编程 HTML / CSS

针对HTML5的Web Worker使用攻略

Posted in HTML / CSS onJuly 12, 2015

Web Workers 是 HTML5 提供的一个javascript多线程解决方案，我们可以将一些大计算量的代码交由web Worker运行而不冻结用户界面。
一：如何使用Worker

Web Worker的基本原理就是在当前javascript的主线程中，使用Worker类加载一个javascript文件来开辟一个新的线程，起到互不阻塞执行的效果，并且提供主线程和新线程之间数据交换的接口：postMessage，onmessage。

那么如何使用呢，我们看一个例子：

JavaScript Code复制内容到剪贴板

//worker.js
onmessage =function (evt){
var d = evt.data;//通过evt.data获得发送来的数据
postMessage( d );//将获取到的数据发送会主线程
}

HTML页面：test.html

XML/HTML Code复制内容到剪贴板

<!DOCTYPE HTML>
<html>
<<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="20_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="20" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="20_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
<script type="text/<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="21_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="21" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=javascript&k0=javascript&kdi0=0&luki=9&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="21_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">javascript</span></a></span>">
//WEB页主线程
var worker =new Worker("worker.js"); //创建一个Worker对象并向它传递将在新线程中执行的脚本的URL
worker.postMessage("hello world"); //向worker发送数据
worker.onmessage =function(evt){ //接收worker传过来的数据<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="22_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="22" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=%BA%AF%CA%FD&k0=%BA%AF%CA%FD&kdi0=0&luki=2&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="22_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">函数</span></a></span>
console.log(evt.<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="23_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="23" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="23_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span>); //输出worker发送来的数据
}
</script>
</head>
<body></body>
</html>

用Chrome浏览器打开test.html后，控制台输出 ”hello world” 表示程序执行成功。

通过这个例子我们可以看出使用web worker主要分为以下几部分

WEB主线程:

1.通过 worker = new Worker( url ) 加载一个JS文件来创建一个worker，同时返回一个worker实例。

2.通过worker.postMessage( data ) 方法来向worker发送数据。

3.绑定worker.onmessage方法来接收worker发送过来的数据。

4.可以使用 worker.terminate() 来终止一个worker的执行。

worker新线程：

1.通过postMessage( data ) 方法来向主线程发送数据。

2.绑定onmessage方法来接收主线程发送过来的数据。
　　二：Worker能做什么

知道了如何使用web worker ，那么它到底有什么用，可以帮我们解决那些问题呢。我们来看一个fibonacci数列的例子。

大家知道在数学上，fibonacci数列被以递归的方法定义：F0=0，F1=1，Fn=F(n-1)+F(n-2)（n>=2，n∈N*），而javascript的常用实现为：

JavaScript Code复制内容到剪贴板

var fibonacci =function(n) {
return n <2? n : arguments.callee(n -1) + arguments.callee(n -2);
};
//fibonacci(36)

在chrome中用该方法进行39的fibonacci数列执行时间为19097毫秒，而要计算40的时候浏览器直接提示脚本忙了。

由于javascript是单线程执行的，在求数列的过程中浏览器不能执行其它javascript脚本，UI渲染线程也会被挂起，从而导致浏览器进入僵死状态。使用web worker将数列的计算过程放入一个新线程里去执行将避免这种情况的出现。具体看例子：

JavaScript Code复制内容到剪贴板

//fibonacci.js
var fibonacci =function(n) {
return n <2? n : arguments.callee(n -1) + arguments.callee(n -2);
};
onmessage =function(event) {
var n = parseInt(event.<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="16_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="16" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="16_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span>, 10);
postMessage(fibonacci(n));
};

HTML页面：fibonacci.html

XML/HTML Code复制内容到剪贴板

<!DOCTYPE HTML>
<html>
<<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="11_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="11" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="11_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
<title>web worker fibonacci</title>
<script type="text/<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="12_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="12" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=javascript&k0=javascript&kdi0=0&luki=9&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="12_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">javascript</span></a></span>">
onload =function(){
var worker =new Worker('fibonacci.js');
worker.addEventListener('message', function(event) {
var timer2 = (new Date()).valueOf();
console.log( '结果：'+event.<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="13_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="13" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="13_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span>, '时间:'+ timer2, '用时：'+ ( timer2 - timer ) );
}, false);
var timer = (new Date()).valueOf();
console.log('开始计算：40','时间:'+ timer );
setTimeout(function(){
console.log('定时器<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="14_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="14" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=%BA%AF%CA%FD&k0=%BA%AF%CA%FD&kdi0=0&luki=2&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="14_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">函数</span></a></span>在计算数列时执行了', '时间:'+ (new Date()).valueOf() );
},1000);
worker.postMessage(40);
console.log('我在计算数列的时候执行了', '时间:'+ (new Date()).valueOf() );
}
</script>
</<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="15_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="15" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="15_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>>
<body>
</body>
</html>

在Chrome中打开fibonacci.html，控制台得到如下输出：

开始计算：40 时间:1316508212705
我在计算数列的时候执行了时间:1316508212734
定时器

XML/HTML Code复制内容到剪贴板

<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="9_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="9" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=%BA%AF%CA%FD&k0=%BA%AF%CA%FD&kdi0=0&luki=2&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="9_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">函数</span></a></span>

