ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് കൺകറന്റ് സെറ്റ്: ത്രെഡ്-സേഫ് സെറ്റ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ

പരമ്പരാഗതമായി സിംഗിൾ-ത്രെഡഡ് ഭാഷ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ്, കൺകറൻസി അത്യന്താപേക്ഷിതമായ സാഹചര്യങ്ങളിലേക്ക് കൂടുതലായി കടന്നുവരുന്നു. ബ്രൗസറുകളിൽ ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് പ്രധാനമായും ഒരു സിംഗിൾ ത്രെഡിലാണ് കോഡ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നത് എങ്കിലും, വെബ് വർക്കേഴ്സും (Web Workers) നോഡ്.ജെഎസ് വർക്കർ ത്രെഡുകളും (Node.js worker threads) സമാന്തരമായ എക്സിക്യൂഷന് അവസരമൊരുക്കുന്നു. ഒരേ സമയം ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾ സുരക്ഷിതമായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകളുടെ ആവശ്യകത ഇത് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. അത്തരത്തിലുള്ള ഒരു ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറാണ് കൺകറന്റ് സെറ്റ് (Concurrent Set), ഇത് സാധാരണ സെറ്റിന്റെ (Set) ഒരു വകഭേദമാണ്, പ്രവർത്തന സമയത്ത് ത്രെഡ് സുരക്ഷ ഉറപ്പുനൽകുന്നു.

ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിലെ കൺകറൻസി മനസ്സിലാക്കാം

കൺകറന്റ് സെറ്റുകളിലേക്ക് കടക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിലെ കൺകറൻസിയെക്കുറിച്ച് ഹ്രസ്വമായി മനസ്സിലാക്കാം.

• സിംഗിൾ-ത്രെഡഡ് മോഡൽ: ബ്രൗസറുകളിലെ ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിന്റെ പ്രധാന എക്സിക്യൂഷൻ മോഡൽ സിംഗിൾ-ത്രെഡഡ് ആണ്. ഇതിനർത്ഥം ഒരു സമയം കോഡിന്റെ ഒരു ഭാഗം മാത്രമേ എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യാൻ കഴിയൂ എന്നാണ്.
• അസിങ്ക്രണസ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ: ഒരേസമയം ഒന്നിലധികം ജോലികൾ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ, കോൾബാക്കുകൾ (callbacks), പ്രോമിസുകൾ (Promises), അസിങ്ക്/എവെയിറ്റ് (async/await) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് അസിങ്ക്രണസ് പ്രവർത്തനങ്ങളെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു. ഈ രീതികൾ യഥാർത്ഥ സമാന്തരത്വം (parallelism) സൃഷ്ടിക്കുന്നില്ല, പക്ഷേ പ്രധാന ത്രെഡിനെ ബ്ലോക്ക് ചെയ്യുന്നത് തടയുന്നു.
• വെബ് വർക്കേഴ്സ്: വെബ് വർക്കേഴ്സ് പശ്ചാത്തല ത്രെഡുകളിൽ ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് കോഡ് പ്രവർത്തിപ്പിച്ച് യഥാർത്ഥ സമാന്തര എക്സിക്യൂഷൻ സാധ്യമാക്കുന്നു. യൂസർ ഇന്റർഫേസിനെ മരവിപ്പിക്കാൻ സാധ്യതയുള്ള കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ജോലികൾക്ക് ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇമേജ് പ്രോസസ്സിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ സങ്കീർണ്ണമായ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ഒരു വെബ് വർക്കറിലേക്ക് മാറ്റാൻ കഴിയും.
• നോഡ്.ജെഎസ് വർക്കർ ത്രെഡുകൾ: നോഡ്.ജെഎസ് വർക്കർ ത്രെഡുകളുമായി സമാനമായ ഒരു സംവിധാനം നൽകുന്നു, ഇത് സെർവർ-സൈഡ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് മൾട്ടി-കോർ പ്രോസസ്സറുകൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്താൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. ഒരേസമയം നിരവധി അഭ്യർത്ഥനകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിന് ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും ഉപയോഗപ്രദമാണ്.

ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾ പങ്കിട്ട ഡാറ്റ ആക്‌സസ് ചെയ്യുകയും പരിഷ്കരിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, റേസ് കണ്ടീഷനുകൾ (race conditions) ഉണ്ടാകാം. ത്രെഡുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന്റെ പ്രവചനാതീതമായ ക്രമത്തെ ഒരു പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലം ആശ്രയിക്കുമ്പോഴാണ് റേസ് കണ്ടീഷൻ സംഭവിക്കുന്നത്. ഇത് ഡാറ്റയുടെ തകരാറിനും അപ്രതീക്ഷിതമായ പെരുമാറ്റത്തിനും ഇടയാക്കും. അതിനാൽ, കൺകറന്റ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ പങ്കിട്ട ഡാറ്റ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിന് ത്രെഡ്-സേഫ് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ അത്യാവശ്യമാണ്.

എന്താണ് ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ്?

ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് എന്നത് ത്രെഡ്-സേഫ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നൽകുന്ന ഒരു സെറ്റ് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറാണ്. ഇതിനർത്ഥം, ഡാറ്റയുടെ തകരാറുകളോ റേസ് കണ്ടീഷനുകളോ ഉണ്ടാക്കാതെ ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾക്ക് ഒരേസമയം സെറ്റിലെ ഘടകങ്ങൾ ചേർക്കാനോ നീക്കം ചെയ്യാനോ അവയുടെ നിലനിൽപ്പ് പരിശോധിക്കാനോ കഴിയും. അടിസ്ഥാനപരമായ ഡാറ്റാ സ്റ്റോറേജിലേക്കുള്ള ആക്‌സസ് സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സംവിധാനങ്ങൾ നൽകുക എന്നതാണ് ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റിന്റെ പ്രധാന ആശയം.

ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റിന്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ:

• ത്രെഡ് സുരക്ഷ: ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾ ഒരേസമയം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ പോലും പ്രവർത്തനങ്ങൾ അറ്റോമിക് (atomic) ആണെന്നും സ്ഥിരതയുള്ളതാണെന്നും ഉറപ്പുനൽകുന്നു.
• അറ്റോമിസിറ്റി (Atomicity): ഓരോ പ്രവർത്തനവും (ഉദാഹരണത്തിന്, add, remove, has) ഒറ്റ, അവിഭാജ്യ യൂണിറ്റായി നടക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
• സ്ഥിരത (Consistency): ഡാറ്റയുടെ തകരാറുകൾ തടഞ്ഞുകൊണ്ട് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറിന്റെ സമഗ്രത നിലനിർത്തുന്നു.
• ലോക്ക്-ഫ്രീ അല്ലെങ്കിൽ ലോക്ക്-ബേസ്ഡ്: ഇത് ലോക്ക്-ഫ്രീ അൽഗോരിതങ്ങൾ (കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണവും എന്നാൽ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവെക്കാൻ സാധ്യതയുള്ളതും) ഉപയോഗിച്ചോ അല്ലെങ്കിൽ വ്യക്തമായ ലോക്കുകൾ (നടപ്പിലാക്കാൻ എളുപ്പമുള്ളതും എന്നാൽ തടസ്സങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയേക്കാവുന്നതും) ഉപയോഗിച്ചോ നടപ്പിലാക്കാം.

ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിൽ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് നടപ്പിലാക്കുന്നു

ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിൽ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് നടപ്പിലാക്കുന്നതിന് ഷെയർഡ് മെമ്മറിയും അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങളും അനുവദിക്കുന്ന ഫീച്ചറുകൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്. ഇതിനുള്ള പ്രധാന ഉപകരണങ്ങൾ SharedArrayBuffer, Atomics എന്നിവയാണ്.

