Web Worker
一、基本概念
Web Worker 使用教程 - 阮一峰的网络日志 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（通常负责 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。==
Web Worker 有以下几个使用注意点：
（1）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。
（2）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document、window、parent这些对象。但是，Worker 线程可以navigator对象和location对象。
（3）通信联系 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，必须通过消息完成。
（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）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。
二、基本使用
主线程
主线程采用new命令，调用Worker()构造函数，新建一个 Worker 线程。
js
var 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。
javascript
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。
javascript
worker.onmessage = function (event) {
console.log('Received message ' + event.data);
doSomething();
}
function doSomething() {
// 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。
javascript
worker.terminate();Web Worker线程
Worker 线程内部需要有一个监听函数，监听message事件。
javascript
self.addEventListener('message', function (e) {
self.postMessage('You said: ' + e.data);
}, false);上面代码中，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。
javascript
// 写法一
this.addEventListener('message', function (e) {
this.postMessage('You said: ' + e.data);
}, false);
// 写法二
addEventListener('message', function (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。
javascript
self.addEventListener('message', function (e) {
var 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(); // Terminates the worker.
break;
default:
self.postMessage('Unknown command: ' + data.msg);
};
}, false);上面代码中，self.close()用于在 Worker 内部关闭自身。
在Web Worker中加载脚本
Worker 内部如果要加载其他脚本，有一个专门的方法importScripts()。
javascript
importScripts('script1.js');该方法可以同时加载多个脚本。
javascript
importScripts('script1.js', 'script2.js');错误处理与结束
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。
javascript
> worker.onerror(function (event) {
> console.log([
> 'ERROR: Line ', e.lineno, ' in ', e.filename, ': ', e.message
> ].join(''));
> });
>
> // 或者
> worker.addEventListener('error', function (event) {
> // ...
> });
> ```
Worker 内部也可以监听`error`事件。
使用完毕，为了节省系统资源，必须关闭 Worker。
```javascript
>
> // 主线程
> worker.terminate();
>
> // Worker 线程
> self.close();
> ```
## 三、数据通信
前面说过，主线程与 Worker 之间的通信内容，可以是文本，也可以是对象。需要注意的是，这种通信是拷贝关系，即是传值而不是传址，Worker 对通信内容的修改，不会影响到主线程。事实上，浏览器内部的运行机制是，先将通信内容串行化，然后把串行化后的字符串发给 Worker，后者再将它还原。
主线程与 Worker 之间也可以交换二进制数据，比如 File、Blob、ArrayBuffer 等类型，也可以在线程之间发送。下面是一个例子。
```javascript
>
> // 主线程
> var uInt8Array = new Uint8Array(new ArrayBuffer(10));
> for (var i = 0; i < uInt8Array.length; ++i) {
> uInt8Array[i] = i * 2; // [0, 2, 4, 6, 8,...]
> }
> worker.postMessage(uInt8Array);
>
> // Worker 线程
> self.onmessage = function (e) {
> var uInt8Array = e.data;
> postMessage('Inside worker.js: uInt8Array.toString() = ' + uInt8Array.toString());
> postMessage('Inside worker.js: uInt8Array.byteLength = ' + uInt8Array.byteLength);
> };
> ```
但是，拷贝方式发送二进制数据，会造成性能问题。比如，主线程向 Worker 发送一个 500MB 文件，默认情况下浏览器会生成一个原文件的拷贝。为了解决这个问题，JavaScript 允许主线程把二进制数据直接转移给子线程，但是一旦转移，主线程就无法再使用这些二进制数据了，这是为了防止出现多个线程同时修改数据的麻烦局面。这种转移数据的方法，叫做[Transferable Objects](http://www.w3.org/html/wg/drafts/html/master/infrastructure.html#transferable-objects)。这使得主线程可以快速把数据交给 Worker，对于影像处理、声音处理、3D 运算等就非常方便了，不会产生性能负担。
如果要直接转移数据的控制权，就要使用下面的写法。
```javascript
>
> // Transferable Objects 格式
> worker.postMessage(arrayBuffer, [arrayBuffer]);
>
> // 例子
> var ab = new ArrayBuffer(1);
> worker.postMessage(ab, [ab]);
> ```
## 四、同页面的 Web Worker
通常情况下，Worker 载入的是一个单独的 JavaScript 脚本文件，但是也可以载入与主线程在同一个网页的代码。
```html
>
> <!DOCTYPE html>
> <body>
> <script id="worker" type="app/worker">
> addEventListener('message', function () {
