ஜாவாஸ்கிரிப்டில் இணையான செயலாக்கத்திற்கு வலைப் பணியாளர்களின் ஆற்றலைக் கண்டறியுங்கள். மல்டி-த்ரெடிங்கைப் பயன்படுத்தி வலைப் பயன்பாட்டின் செயல்திறன் மற்றும் பதிலளிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துவது எப்படி என்று அறிக.
வலைப் பணியாளர்கள் (Web Workers): ஜாவாஸ்கிரிப்டில் இணையான செயலாக்கத்தைக் கட்டவிழ்த்துவிடுதல்
இன்றைய வலை மேம்பாட்டுச் சூழலில், பதிலளிக்கக்கூடிய மற்றும் செயல்திறன் மிக்க வலைப் பயன்பாடுகளை உருவாக்குவது மிகவும் முக்கியமானது. பயனர்கள் தடையற்ற தொடர்புகளையும் விரைவான ஏற்றுதல் நேரங்களையும் எதிர்பார்க்கிறார்கள். இருப்பினும், ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஒரு ஒற்றை-திரிக்கப்பட்ட (single-threaded) மொழியாக இருப்பதால், சில நேரங்களில் பயனர் இடைமுகத்தை முடக்காமல் கணக்கீட்டு ரீதியாக தீவிரமான பணிகளைக் கையாள்வதில் சிரமப்படலாம். இங்குதான் வலைப் பணியாளர்கள் (Web Workers) உதவிக்கு வருகிறார்கள், இது பின்னணி திரிக்களில் (background threads) ஸ்கிரிப்ட்களை இயக்க ஒரு வழியை வழங்குகிறது, இதன் மூலம் ஜாவாஸ்கிரிப்டில் இணையான செயலாக்கத்தை திறம்பட செயல்படுத்துகிறது.
வலைப் பணியாளர்கள் என்றால் என்ன?
வலைப் பணியாளர்கள் என்பது வலை உள்ளடக்கங்கள் பின்னணி திரிக்களில் ஸ்கிரிப்ட்களை இயக்க ஒரு எளிய வழியாகும். அவை ஒரு வலைப் பயன்பாட்டின் பிரதான செயலாக்க திரிக்கிற்கு இணையாக பணிகளைச் செய்ய உங்களை அனுமதிக்கின்றன, பயனர் இடைமுகத்தை (UI) தடுக்காமல். இது பட செயலாக்கம், தரவு பகுப்பாய்வு அல்லது சிக்கலான கணக்கீடுகள் போன்ற கணக்கீட்டு ரீதியாக தீவிரமான பணிகளுக்கு குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
இதை இப்படி யோசித்துப் பாருங்கள்: உங்களிடம் ஒரு முக்கிய சமையல்காரர் (பிரதான திரி) ஒரு உணவை (வலைப் பயன்பாடு) தயாரிக்கிறார். சமையல்காரர் எல்லாவற்றையும் தனியாகச் செய்ய வேண்டியிருந்தால், அதிக நேரம் ஆகலாம் மற்றும் வாடிக்கையாளர்கள் (பயனர்கள்) பொறுமையிழக்க நேரிடலாம். வலைப் பணியாளர்கள் என்பவர்கள் குறிப்பிட்ட பணிகளை (பின்னணி செயலாக்கம்) சுயாதீனமாக கையாளக்கூடிய துணை சமையல்காரர்களைப் போன்றவர்கள், இது முக்கிய சமையல்காரரை உணவைத் தயாரிப்பதின் மிக முக்கியமான அம்சங்களில் (UI ரெண்டரிங் மற்றும் பயனர் தொடர்புகள்) கவனம் செலுத்த அனுமதிக்கிறது.
வலைப் பணியாளர்களை ஏன் பயன்படுத்த வேண்டும்?
வலைப் பணியாளர்களைப் பயன்படுத்துவதன் முதன்மை நன்மை, மேம்படுத்தப்பட்ட வலைப் பயன்பாட்டு செயல்திறன் மற்றும் பதிலளிப்புத்தன்மை ஆகும். கணக்கீட்டு ரீதியாக தீவிரமான பணிகளைப் பின்னணி திரிக்களுக்கு மாற்றுவதன் மூலம், பிரதான திரி தடுக்கப்படுவதைத் தடுக்கலாம், பயனர் இடைமுகம் பயனர் தொடர்புகளுக்கு மென்மையாகவும் பதிலளிக்கக்கூடியதாகவும் இருப்பதை உறுதிசெய்யலாம். இங்கே சில முக்கிய நன்மைகள்:
- மேம்படுத்தப்பட்ட பதிலளிப்புத்தன்மை: பயனர் இடைமுகம் உறைவதைத் தடுத்து, மென்மையான பயனர் அனுபவத்தை பராமரிக்கிறது.
