M

MLOG

فارسی

قدرت Web Workers را برای پردازش موازی در جاوا اسکریپت کاوش کنید. بیاموزید چگونه عملکرد و پاسخگویی برنامه‌های وب را با استفاده از چند رشته بهبود بخشید.

Web Workers: فعال‌سازی پردازش موازی در جاوا اسکریپت

در چشم‌انداز توسعه وب امروزی، ایجاد برنامه‌های وب پاسخگو و با کارایی بالا امری ضروری است. کاربران انتظار تعاملات روان و زمان بارگذاری سریع را دارند. با این حال، جاوا اسکریپت که تک رشته‌ای است، گاهی اوقات می‌تواند در پردازش وظایف محاسباتی سنگین بدون مسدود کردن رابط کاربری مشکل داشته باشد. اینجاست که Web Workers به کمک می‌آیند و راهی برای اجرای اسکریپت‌ها در رشته‌های پس‌زمینه ارائه می‌دهند و به طور موثر پردازش موازی را در جاوا اسکریپت فعال می‌کنند.

Web Workers چیستند؟

Web Workers راهی ساده برای اجرای اسکریپت‌ها در رشته‌های پس‌زمینه برای محتوای وب هستند. آنها به شما امکان می‌دهند تا وظایف را به صورت موازی با رشته اجرای اصلی برنامه وب، بدون مسدود کردن رابط کاربری، انجام دهید. این امر به ویژه برای وظایفی که از نظر محاسباتی سنگین هستند، مانند پردازش تصویر، تجزیه و تحلیل داده‌ها یا محاسبات پیچیده، مفید است.

اینطور تصور کنید: شما یک سرآشپز اصلی (رشته اصلی) دارید که در حال آماده کردن یک وعده غذایی (برنامه وب) است. اگر سرآشپز مجبور باشد همه کارها را به تنهایی انجام دهد، ممکن است زمان زیادی طول بکشد و مشتریان (کاربران) بی‌تاب شوند. Web Workers مانند دستیاران آشپزی هستند که می‌توانند وظایف خاصی (پردازش پس‌زمینه) را به طور مستقل انجام دهند و به سرآشپز اصلی اجازه دهند تا بر جنبه‌های مهم‌تر تهیه غذا (رندر رابط کاربری و تعاملات کاربر) تمرکز کند.

چرا از Web Workers استفاده کنیم؟

مزیت اصلی استفاده از Web Workers بهبود عملکرد و پاسخگویی برنامه‌های وب است. با انتقال وظایف محاسباتی سنگین به رشته‌های پس‌زمینه، می‌توانید از مسدود شدن رشته اصلی جلوگیری کنید و اطمینان حاصل کنید که رابط کاربری روان و در برابر تعاملات کاربر پاسخگو باقی می‌ماند. در اینجا برخی از مزایای کلیدی آورده شده است:

موارد استفاده برای Web Workers

Web Workers برای طیف وسیعی از وظایفی که می‌توانند از پردازش موازی بهره‌مند شوند، مناسب هستند. در اینجا برخی از موارد استفاده متداول آورده شده است:

Web Workers چگونه کار می‌کنند

Web Workers در یک محدوده سراسری جداگانه نسبت به رشته اصلی عمل می‌کنند، به این معنی که آنها دسترسی مستقیمی به DOM یا سایر منابع غیر ایمن رشته‌ای ندارند. ارتباط بین رشته اصلی و Web Workers از طریق ارسال پیام حاصل می‌شود.

ایجاد یک Web Worker

برای ایجاد یک Web Worker، به سادگی یک شی Worker جدید را نمونه‌سازی می‌کنید و مسیر اسکریپت ورکر را به عنوان آرگومان به آن می‌دهید:

const worker = new Worker('worker.js');

worker.js یک فایل جاوا اسکریپت جداگانه است که حاوی کدی است که باید در رشته پس‌زمینه اجرا شود.

ارتباط با یک Web Worker

ارتباط بین رشته اصلی و Web Worker با استفاده از متد postMessage() و هندلر رویداد onmessage انجام می‌شود.