1. SharedArrayBuffer

SharedArrayBuffer എന്നത് ഒന്നിലധികം വെബ് വർക്കറുകൾക്കോ നോഡ്.ജെഎസ് വർക്കർ ത്രെഡുകൾക്കോ ഒരേ മെമ്മറി സ്പേസ് ആക്സസ് ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് ഒബ്ജക്റ്റാണ്. ഇത് ത്രെഡുകൾക്കിടയിൽ ഡാറ്റ പങ്കിടാനുള്ള ഒരു മാർഗ്ഗം നൽകുന്നു, ഇത് കൺകറന്റ് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അത്യാവശ്യമാണ്.

ഉദാഹരണം:

            // Create a SharedArrayBuffer with a size of 1024 bytes
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024);

            

              
                Copy
              
            
          

2. Atomics

ഒരു SharedArrayBuffer-ൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഡാറ്റയിൽ ത്രെഡ്-സേഫ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്താൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന അറ്റോമിക് ഓപ്പറേഷനുകൾ Atomics ഒബ്ജക്റ്റ് നൽകുന്നു. അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ അവിഭാജ്യമാണെന്ന് ഉറപ്പുനൽകുന്നു, ഇത് റേസ് കണ്ടീഷനുകൾ തടയുന്നു. ഒരു SharedArrayBuffer-ലെ മൂല്യങ്ങൾ അറ്റോമിക് ആയി വായിക്കാനും എഴുതാനും പരിഷ്ക്കരിക്കാനുമുള്ള രീതികൾ Atomics ഒബ്ജക്റ്റ് നൽകുന്നു.

ഉദാഹരണം:

            // Create a Uint32Array view on the SharedArrayBuffer
const atomicArray = new Uint32Array(sharedBuffer);

// Atomically add 1 to the value at index 0
Atomics.add(atomicArray, 0, 1);

            

              
                Copy
              
            
          

ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റിന്റെ ആശയപരമായ നിർവ്വഹണം

SharedArrayBuffer, Atomics എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിൽ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കാം എന്നതിന്റെ ഒരു ആശയപരമായ രൂപരേഖ താഴെ നൽകുന്നു. ഒരു പ്രൊഡക്ഷൻ-റെഡി ഇമ്പ്ലിമെന്റേഷന് കൊളിഷനുകൾ (collisions), റീസൈസിംഗ് (resizing), കാര്യക്ഷമമായ മെമ്മറി മാനേജ്മെന്റ് എന്നിവ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണത ആവശ്യമാണെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക.

1. അടിസ്ഥാന സ്റ്റോറേജ്: സെറ്റിലെ ഘടകങ്ങൾ സംഭരിക്കാൻ ഒരു SharedArrayBuffer ഉപയോഗിക്കുക. ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് ഒരു ടൈപ്പ്ഡ് അറേയിൽ നേരിട്ട് ഒബ്ജക്റ്റുകൾ സംഭരിക്കുന്നതിനെ പിന്തുണയ്ക്കാത്തതിനാൽ, ഒബ്ജക്റ്റുകളെ ബൈറ്റ് രൂപത്തിലേക്ക് സീരിയലൈസ്/ഡിസീരിയലൈസ് ചെയ്യാനുള്ള ഒരു സംവിധാനം ആവശ്യമാണ്. ഇതിനായി ഒരു പ്രത്യേക ഒബ്ജക്റ്റ് സ്റ്റോറിലേക്ക് ഇൻഡെക്സുകളായി പൂർണ്ണസംഖ്യകളുടെ ഒരു അറേ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഒരു സാധാരണ രീതിയാണ്.
2. അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ: അടിസ്ഥാന സ്റ്റോറേജിൽ ത്രെഡ്-സേഫ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്താൻ Atomics ഓപ്പറേഷനുകൾ ഉപയോഗിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, സെറ്റിൽ നിന്ന് ഘടകങ്ങൾ അറ്റോമിക് ആയി ചേർക്കാനോ നീക്കം ചെയ്യാനോ Atomics.compareExchange ഉപയോഗിക്കാം.
3. കൊളിഷൻ കൈകാര്യം ചെയ്യൽ: ഒന്നിലധികം ഘടകങ്ങൾ സ്റ്റോറേജിലെ ഒരേ ഇൻഡെക്സിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്യുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനായി ഒരു കൊളിഷൻ റെസല്യൂഷൻ സ്ട്രാറ്റജി (ഉദാഹരണത്തിന്, സെപ്പറേറ്റ് ചെയിനിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഓപ്പൺ അഡ്രസ്സിംഗ്) നടപ്പിലാക്കുക.
4. റീസൈസിംഗ്: ആവശ്യമനുസരിച്ച് സെറ്റിന്റെ ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരു റീസൈസിംഗ് സംവിധാനം നടപ്പിലാക്കുക.