- இணையான செயலாக்கம்: பணிகளை ஒரே நேரத்தில் செயல்படுத்த உதவுகிறது, ஒட்டுமொத்த செயலாக்க நேரத்தை விரைவுபடுத்துகிறது.
- மேம்பட்ட செயல்திறன்: வளப் பயன்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் பிரதான திரியில் உள்ள சுமையைக் குறைக்கிறது.
- எளிமைப்படுத்தப்பட்ட குறியீடு: சிக்கலான பணிகளை சிறிய, மேலும் நிர்வகிக்கக்கூடிய அலகுகளாக உடைக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது.
வலைப் பணியாளர்களுக்கான பயன்பாட்டு வழக்குகள்
வலைப் பணியாளர்கள் இணையான செயலாக்கத்திலிருந்து பயனடையக்கூடிய பரந்த அளவிலான பணிகளுக்கு ஏற்றவை. இங்கே சில பொதுவான பயன்பாட்டு வழக்குகள்:
- பட மற்றும் வீடியோ செயலாக்கம்: வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்துதல், படங்களின் அளவை மாற்றுதல், அல்லது வீடியோ கோப்புகளை என்கோடிங்/டிகோடிங் செய்தல். உதாரணமாக, ஒரு புகைப்பட எடிட்டிங் இணையதளம் பயனர் இடைமுகத்தை மெதுவாக்காமல் படங்களுக்கு சிக்கலான வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்த வலைப் பணியாளர்களைப் பயன்படுத்தலாம்.
- தரவு பகுப்பாய்வு மற்றும் கணக்கீடு: சிக்கலான கணக்கீடுகள், தரவு கையாளுதல், அல்லது புள்ளிவிவர பகுப்பாய்வு செய்தல். பங்குச் சந்தைத் தரவுகளில் நிகழ்நேர கணக்கீடுகளைச் செய்ய வலைப் பணியாளர்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு நிதி பகுப்பாய்வுக் கருவியைக் கவனியுங்கள்.
- பின்னணி ஒத்திசைவு: பின்னணியில் ஒரு சேவையகத்துடன் தரவு ஒத்திசைவைக் கையாளுதல். பயனரின் பணிப்பாய்வுக்கு இடையூறு விளைவிக்காமல் மாற்றங்களை சேவையகத்தில் தானாக சேமிக்க வலைப் பணியாளர்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு கூட்டு ஆவண எடிட்டரை கற்பனை செய்து பாருங்கள்.
- விளையாட்டு மேம்பாடு: விளையாட்டு தர்க்கம், இயற்பியல் உருவகப்படுத்துதல்கள், அல்லது AI கணக்கீடுகளைக் கையாளுதல். வலைப் பணியாளர்கள் இந்த பணிகளைப் பின்னணியில் கையாள்வதன் மூலம் சிக்கலான உலாவி அடிப்படையிலான விளையாட்டுகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம்.
- குறியீடு தொடரியல் சிறப்பித்தல் (Code Syntax Highlighting): ஒரு குறியீடு எடிட்டரில் குறியீட்டை சிறப்பித்துக் காட்டுவது CPU-ஐ அதிகம் பயன்படுத்தும் ஒரு பணியாக இருக்கலாம். வலைப் பணியாளர்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பிரதான திரி பதிலளிக்கக்கூடியதாகவே இருக்கும் மற்றும் பயனர் அனுபவம் வியத்தகு முறையில் மேம்படுத்தப்படுகிறது.
- கதிர் தடமறிதல் (Ray Tracing) மற்றும் 3D ரெண்டரிங்: இந்த செயல்முறைகள் மிகவும் கணக்கீட்டு ரீதியாக தீவிரமானவை மற்றும் ஒரு பணியாளரில் இயக்கப்படுவதற்கு சிறந்த வேட்பாளர்கள்.
வலைப் பணியாளர்கள் எப்படி வேலை செய்கின்றன
வலைப் பணியாளர்கள் பிரதான திரியிலிருந்து ஒரு தனி உலகளாவிய வரம்பில் (global scope) செயல்படுகின்றன, அதாவது அவற்றுக்கு DOM அல்லது பிற திரி-பாதுகாப்பற்ற (non-thread-safe) வளங்களுக்கு நேரடி அணுகல் இல்லை. பிரதான திரிக்கும் வலைப் பணியாளர்களுக்கும் இடையேயான தொடர்பு செய்தி அனுப்புதல் (message passing) மூலம் அடையப்படுகிறது.