> postMessage('some message');
> }, false);
> </script>
> </body>
> </html>上面是一段嵌入网页的脚本，注意必须指定<script>标签的type属性是一个浏览器不认识的值，上例是app/worker。
然后，读取这一段嵌入页面的脚本，用 Worker 来处理。
javascript
>
> var blob = new Blob([document.querySelector('#worker').textContent]);
> var url = window.URL.createObjectURL(blob);
> var worker = new Worker(url);
>
> worker.onmessage = function (e) {
> // e.data === 'some message'
> };
> ```
上面代码中，先将嵌入网页的脚本代码，转成一个二进制对象，然后为这个二进制对象生成 URL，再让 Worker 加载这个 URL。这样就做到了，主线程和 Worker 的代码都在同一个网页上面。
## 五、实例：Worker 线程完成轮询
有时，浏览器需要轮询服务器状态，以便第一时间得知状态改变。这个工作可以放在 Worker 里面。
```javascript
>
> function createWorker(f) {
> var blob = new Blob(['(' + f.toString() +')()']);
> var url = window.URL.createObjectURL(blob);
> var worker = new Worker(url);
> return worker;
> }
>
> var pollingWorker = createWorker(function (e) {
> var cache;
>
> function compare(new, old) { ... };
>
> setInterval(function () {
> fetch('/my-api-endpoint').then(function (res) {
> var data = res.json();
>
> if (!compare(data, cache)) {
> cache = data;
> self.postMessage(data);
> }
> })
> }, 1000)
> });
>
> pollingWorker.onmessage = function () {
> // render data
> }
>
> pollingWorker.postMessage('init');
> ```
上面代码中，Worker 每秒钟轮询一次数据，然后跟缓存做比较。如果不一致，就说明服务端有了新的变化，因此就要通知主线程。
## 六、实例： Worker 新建 Worker
Worker 线程内部还能再新建 Worker 线程（目前只有 Firefox 浏览器支持）。下面的例子是将一个计算密集的任务，分配到10个 Worker。
主线程代码如下。
```javascript
>
> var worker = new Worker('worker.js');
> worker.onmessage = function (event) {
> document.getElementById('result').textContent = event.data;
> };
> ```
Worker 线程代码如下。
```javascript
>
> // worker.js
>
> // settings
> var num_workers = 10;
> var items_per_worker = 1000000;
>
> // start the workers
> var result = 0;
> var pending_workers = num_workers;
> for (var i = 0; i < num_workers; i += 1) {
> var worker = new Worker('core.js');
> worker.postMessage(i * items_per_worker);
> worker.postMessage((i + 1) * items_per_worker);
> worker.onmessage = storeResult;
> }
>
> // handle the results
> function storeResult(event) {
> result += event.data;
> pending_workers -= 1;
> if (pending_workers <= 0)
> postMessage(result); // finished!
> }
> ```
上面代码中，Worker 线程内部新建了10个 Worker 线程，并且依次向这10个 Worker 发送消息，告知了计算的起点和终点。计算任务脚本的代码如下。
```javascript
>
> // core.js
> var start;
> onmessage = getStart;
> function getStart(event) {
> start = event.data;
> onmessage = getEnd;
> }
>
> var end;
> function getEnd(event) {
> end = event.data;
> onmessage = null;
> work();
> }
>
> function work() {
> var result = 0;
> for (var i = start; i < end; i += 1) {
> // perform some complex calculation here
> result += 1;
> }
> postMessage(result);
> close();
> }
> ```
## 七、API
### 7.1 主线程
浏览器原生提供`Worker()`构造函数，用来供主线程生成 Worker 线程。
```javascript
var myWorker = new Worker(jsUrl, options);Worker()构造函数，可以接受两个参数。第一个参数是脚本的网址（必须遵守同源政策），该参数是必需的，且只能加载 JS 脚本，否则会报错。第二个参数是配置对象，该对象可选。它的一个作用就是指定 Worker 的名称，用来区分多个 Worker 线程。
javascript
>
> // 主线程
> var myWorker = new Worker('worker.js', { name : 'myWorker' });
>
> // Worker 线程
> self.name // myWorker
> ```
`Worker()`构造函数返回一个 Worker 线程对象，用来供主线程操作 Worker。Worker 线程对象的属性和方法如下。
- Worker.onerror：指定 error 事件的监听函数。
- Worker.onmessage：指定 message 事件的监听函数，发送过来的数据在`Event.data`属性中。
- Worker.onmessageerror：指定 messageerror 事件的监听函数。发送的数据无法序列化成字符串时，会触发这个事件。
- Worker.postMessage()：向 Worker 线程发送消息。
- Worker.terminate()：立即终止 Worker 线程。
### 7.2 Worker 线程
Web Worker 有自己的全局对象，不是主线程的`window`，而是一个专门为 Worker 定制的全局对象。因此定义在`window`上面的对象和方法不是全部都可以使用。
Worker 线程有一些自己的全局属性和方法。
- self.name： Worker 的名字。该属性只读，由构造函数指定。
- self.onmessage：指定`message`事件的监听函数。
- self.onmessageerror：指定 messageerror 事件的监听函数。发送的数据无法序列化成字符串时，会触发这个事件。
- self.close()：关闭 Worker 线程。
- self.postMessage()：向产生这个 Worker 线程发送消息。
- self.importScripts()：加载 JS 脚本。