ലളിതമായ ഉദാഹരണം (വിശദീകരണത്തിന് മാത്രം - പ്രൊഡക്ഷന് തയ്യാറല്ല)

താഴെക്കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ഉദാഹരണം ഒരു ലളിതമായ ചിത്രീകരണം നൽകുന്നു. മെമ്മറി മാനേജ്മെന്റ്, കൊളിഷൻ റെസല്യൂഷൻ, ശരിയായ സീരിയലൈസേഷൻ തുടങ്ങിയ നിർണായക വിശദാംശങ്ങൾ ഇതിൽ ഒഴിവാക്കിയിരിക്കുന്നു. ഈ കോഡ് ഒരു പ്രൊഡക്ഷൻ എൻവയോൺമെന്റിൽ നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കരുത്.

            class ConcurrentSet {
  constructor(size) {
    this.buffer = new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * size);
    this.data = new Int32Array(this.buffer);
    this.size = size;
    this.length = 0; //Atomic.add not used in this simplistic implementation
  }

  has(value) {
    for (let i = 0; i < this.length; i++) {
      if (Atomics.load(this.data,i) === value) {
        return true;
      }
    }
    return false;
  }

  add(value) {
    if (!this.has(value) && this.length < this.size) {
      Atomics.store(this.data, this.length, value);
      this.length++;
      return true;
    }
    return false; // Or resize if needed (complex)
  }
  remove(value) {
    // Simplified remove (not truly atomic without locks or compareExchange)
    for (let i = 0; i < this.length; i++) {
      if (Atomics.load(this.data, i) === value) {
        //Replace with last element (order not guaranteed)
        Atomics.store(this.data, i, Atomics.load(this.data,this.length -1));
        this.length--;
        return true;
      }
    }
     return false;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

വിശദീകരണം:

• ConcurrentSet ക്ലാസ് ഘടകങ്ങൾ സംഭരിക്കാൻ ഒരു SharedArrayBuffer ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• has മെത്തേഡ് ഘടകം നിലവിലുണ്ടോ എന്ന് പരിശോധിക്കാൻ അറേയിലൂടെ ആവർത്തിക്കുന്നു.
• add മെത്തേഡ് ഒരു ഘടകം ഇതിനകം നിലവിലില്ലെങ്കിൽ, സ്ഥലം ലഭ്യമാണെങ്കിൽ, അത് അറേയിലേക്ക് ചേർക്കുന്നു.
• remove എന്ന മെത്തേഡ്, ഘടകത്തെ അറേയിലെ അവസാനത്തെ ഇനം ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുകയും 'length' കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പ്രധാന പരിഗണനകൾ:

• സീരിയലൈസേഷൻ: ഈ ലളിതമായ ഉദാഹരണം പൂർണ്ണസംഖ്യകളെ നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ഒബ്ജക്റ്റുകൾക്കായി, ഒബ്ജക്റ്റുകളെ SharedArrayBuffer-ൽ സംഭരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ബൈറ്റ് രൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നതിന് ഒരു സീരിയലൈസേഷൻ/ഡിസീരിയലൈസേഷൻ സംവിധാനം നടപ്പിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്.
• കൊളിഷൻ റെസല്യൂഷൻ: ഈ ഉദാഹരണം കൊളിഷനുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നില്ല. ഒരു യഥാർത്ഥ നിർവ്വഹണത്തിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ഒരു കൊളിഷൻ റെസല്യൂഷൻ സ്ട്രാറ്റജി ആവശ്യമാണ്.
• റീസൈസിംഗ്: ഈ ഉദാഹരണം SharedArrayBuffer-ന്റെ വലുപ്പം മാറ്റുന്നത് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നില്ല. ഒരു SharedArrayBuffer-ന്റെ വലുപ്പം മാറ്റുന്നത് സങ്കീർണ്ണമാണ്, ഇതിന് ഒരു പുതിയ ബഫർ സൃഷ്ടിക്കുകയും ഡാറ്റ പകർത്തുകയും ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.
• ലോക്കിംഗ്/സിൻക്രൊണൈസേഷൻ: Atomics അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നൽകുമ്പോൾ, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ത്രെഡ് സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കാൻ വ്യക്തമായ ലോക്കിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, Atomics ഉപയോഗിച്ച് നടപ്പിലാക്കിയ ഒരു മ്യൂട്ടക്സ്) ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. മുകളിലുള്ള ലളിതമായ remove പ്രവർത്തനത്തിന് റേസ് കണ്ടീഷനുകളുണ്ട്.

കൺകറന്റ് സെറ്റുകളുടെ ഉപയോഗങ്ങൾ

ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾക്ക് ഒരേസമയം ഒരു കൂട്ടം ഡാറ്റ ആക്‌സസ് ചെയ്യുകയും പരിഷ്‌ക്കരിക്കുകയും ചെയ്യേണ്ട പല സാഹചര്യങ്ങളിലും കൺകറന്റ് സെറ്റുകൾ ഉപയോഗപ്രദമാണ്. ചില സാധാരണ ഉപയോഗങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

• സമാന്തര ഡാറ്റാ പ്രോസസ്സിംഗ്: വെബ് വർക്കേഴ്സ് അല്ലെങ്കിൽ നോഡ്.ജെഎസ് വർക്കർ ത്രെഡുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വലിയ ഡാറ്റാസെറ്റുകൾ സമാന്തരമായി പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് ഇടക്കാല ഫലങ്ങൾ സംഭരിക്കുന്നതിനോ അല്ലെങ്കിൽ ഇതിനകം പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത ഘടകങ്ങൾ ഏതൊക്കെയെന്ന് ട്രാക്ക് ചെയ്യുന്നതിനോ ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു വിതരണ ഇമേജ് പ്രോസസ്സിംഗ് പൈപ്പ്ലൈനിൽ, വ്യത്യസ്ത വർക്കറുകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത ഇമേജ് ടൈലുകൾ ട്രാക്ക് ചെയ്യാൻ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റിന് കഴിയും.
• കാഷിംഗ്: ഒരു മൾട്ടി-ത്രെഡഡ് സെർവർ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, ഒരു ത്രെഡ്-സേഫ് കാഷെ നടപ്പിലാക്കാൻ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് ഉപയോഗിക്കാം. ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾക്ക് ഒരേസമയം കാഷെ ചെയ്ത ഇനങ്ങൾ ചേർക്കാനോ നീക്കം ചെയ്യാനോ അവയുടെ നിലനിൽപ്പ് പരിശോധിക്കാനോ റേസ് കണ്ടീഷനുകൾ ഉണ്ടാക്കാതെ സാധിക്കും.
• ഡ്യൂപ്ലിക്കേഷൻ ഒഴിവാക്കൽ: ഒന്നിലധികം ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റയുടെ ഒരു സ്ട്രീം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് ഡ്യൂപ്ലിക്കേറ്റുകൾ കാര്യക്ഷമമായി നീക്കംചെയ്യാൻ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് ഉപയോഗിക്കാം. ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾക്ക് ഒരേസമയം സെറ്റിലേക്ക് ഘടകങ്ങൾ ചേർക്കാൻ കഴിയും, ഇത് അതുല്യമായ ഘടകങ്ങൾ മാത്രം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
• തത്സമയ സഹകരണം: തത്സമയ സഹകരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, നിലവിൽ ഓൺലൈനിൽ ഉള്ള ഉപയോക്താക്കളെ അല്ലെങ്കിൽ എഡിറ്റുചെയ്യുന്ന ഡോക്യുമെന്റുകളെ ട്രാക്ക് ചെയ്യാൻ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു സഹകരണ ടെക്സ്റ്റ് എഡിറ്ററിന് ഒരു ഡോക്യുമെന്റ് എഡിറ്റുചെയ്യുന്ന ഉപയോക്താക്കളെ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും.