ஒரு வலைப் பணியாளரை உருவாக்குதல்
ஒரு வலைப் பணியாளரை உருவாக்க, நீங்கள் ஒரு புதிய Worker
பொருளை உருவாக்க வேண்டும், பணியாளர் ஸ்கிரிப்ட்டின் பாதையை ஒரு வாதமாக அனுப்ப வேண்டும்:
const worker = new Worker('worker.js');
worker.js
என்பது பின்னணி திரியில் செயல்படுத்தப்பட வேண்டிய குறியீட்டைக் கொண்ட ஒரு தனி ஜாவாஸ்கிரிப்ட் கோப்பு.
ஒரு வலைப் பணியாளருடன் தொடர்புகொள்ளுதல்
பிரதான திரிக்கும் வலைப் பணியாளருக்கும் இடையேயான தொடர்பு postMessage()
முறை மற்றும் onmessage
நிகழ்வு கையாளுபவரைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது.
ஒரு வலைப் பணியாளருக்கு ஒரு செய்தியை அனுப்புதல்:
worker.postMessage({ task: 'calculateSum', numbers: [1, 2, 3, 4, 5] });
வலைப் பணியாளரில் ஒரு செய்தியைப் பெறுதல்:
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 });
}
};
பிரதான திரியில் ஒரு செய்தியைப் பெறுதல்:
worker.onmessage = function(event) {
const data = event.data;
console.log('Result from worker:', data.result);
};
ஒரு வலைப் பணியாளரை முடிவுக்குக் கொண்டுவருதல்
நீங்கள் ஒரு வலைப் பணியாளரைப் பயன்படுத்தி முடித்ததும், வளங்களை விடுவிக்க அதை முடிவுக்குக் கொண்டுவருவது முக்கியம். இதை terminate()
முறையைப் பயன்படுத்தி செய்யலாம்:
worker.terminate();
வலைப் பணியாளர்களின் வகைகள்
வலைப் பணியாளர்களில் வெவ்வேறு வகைகள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு வழக்கைக் கொண்டுள்ளது:
- அர்ப்பணிக்கப்பட்ட பணியாளர்கள் (Dedicated Workers): ஒரு ஒற்றை ஸ்கிரிப்டுடன் தொடர்புடையது மற்றும் அந்த ஸ்கிரிப்டால் மட்டுமே அணுகக்கூடியது. இவை மிகவும் பொதுவான வகை வலைப் பணியாளர்கள்.
- பகிரப்பட்ட பணியாளர்கள் (Shared Workers): வெவ்வேறு மூலங்களிலிருந்து பல ஸ்கிரிப்ட்களால் அணுகக்கூடியது. இதற்கு மேலும் சிக்கலான அமைப்பு தேவைப்படுகிறது மற்றும் பல ஸ்கிரிப்ட்கள் ஒரே பணியாளரைப் பகிர வேண்டிய சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்றது.
- சேவைப் பணியாளர்கள் (Service Workers): வலைப் பயன்பாடுகள், உலாவி மற்றும் நெட்வொர்க் ஆகியவற்றுக்கு இடையே பதிலி சேவையகங்களாக (proxy servers) செயல்படுகின்றன. இவை பொதுவாக கேச்சிங் மற்றும் ஆஃப்லைன் ஆதரவிற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சேவைப் பணியாளர்கள் மேம்பட்ட திறன்களைக் கொண்ட ஒரு சிறப்பு வகை வலைப் பணியாளர்கள்.
உதாரணம்: வலைப் பணியாளர்களுடன் பட செயலாக்கம்
பின்னணியில் பட செயலாக்கத்தைச் செய்ய வலைப் பணியாளர்களை எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதை விளக்குவோம். பயனர்கள் படங்களை பதிவேற்றம் செய்து வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கும் ஒரு வலைப் பயன்பாடு உங்களிடம் இருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். பிரதான திரியில் ஒரு சிக்கலான வடிப்பானைப் பயன்படுத்துவது பயனர் இடைமுகத்தை முடக்கி, ஒரு மோசமான பயனர் அனுபவத்திற்கு வழிவகுக்கும். வலைப் பணியாளர்கள் இந்த சிக்கலைத் தீர்க்க உதவும்.
HTML (index.html):
<input type="file" id="imageInput">
<canvas id="imageCanvas"></canvas>
ஜாவாஸ்கிரிப்ட் (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);
};
ஜாவாஸ்கிரிப்ட் (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 });
};
இந்த எடுத்துக்காட்டில், பயனர் ஒரு படத்தைப் பதிவேற்றும் போது, பிரதான திரி படத் தரவை வலைப் பணியாளருக்கு அனுப்புகிறது. வலைப் பணியாளர் படத் தரவில் ஒரு சாம்பல் நிற வடிப்பானைப் (grayscale filter) பயன்படுத்துகிறார் மற்றும் செயலாக்கப்பட்ட தரவை பிரதான திரிக்குத் திருப்பி அனுப்புகிறார், அது பின்னர் கேன்வாஸைப் புதுப்பிக்கிறது. இது பெரிய படங்கள் மற்றும் மேலும் சிக்கலான வடிப்பான்களுக்கு கூட பயனர் இடைமுகத்தை பதிலளிக்கக்கூடியதாக வைத்திருக்கிறது.
