web Worker

web Worker介绍 - 多线程解决方案

Web Workers 是Html5提供的一个多线程解决方案，Web Workers可以在独立于主线程(js线程)的后台线程中，运行一个脚本操作。但是该脚本程序不能操作DOM，主要用于计算。

为什么js是单线程的，假如JS是多线程的，假设现在有2条线程，一条在dom节点上添加节点，另一条删除这个节点。
所以即使web Workers可以开启多线程，也不能操作DOM只能用于计算。

特点
1.DOM限制：没有WebAPI，该脚本程序不能操作DOM，主要用于计算
2.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
3.同源限制：分配给 Worker 线程运行的脚本，必须与主线程的脚本文件同源，否则存在跨域问题。

浏览器多进程架构

浏览器工作原理与实践：https://zhqwq.github.io/broswer-working-principle/guide/01.html

• 浏览器进程：主要负责界面显示、用户交互、子进程管理，同时提供存储等功能。
• 渲染进程：核心任务是将 HTML、CSS 和 JavaScript 转换为用户可以与之交互的网页
  • JS引擎线程：JavaScript引擎V8，负责处理JavaScript脚本程序。依靠任务队列来进行js代码的执行，所以js引擎会一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理。
  • GUI渲染线程：负责渲染浏览器界面,解析 HTML,CSS,构建render树,布局和绘制等。
  • 计时器线程：因为JavaScript引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响计时的准确。当使用setTimeout或者setInterval时，需要定时器线程计时。计时到了之后，将对应的回调放入事件队列中，等待JS执行。
    规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。
  • 异步http请求线程：负责异步请求管理，XMLHttpRequest在连通后通过浏览器新起一个线程请求。检测到状态变化时，如果有设置回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将这个回调再放入事件队列中，等到JS执行
  • 事件触发线程：控制事件循环，比如JS执行遇到计时器，AJAX异步请求等，就会将对应任务添加到事件触发线程中，在对应事件符合触发条件触发时，就把事件添加到待处理队列的队尾，等JS引擎处理。
• GPU进程: GPU的使用初衷是为了实现3D CSS的效果，只是随后网页、Chrome的UI界面都选择采用GPU来绘制。
• 网络进程：主要负责页面的网络资源加载。
• 插件进程: 主要是负责插件的运行，因插件易崩溃，所以需要通过插件进程来隔离，以保证插件进程崩溃不会对浏览器和页面造成影响

渲染进程的创建时机
每次新开一个标签页，都会创建一个新的渲染进程。
但有例外，比如从A页面里面打开一个新的页面B页面，而A页面和B页面又属于同一站点的话，A和B就共用一个渲染进程。

web workers 的使用

语法：new Worker(url, [options]))

虽然 Worker API 建议 Worker 构造函数接受表示 URL 的字符串脚本，在 webpack 5 中只能使用 URL 代替。

new Worker('./worker.js');
/*
webpack5的写法
import.meta.url
*/
new Worker(new URL('./worker.js', import.meta.url));

在主线程中的使用

worker的方法	描述
worker.postMessage	向 worker.js 发送一个消息，消息可由任何 JavaScript 对象组成
worker.terminate	立即终止当前的worker
worker.onmessage	接收来自worker的消息时触发
worker.onerror	worker 出现运行中错误时，onerror 事件处理函数会被调用

在worker子线程中的使用
在网页上，window 对象可以向运行在其中的脚本暴露各种全局变量（window可省略）。
在worker子线程中，全局作用域变成了WorkerGlobalScope，这个对象少了很多API，比如DOM操作、alert()方法。WorkerGlobalScope对象的属性和方法使用时也可以省略WorkerGlobalScope。

属性	方法
self（只读）	指向当前的WorkerGlobalScope，它的值和this是一样的;
location（只读）	指向当前WorkerGlobalScope的URL，它是一个Location对象;
navigator（只读）	指向当前WorkerGlobalScope的Navigator对象;
importScripts()	用来加载脚本，它的参数是一个或多个脚本的URL，例如：importScripts(‘a.js’, ‘b.js’)，它的返回值是undefined，如果加载失败，会抛出一个NetworkError的异常;
onerror	用来注册error事件的回调函数;
onlanguagechange	用来注册languagechange事件的回调函数;
onoffline	用来注册offline事件的回调函数;
ononline	用来注册online事件的回调函数;
onrejectionhandled	用来注册rejectionhandled事件的回调函数，它是Promise的一个事件;
onunhandledrejection	用来注册unhandledrejection事件的回调函数, 它是Promise的一个事件;

关闭worker

方式1：主线程主动关闭worker.terminate()
方式2：子线程内部关闭self.close()

区别
主线程主动关闭worker，主线程与 worker 线程之间的连接都会被立刻停止。
子线程内部关闭worker，不会直接断开与主线程的连接，而是等 worker 线程当前的 Event Loop 所有任务执行完，再关闭。如果在当前Event Loop 中继续调用 postMessage() 方法，主线程还是能通过监听message事件收到消息。

引用其他js文件

这里加载的js文件不受同源策略约束

同源策略：两个 URL 的协议、域名和端口都相同。

使用importScripts()引入

// utils.js
const add = (a, b) => a + b;

// worker.js（worker线程）
// 使用方法：importScripts(path1, path2, ...); 

importScripts('./utils.js'); // 加载需要的js文件

console.log(add(1, 2)); // log 3

ESModule 模式
如果引入的js文件采用 ESModule 模式，需要在创建子线程时指定子线程的类型。

// 主线程
const worker = new Worker('/worker.js', {
    type: 'module'  // 指定 worker.js 的类型
});

// utils.js
export default add = (a, b) => a + b;

// worker.js（worker线程）
import add from './utils.js';
self.addEventListener('message', e => { 
    postMessage(e.data);
});

add(1, 2); // log 3

export default self; // 只需把顶级对象self暴露出去即可

浏览器切换标签，定时器失效的解决办法

问题描述：当网页切换到了后台，大多数浏览器会进行性能优化，定时器会处于休眠或者降频状态。

解决方法
方法1：根据窗口可见性API - 控制定时器的启动与关闭
方法2：在web Workers中开启定时器 - 适合定时器需要一直存在的场景

窗口可见性 API

visibilitychange事件，当其选项卡的内容可见性变化时触发

document.addEventListener('visibilitychange', function() {
  if (document.visibilityState === 'visible') {
    // 页面变为可见状态时执行的操作
  } else if (document.visibilityState === 'hidden') {
    // 页面变为不可见状态时执行的操作
  }
});

案例
定时器来做倒计时
实现：最终时间-开始时间就是要倒计时的时间，然后定时器每秒减1就行
存在问题：最小化后回来时间不对了
方法1：倒计时启动时记录开始时间，每次计算当前时间与开始时间的差值来计时。
方法2：页面处于不可见状态时关闭定时器，页面处于可见状态时以当前时间重新开启定时器

解决定时器失效的方案

将定时器在worker.js中打开，即使切换标签，worker线程也会在后台执行。(切换标签该标签的渲染进程还是存在的)

案例
一个 web socket 链接，为了保持活跃，需要定时向服务器发送心跳信令。主线程需要每5s执行一个操作，就算该窗口隐藏到后台也需要这个操作。

主线程中

const work = new Worker(new URL('./worker.js', import.meta.url));
work.onmessage = () => {
    // 接收到消息主线发送心跳
};

worker.js线程中设置定时器

onmessage =(event)=>{
  setInterval(()=>{
    postMessage('ok')
  },5000)
}