കൺകറന്റ് സെറ്റുകൾക്കുള്ള ബദലുകൾ

ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ കൺകറന്റ് സെറ്റുകൾ ഉപയോഗപ്രദമാകുമെങ്കിലും, നിങ്ങളുടെ പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് പരിഗണിക്കാവുന്ന മറ്റ് ബദലുകളുമുണ്ട്:

• ഇമ്മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ: ഇമ്മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ ഒരിക്കൽ സൃഷ്ടിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ പരിഷ്കരിക്കാൻ കഴിയില്ല. ഒരു ത്രെഡിനും ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറിനെ മാറ്റാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ ഇത് റേസ് കണ്ടീഷനുകളുടെ സാധ്യത ഇല്ലാതാക്കുന്നു. Immutable.js പോലുള്ള ലൈബ്രറികൾ ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിനായി ഇമ്മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ നൽകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇമ്മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾക്ക് സാധാരണയായി പരിഷ്കരണ സമയത്ത് ഡാറ്റയുടെ പുതിയ പകർപ്പുകൾ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് പ്രകടനത്തെ ബാധിച്ചേക്കാം.
• മെസ്സേജ് പാസ്സിംഗ്: ത്രെഡുകൾക്കിടയിൽ നേരിട്ട് ഡാറ്റ പങ്കിടുന്നതിന് പകരം, ത്രെഡുകൾക്കിടയിൽ ഡാറ്റ കൈമാറാൻ നിങ്ങൾക്ക് മെസ്സേജ് പാസ്സിംഗ് ഉപയോഗിക്കാം. ഈ സമീപനം ഷെയർഡ് മെമ്മറിയുടെയും അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങളുടെയും ആവശ്യകത ഒഴിവാക്കുന്നു. വെബ് വർക്കേഴ്സും നോഡ്.ജെഎസ് വർക്കർ ത്രെഡുകളും മെസ്സേജ് പാസ്സിംഗിനായി ഇൻ-ബിൽറ്റ് മെക്കാനിസങ്ങൾ നൽകുന്നു.
• ലോക്കിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങൾ: പങ്കിട്ട ഡാറ്റയിലേക്കുള്ള ആക്‌സസ് സമന്വയിപ്പിക്കാൻ നിങ്ങൾക്ക് വ്യക്തമായ ലോക്കിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, മ്യൂട്ടക്സുകൾ) ഉപയോഗിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ലോക്കിംഗ് തടസ്സങ്ങളും ഡെഡ്‌ലോക്കുകളും ഉണ്ടാക്കിയേക്കാം, അതിനാൽ ഇത് ജാഗ്രതയോടെ ഉപയോഗിക്കണം. Atomics പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ലോക്ക് നടപ്പിലാക്കുന്നതിന് സ്പിൻലോക്കുകൾ ഒഴിവാക്കാനും നീതി ഉറപ്പാക്കാനും ശ്രദ്ധാപൂർവ്വമായ പരിഗണന ആവശ്യമാണ്.