ارسال پیام به یک Web Worker:

worker.postMessage({ task: 'calculateSum', numbers: [1, 2, 3, 4, 5] });

دریافت پیام در Web Worker:

self.onmessage = function(event) { 
  const data = event.data;
  if (data.task === 'calculateSum') {
    const sum = data.numbers.reduce((a, b) => a + b, 0);
    self.postMessage({ result: sum });
  }
};

دریافت پیام در رشته اصلی:

worker.onmessage = function(event) {
  const data = event.data;
  console.log('Result from worker:', data.result);
};

خاتمه دادن به یک Web Worker

هنگامی که کارتان با یک Web Worker تمام شد، مهم است که آن را برای آزاد کردن منابع خاتمه دهید. می‌توانید این کار را با استفاده از متد terminate() انجام دهید:

worker.terminate();

انواع Web Workers

انواع مختلفی از Web Workers وجود دارد که هر کدام مورد استفاده خاص خود را دارند:

مثال: پردازش تصویر با Web Workers

بیایید نشان دهیم که چگونه Web Workers می‌توانند برای انجام پردازش تصویر در پس‌زمینه استفاده شوند. فرض کنید یک برنامه وب دارید که به کاربران اجازه می‌دهد تصاویر را آپلود کرده و فیلترها را اعمال کنند. اعمال یک فیلتر پیچیده در رشته اصلی می‌تواند رابط کاربری را مسدود کند و منجر به تجربه کاربری ضعیف شود. Web Workers می‌توانند به حل این مشکل کمک کنند.

HTML (index.html):

<input type="file" id="imageInput">
<canvas id="imageCanvas"></canvas>

JavaScript (script.js):

const imageInput = document.getElementById('imageInput');
const imageCanvas = document.getElementById('imageCanvas');
const ctx = imageCanvas.getContext('2d');

const worker = new Worker('imageWorker.js');

imageInput.addEventListener('change', function(e) {
  const file = e.target.files[0];
  const reader = new FileReader();

  reader.onload = function(event) {
    const img = new Image();
    img.onload = function() {
      imageCanvas.width = img.width;
      imageCanvas.height = img.height;
      ctx.drawImage(img, 0, 0);
      const imageData = ctx.getImageData(0, 0, img.width, img.height);

      worker.postMessage({ imageData: imageData, width: img.width, height: img.height });
    };
    img.src = event.target.result;
  };
  reader.readAsDataURL(file);
});

worker.onmessage = function(event) {
  const processedImageData = event.data.imageData;
  ctx.putImageData(processedImageData, 0, 0);
};

JavaScript (imageWorker.js):

self.onmessage = function(event) {
  const imageData = event.data.imageData;
  const width = event.data.width;
  const height = event.data.height;

  // Apply a grayscale filter
  for (let i = 0; i < imageData.data.length; i += 4) {
    const avg = (imageData.data[i] + imageData.data[i + 1] + imageData.data[i + 2]) / 3;
    imageData.data[i] = avg; // Red
    imageData.data[i + 1] = avg; // Green
    imageData.data[i + 2] = avg; // Blue
  }

  self.postMessage({ imageData: imageData });
};

در این مثال، هنگامی که کاربر تصویری را آپلود می‌کند، رشته اصلی داده‌های تصویر را به Web Worker ارسال می‌کند. Web Worker یک فیلتر خاکستری را بر روی داده‌های تصویر اعمال کرده و داده‌های پردازش شده را به رشته اصلی بازمی‌گرداند، که سپس Canvas را به‌روزرسانی می‌کند. این امر رابط کاربری را حتی برای تصاویر بزرگتر و فیلترهای پیچیده‌تر، پاسخگو نگه می‌دارد.

بهترین شیوه‌ها برای استفاده از Web Workers

برای استفاده موثر از Web Workers، بهترین شیوه‌های زیر را در نظر بگیرید:

محدودیت‌های Web Workers

در حالی که Web Workers مزایای قابل توجهی را ارائه می‌دهند، آنها همچنین دارای برخی محدودیت‌ها هستند:

جایگزین‌های Web Workers

در حالی که Web Workers ابزاری قدرتمند برای پردازش موازی در جاوا اسکریپت هستند، رویکردهای جایگزینی نیز وجود دارند که بسته به نیازهای خاص خود ممکن است بخواهید آنها را در نظر بگیرید:

نتیجه‌گیری

Web Workers ابزار ارزشمندی برای بهبود عملکرد و پاسخگویی برنامه‌های وب با فعال کردن پردازش موازی در جاوا اسکریپت هستند. با انتقال وظایف محاسباتی سنگین به رشته‌های پس‌زمینه، می‌توانید از مسدود شدن رشته اصلی جلوگیری کنید و از تجربه کاربری روان و پاسخگو اطمینان حاصل کنید. در حالی که آنها محدودیت‌های خاصی دارند، Web Workers تکنیک قدرتمندی برای بهینه‌سازی عملکرد برنامه وب و ایجاد تجربیات کاربری جذاب‌تر هستند.

با پیچیده‌تر شدن برنامه‌های وب، نیاز به پردازش موازی تنها افزایش خواهد یافت. با درک و استفاده از Web Workers، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌هایی کارآمدتر و پاسخگوتر ایجاد کنند که نیازهای کاربران امروزی را برآورده سازند.

مطالعه بیشتر

Web Workers: فعال‌سازی پردازش موازی در جاوا اسکریپت | MLOG