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javascript中Web Workers是什么_如何实现多线程?

紅蓮之龍

紅蓮之龍

发布时间:2026-01-12 17:38:02

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来源于php中文网

原创

Web Workers 是进程级隔离的独立执行上下文,无共享内存、不可操作 DOM,通过消息传递通信;支持 ArrayBuffer 零拷贝传输和有限共享内存(SharedArrayBuffer+Atomics),核心价值在于卸载 CPU 密集型任务以避免阻塞主线程。

javascript中web workers是什么_如何实现多线程?

Web Workers 不是 JavaScript 的多线程——它没有共享内存,也不能直接操作 DOM。它是独立的执行上下文,靠消息传递通信,本质是「进程级隔离」。

Web Worker 的基本创建和通信机制

主线程通过 new Worker() 启动一个独立脚本,Worker 脚本里用 self.postMessage() 发送数据,主线程用 worker.onmessage 接收;反过来也一样。双方都只能发可序列化的值(比如对象、数组、数字),不能传函数、DOM 节点或 undefined

常见错误:在 Worker 里调用 console.log 看不到输出?默认不显示在 DevTools 的主控制台,得点开「Workers」标签页才能看到;或者改用 self.console.log 并确保浏览器支持。

  • Worker 文件必须是同源的,不能是 data URL 或 blob URL(除非用 new Worker(URL.createObjectURL(blob))
  • Worker 内部没有 windowdocumentparent,只有 self 和有限的全局对象(如 fetchsetTimeoutimportScripts()
  • 传大对象时注意序列化开销,频繁通信反而比单线程慢
/* main.js */
const worker = new Worker('worker.js');
worker.postMessage({ type: 'calculate', data: [1, 2, 3, 4, 5] });
worker.onmessage = (e) => {
  console.log('Result:', e.data);
};

/ worker.js / self.onmessage = (e) => { if (e.data.type === 'calculate') { const sum = e.data.data.reduce((a, b) => a + b, 0); self.postMessage({ result: sum }); } };

如何传 ArrayBuffer 实现零拷贝(避免大数组复制)

当需要处理大量二进制数据(如图像处理、音频解码),默认 postMessage() 会结构化克隆整个对象,产生深拷贝开销。用 transferList 参数可以把 ArrayBuffer 的所有权移交给 Worker,主线程立刻无法访问该缓冲区——这是真正意义上的零拷贝。

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关键点:只能转移 ArrayBuffer 及其视图(TypedArrayDataView),不能转移普通对象或 JSON。

  • 主线程传完后,原 ArrayBuffer.byteLength 变为 0,再读会报错 ArrayBuffer is detached
  • Worker 收到后需用 e.data.buffer(不是 e.data)拿到原始缓冲区
  • Chrome/Firefox 支持良好,Safari 对 transferList 的兼容性稍弱,建议检测 ArrayBuffer.prototype.transfer 是否存在
/* 主线程 */
const buffer = new ArrayBuffer(1024 * 1024);
const view = new Uint8Array(buffer);
// ... 填充数据
worker.postMessage({ buffer }, [buffer]); // 第二个参数是 transferList

/ Worker / self.onmessage = (e) => { const uint8 = new Uint8Array(e.data.buffer); // 直接复用 buffer // 处理逻辑 };

SharedArrayBuffer + Atomics:有限的“真共享内存”场景

SharedArrayBuffer 允许主线程和 Worker 共享同一块内存,配合 Atomics 实现原子操作(如加法、等待、唤醒)。但它有严格限制:必须启用跨域隔离(Cross-Origin-Opener-Policy + Cross-Origin-Embedder-Policy),且目前仅适用于高性能计算、游戏引擎等极少数场景。

绝大多数业务不需要它。滥用会导致竞态、死锁或难以调试的内存状态混乱。普通任务优先走 message-passing 模型。

  • 未启用跨域隔离时,new SharedArrayBuffer() 会抛出 TypeError: SharedArrayBuffer is not defined
  • Atomics.wait() 会挂起 Worker 线程,但主线程不能被挂起(否则页面卡死),所以只应在 Worker 中调用
  • 调试困难:Chrome 的内存快照不显示 SharedArrayBuffer 内容,需靠日志 + Atomics 操作追踪

Web Workers 的核心价值不在“并发数量”,而在把阻塞主线程的 CPU 密集型任务(比如解析大 JSON、加密、Canvas 像素计算)搬出去。别为了用而用——如果任务本身耗时不到 10ms,开 Worker 反而因启动和通信成本得不偿失。

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