在计算数列时执行了时间:1316508213735
结果：102334155 时间:1316508262820 用时：50115

这个例子说明在worker中执行的fibonacci数列的计算并不会影响到主线程的代码执行，完全在自己独立的线程中计算，只是在计算完成之后将结果发回主线程。

利用web worker我们可以在前端执行一些复杂的大量运算而不会影响页面的展示，并且不会弹出恶心的脚本正忙提示。

下面这个例子使用了web worker来计算场景中的像素，场景打开时是一片一片进行绘制的，一个worker只计算一块像素值。

http://nerget.com/rayjs-mt/rayjs.html

三：Worker的其他尝试

我们已经知道Worker通过接收一个URL来创建一个worker，那么我们是否可以利用web worker来做一些类似jsonp的请求呢，大家知道jsonp是通过插入script标签来加载json数据的，而script元素在加载和执行过程中都是阻塞式的，如果能利用web worker实现异步加载将会非常不错。

下面这个例子将通过 web worker、jsonp、ajax三种不同的方式来加载一个169.42KB大小的JSON数据

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// /aj/webWorker/core.js
function $E(id) {
return document.getElementById(id);
}
onload =function() {
//通过web worker加载
$E('workerLoad').onclick =function() {
var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face2';
var d = (new Date()).valueOf();
var worker =new Worker(url);
worker.onmessage =function(obj) {
console.log('web worker: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
};
};
//通过jsonp加载
$E('jsonpLoad').onclick =function() {
var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face1';
var d = (new Date()).valueOf();
STK.core.io.scriptLoader({
method:'post',
url : url,
onComplete : function() {
console.log('jsonp: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
}
});
};
//通过<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="8_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="8" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=ajax&k0=ajax&kdi0=0&luki=8&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="8_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">ajax</span></a></span>加载
$E('ajaxLoad').onclick =function() {
var url ='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face';
var d = (new Date()).valueOf();
STK.core.io.ajax({
url : url,
onComplete : function(json) {
console.log('ajax: '+ ((new Date()).valueOf() - d));
}
});
};
};

HTML页面：/aj/webWorker/worker.html

XML/HTML Code复制内容到剪贴板

<!DOCTYPE HTML>
<html>
<<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="4_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="4" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="4_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
<title>Worker example: load <span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="5_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="5" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="5_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span></title>
<script src="http://js.t.sinajs.cn/STK/js/gaea.1.14.js" type="text/<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="6_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="6" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=javascript&k0=javascript&kdi0=0&luki=9&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="6_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">javascript</span></a></span>"></script>
<script type="text/javascript" src="http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/core.js"></script>
</head>
<body>
<input type="button" id="workerLoad" value="web worker加载"></input>
<input type="button" id="jsonpLoad" value="jsonp加载"></input>
<input type="button" id="<span style="width: auto; height: auto; float: none;" id="7_nwp"><a style="text-decoration: none;" mpid="7" target="_blank" href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=ajax&k0=ajax&kdi0=0&luki=8&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0" id="7_nwl"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">ajax</span></a></span>Load" value="ajax加载"></input>
</body>
</html>

设置HOST

复制代码

代码如下:

127.0.0.1 js.wcdn.cn　

通过 http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/worker.html 访问页面然后分别通过三种方式加载数据，得到控制台输出：

复制代码

代码如下:

web worker: 174
jsonp: 25
ajax: 38

多试几次发现通过jsonp和ajax加载数据的时间相差不大，而web worker的加载时间一直处于高位，所以用web worker来加载数据还是比较慢的，即便是大数据量情况下也没任何优势，可能是Worker初始化新起线程比较耗时间。除了在加载过程中是无阻塞的之外没有任何优势。

那么web worker是否能支持跨域js加载呢，这次我们通过http://127.0.0.1/aj/webWorker/worker.html 来访问页面，当点击 ”web worker加载” 加载按钮时Chrome下无任何反映，FF6下提示错误。由此我们可以知道web worker是不支持跨域加载JS的，这对于将静态文件部署到单独的静态服务器的网站来说是个坏消息。

所以web worker只能用来加载同域下的json数据，而这方面ajax已经可以做到了，而且效率更高更通用。还是让Worker做它自己擅长的事吧。

四：总结

web worker看起来很美好，但处处是魔鬼。

我们可以做什么：

1.可以加载一个JS进行大量的复杂计算而不挂起主进程，并通过postMessage，onmessage进行通信

2.可以在worker中通过importScripts(url)加载另外的脚本文件

3.可以使用 setTimeout(), clearTimeout(), setInterval(), and clearInterval()

4.可以使用XMLHttpRequest来发送请求

5.可以访问navigator的部分属性

有那些局限性：

1.不能跨域加载JS

2.worker内代码不能访问DOM

3.各个浏览器对Worker的实现不大一致，例如FF里允许worker中创建新的worker,而Chrome中就不行

4.不是每个浏览器都支持这个新特性

针对HTML5的Web Worker使用攻略

声明：登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。

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