പ്രകടന പരിഗണനകൾ

ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് കാര്യക്ഷമമായി നടപ്പിലാക്കുന്നതിന് പ്രകടനത്തെക്കുറിച്ച് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്. പരിഗണിക്കേണ്ട ചില ഘടകങ്ങൾ ഇവയാണ്:

• മത്സരം (Contention): ഒന്നിലധികം ത്രെഡുകൾ ഒരേ ഡാറ്റ ആക്‌സസ് ചെയ്യാൻ നിരന്തരം ശ്രമിക്കുമ്പോൾ ഉയർന്ന മത്സരം ഉണ്ടാകാം. ഇത് പതിവായ ലോക്ക് ഏറ്റെടുക്കലും റിലീസും കാരണം പ്രകടനത്തിൽ കുറവുണ്ടാക്കാം. മികച്ച പ്രകടനം നേടുന്നതിന് മത്സരം കുറയ്ക്കുന്നത് നിർണായകമാണ്.
• അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ: അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നോൺ-അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ താരതമ്യേന ചെലവേറിയതാണ്. അതിനാൽ, നടത്തുന്ന അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കുന്നത് പ്രധാനമാണ്.
• മെമ്മറി മാനേജ്മെന്റ്: മെമ്മറി ലീക്കുകളും ഫ്രാഗ്മെന്റേഷനും ഒഴിവാക്കാൻ കാര്യക്ഷമമായ മെമ്മറി മാനേജ്മെന്റ് നിർണായകമാണ്.
• ഡാറ്റാ ലോക്കാലിറ്റി: മെമ്മറിയിൽ തുടർച്ചയായി സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഡാറ്റ ആക്‌സസ് ചെയ്യുന്നത് മെമ്മറിയിൽ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ഡാറ്റ ആക്‌സസ് ചെയ്യുന്നതിനേക്കാൾ വേഗതയേറിയതാണ്. അതിനാൽ, ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ ഡാറ്റാ ലോക്കാലിറ്റി പരിഗണിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.

കൺകറന്റ് സെറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള മികച്ച രീതികൾ

ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിൽ കൺകറന്റ് സെറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട ചില മികച്ച രീതികൾ താഴെ നൽകുന്നു:

• പങ്കിട്ട സ്റ്റേറ്റ് കുറയ്ക്കുക: ത്രെഡുകൾക്കിടയിൽ പങ്കിട്ട സ്റ്റേറ്റിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുക. നിങ്ങൾക്ക് എത്ര കുറഞ്ഞ പങ്കിട്ട സ്റ്റേറ്റ് ഉണ്ടോ, അത്രയും കുറഞ്ഞ സിൻക്രൊണൈസേഷൻ മെക്കാനിസങ്ങൾ മതിയാകും.
• അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ വിവേകപൂർവ്വം ഉപയോഗിക്കുക: ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ മാത്രം അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുക. സിൻക്രൊണൈസേഷൻ ഇല്ലാതെ ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് അറ്റോമിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഒഴിവാക്കുക.
• ഇമ്മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ പരിഗണിക്കുക: സാധ്യമെങ്കിൽ, മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾക്ക് പകരം ഇമ്മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് പരിഗണിക്കുക. ഇമ്മ്യൂട്ടബിൾ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ റേസ് കണ്ടീഷനുകളുടെ സാധ്യത ഇല്ലാതാക്കുന്നു.
• സമഗ്രമായി പരിശോധിക്കുക: നിങ്ങളുടെ കോഡ് ത്രെഡ്-സേഫ് ആണെന്നും റേസ് കണ്ടീഷനുകളൊന്നും ഇല്ലെന്നും ഉറപ്പാക്കാൻ സമഗ്രമായി പരിശോധിക്കുക. സാധ്യമായ പ്രശ്നങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ ത്രെഡ് സാനിറ്റൈസറുകൾ പോലുള്ള ടൂളുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.
• നിങ്ങളുടെ കോഡ് പ്രൊഫൈൽ ചെയ്യുക: പ്രകടനത്തിലെ തടസ്സങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ നിങ്ങളുടെ കോഡ് പ്രൊഫൈൽ ചെയ്യുക. നിങ്ങളുടെ കൺകറന്റ് സെറ്റിന്റെ പ്രകടനം അളക്കാനും മെച്ചപ്പെടുത്താനുള്ള മേഖലകൾ കണ്ടെത്താനും പ്രൊഫൈലിംഗ് ടൂളുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.

