 JavaScript가 백그라운드에서 작업을 동시에 수행할 수 있으며 SIMD.js는 SIMD 계산을 활용하여 더 빠른 수학 작업을 수행할 수 있습니다. 개발자는 이러한 병렬 프로그래밍 기술을 활용하여 JavaScript 애플리케이션의 반응성과 효율성을 높일 수 있습니다.

이 기사에서는 Web Workers와 SIMD.js를 중심으로 JavaScript 병렬 프로그래밍의 기본 사항을 살펴봅니다. Web Worker를 만들고 통신하는 방법과 Web Workers가 제공하는 제한 사항 및 이점에 대해 논의했습니다. 또한 SIMD.js 확장을 탐색하여 어레이에서 SIMD 작업을 수행하는 방법을 보여주었습니다. 개발자는 병렬 프로그래밍의 강력한 기능을 활용하여 JavaScript의 잠재력을 최대한 활용하여 복잡하고 리소스 집약적인 작업을 완료할 수 있습니다.

위 내용은 Web Workers 및 SIMD.js를 사용한 JavaScript의 병렬 프로그래밍의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!