使用 JavaScript 中的 Web Worker 來提高效能

JavaScript 中的 Web Workers

Web Workers 為 Web 內容提供了一種在後台執行緒中執行腳本的簡單方法，從而可以在不凍結主執行緒的情況下進行繁重的計算。此功能對於 Web 應用程式的效能最佳化特別有用。

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什麼是 Web Worker？

Web Workers 是在與主執行緒不同的執行緒中執行的 JavaScript 腳本。它們允許執行複雜計算、資料處理或即時更新等任務，而不會阻塞使用者介面。

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Web Worker 的主要特性

1. 多執行緒：在背景運行，與主執行緒分開。
2. 非阻塞 UI：透過防止 UI 凍結來改善使用者體驗。
3. 安全性：在沙盒環境中運行，因此不允許直接操作 DOM。
4. 透過訊息進行通訊：與主執行緒的互動是使用postMessage和onmessage完成的。

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建立 Web Worker

1.主要腳本

主執行緒使用 Worker 建構函式建立一個 Worker。

// main.js
const worker = new Worker("worker.js");

worker.postMessage("Hello, Worker!"); // Sending a message to the worker

worker.onmessage = (event) => {
  console.log("Message from worker:", event.data);
};

2.工人腳本

worker 使用 onmessage 事件監聽訊息。

// worker.js
onmessage = (event) => {
  console.log("Message from main thread:", event.data);
  const result = event.data.toUpperCase(); // Example computation
  postMessage(result); // Sending a message back to the main thread
};

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關鍵方法與屬性

主執行緒方法：

• Worker(postMessage)：向worker傳送資料。
• Worker.terminate()：立即停止工作執行緒。

工作方法：

• self.postMessage()：將資料傳回主執行緒。

共享活動：

• onmessage：收到訊息時觸發。
• onerror：處理worker中的錯誤。

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範例：執行繁重計算

// main.js
const worker = new Worker("worker.js");

worker.postMessage(1000000); // Sending a number for processing

worker.onmessage = (event) => {
  console.log("Sum calculated by worker:", event.data);
};

worker.onerror = (error) => {
  console.error("Worker error:", error.message);
};

// worker.js
onmessage = (event) => {
  const num = event.data;
  let sum = 0;
  for (let i = 1; i <= num; i++) {
    sum += i;
  }
  postMessage(sum); // Return the result to the main thread
};

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Web Worker 的型別

1. 敬業的工人：

   • 針對單一腳本進行操作。
   • 上面的例子展示了一個敬業的工作人員。

2. 共享工作者：

   • 可以在多個腳本之間共用。
   • 使用 SharedWorker 建立。

// main.js
const worker = new Worker("worker.js");

worker.postMessage("Hello, Worker!"); // Sending a message to the worker

worker.onmessage = (event) => {
  console.log("Message from worker:", event.data);
};

1. 服務人員：
   • 用於管理快取和啟用離線功能。
   • 與 Web Workers 不直接相關的特殊用例。

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Web Worker 的限制

1. No DOM Access：Workers 無法直接與 DOM 互動。
2. 有限的 API：僅支援特定的 API，例如 XMLHttpRequest 或 fetch。
3. 獨立範圍：worker 獨立運行，需要訊息傳遞來進行資料交換。
4. 開銷：創建太多的worker會消耗資源。

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何時使用 Web Workers

• 執行密集計算（例如排序、影像處理）。
• 在後台取得和處理大型資料集。
• 即時應用程序，例如視訊處理或遊戲。
• 提高單頁應用程式 (SPA) 的回應能力。

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使用 Web Worker 的最佳實務

1. 限制 Worker 使用：僅為計算成本較高的任務建立 Worker。
2. 使用結構化克隆：Workers 使用結構化克隆來高效地傳遞資料。避免發送不必要的複雜物件。
3. 錯誤處理：一律使用 onerror 事件處理工作執行緒錯誤。
4. 終止Workers：當不再需要worker時，使用worker.terminate()釋放資源。

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結論

Web Workers 是現代 JavaScript 開發人員的必備工具，透過利用多執行緒來實現更好的效能和更流暢的使用者體驗。了解它們的功能和限制可確保您能夠在專案中有效地實施它們。

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