ഉപസംഹാരം

കൺകറന്റ് ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് പരിതസ്ഥിതികളിൽ പങ്കിട്ട ഡാറ്റ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു വിലപ്പെട്ട ഉപകരണമാണ് കൺകറന്റ് സെറ്റുകൾ. ഒരു കൺകറന്റ് സെറ്റ് നടപ്പിലാക്കുന്നതിന് ത്രെഡ് സുരക്ഷ, അറ്റോമിസിറ്റി, പ്രകടനം എന്നിവയെക്കുറിച്ച് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ടെങ്കിലും, സമാന്തര എക്സിക്യൂഷൻ സാധ്യമാക്കുന്നതിന്റെ പ്രയോജനങ്ങൾ വളരെ വലുതാണ്. SharedArrayBuffer, Atomics എന്നിവ പ്രയോജനപ്പെടുത്തി, മൾട്ടി-കോർ പ്രോസസ്സറുകൾ പൂർണ്ണമായി ഉപയോഗിക്കാനും നിങ്ങളുടെ ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും സഹായിക്കുന്ന ത്രെഡ്-സേഫ് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ നിങ്ങൾക്ക് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. വ്യത്യസ്ത കൺകറൻസി മോഡലുകൾ തമ്മിലുള്ള ഗുണദോഷങ്ങൾ പരിഗണിക്കുകയും നിങ്ങളുടെ പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ സമീപനം തിരഞ്ഞെടുക്കുകയും ചെയ്യുക.

ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് വികസിക്കുകയും കൂടുതൽ കൺകറന്റ് പരിതസ്ഥിതികളിലേക്ക് കടന്നുവരുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, കൺകറന്റ് സെറ്റുകൾ പോലുള്ള ത്രെഡ്-സേഫ് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകളുടെ പ്രാധാന്യം വർദ്ധിക്കുകയേയുള്ളൂ. ഈ ലേഖനത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്ത തത്വങ്ങളും സാങ്കേതികതകളും മനസ്സിലാക്കുന്നതിലൂടെ, കരുത്തുറ്റതും വികസിപ്പിക്കാവുന്നതുമായ കൺകറന്റ് ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ നിങ്ങൾ സജ്ജരാകും.

SharedArrayBuffer, Atomics എന്നിവ ശരിയായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ സങ്കീർണ്ണതകളെ കുറച്ചുകാണരുത്. സങ്കീർണ്ണമായ മൾട്ടിത്രെഡഡ് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ ശ്രമിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഡെഡ്‌ലോക്കുകൾ, ലൈവ്‌ലോക്കുകൾ, മെമ്മറി മത്സരം തുടങ്ങിയ കൺകറൻസി പാറ്റേണുകളെയും സാധ്യതയുള്ള അപകടങ്ങളെയും കുറിച്ച് വ്യക്തമായ ധാരണയുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക. കൺകറന്റ് ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകളിൽ വൈദഗ്ധ്യമുള്ള ലൈബ്രറികൾക്ക് മുൻകൂട്ടി നിർമ്മിച്ചതും നന്നായി പരീക്ഷിച്ചതുമായ പരിഹാരങ്ങൾ നൽകാൻ കഴിയും, ഇത് സൂക്ഷ്മമായ ബഗുകൾ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നു.