வலைப் பணியாளர்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான சிறந்த நடைமுறைகள்
வலைப் பணியாளர்களை திறம்பட பயன்படுத்த, பின்வரும் சிறந்த நடைமுறைகளைக் கருத்தில் கொள்ளுங்கள்:
- பணியாளர் ஸ்கிரிப்ட்களை சிறியதாக வைத்திருங்கள்: பணியாளர்களை உருவாக்குவதற்கும் தொடங்குவதற்கும் ஆகும் கூடுதல் செலவைக் குறைக்க உங்கள் பணியாளர் ஸ்கிரிப்ட்களில் தேவையற்ற நூலகங்கள் அல்லது குறியீடுகளைச் சேர்ப்பதைத் தவிர்க்கவும்.
- தொடர்பை மேம்படுத்துங்கள்: பிரதான திரிக்கும் பணியாளர்களுக்கும் இடையில் மாற்றப்படும் தரவின் அளவைக் குறைக்கவும். தரவை நகலெடுப்பதைத் தவிர்க்க முடிந்தவரை மாற்றத்தக்க பொருட்களை (transferable objects) பயன்படுத்தவும்.
- பிழைகளை நளினமாகக் கையாளுங்கள்: எதிர்பாராத செயலிழப்புகளைத் தடுக்க உங்கள் பணியாளர் ஸ்கிரிப்ட்களில் பிழை கையாளுதலைச் செயல்படுத்தவும். பிழைகளைப் பிடிக்கவும் அவற்றை முறையாகப் பதிவு செய்யவும்
onerror
நிகழ்வு கையாளுபவரைப் பயன்படுத்தவும். - பணிகள் முடிந்ததும் பணியாளர்களை முடிவுக்குக் கொண்டு வாருங்கள்: வளங்களை விடுவிக்க இனி தேவைப்படாதபோது பணியாளர்களை முடிவுக்குக் கொண்டு வாருங்கள்.
- திரி தொகுப்பைக் (Thread Pool) கருத்தில் கொள்ளுங்கள்: மிகவும் CPU-ஐ அதிகம் பயன்படுத்தும் பணிகளுக்கு, ஒரு திரி தொகுப்பைச் செயல்படுத்துவதைக் கருத்தில் கொள்ளுங்கள். திரி தொகுப்பு, பணியாளர் பொருட்களை மீண்டும் மீண்டும் உருவாக்குவதற்கும் அழிப்பதற்கும் ஆகும் செலவைத் தவிர்க்க, ஏற்கனவே உள்ள பணியாளர் நிகழ்வுகளை மீண்டும் பயன்படுத்தும்.
வலைப் பணியாளர்களின் வரம்புகள்
வலைப் பணியாளர்கள் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்கினாலும், அவற்றுக்கு சில வரம்புகளும் உள்ளன:
- வரையறுக்கப்பட்ட DOM அணுகல்: வலைப் பணியாளர்கள் நேரடியாக DOM-ஐ அணுக முடியாது. அவை செய்தி அனுப்புதல் மூலம் மட்டுமே பிரதான திரியுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியும்.
- Window பொருள் அணுகல் இல்லை: வலைப் பணியாளர்களுக்கு
window
பொருள் அல்லது பிரதான திரியில் கிடைக்கும் பிற உலகளாவிய பொருட்களுக்கு அணுகல் இல்லை. - கோப்பு அணுகல் கட்டுப்பாடுகள்: வலைப் பணியாளர்களுக்கு கோப்பு முறைமைக்கு வரையறுக்கப்பட்ட அணுகல் உள்ளது.
- பிழைத்திருத்த சவால்கள்: பிரதான திரியில் குறியீட்டை பிழைத்திருத்தம் செய்வதை விட வலைப் பணியாளர்களை பிழைத்திருத்தம் செய்வது மிகவும் சவாலானது. இருப்பினும், நவீன உலாவி டெவலப்பர் கருவிகள் வலைப் பணியாளர்களை பிழைத்திருத்தம் செய்வதற்கான ஆதரவை வழங்குகின்றன.
வலைப் பணியாளர்களுக்கான மாற்றுகள்
ஜாவாஸ்கிரிப்டில் இணையான செயலாக்கத்திற்கு வலைப் பணியாளர்கள் ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாக இருந்தாலும், உங்கள் குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பொறுத்து நீங்கள் கருத்தில் கொள்ளக்கூடிய மாற்று அணுகுமுறைகளும் உள்ளன:
- requestAnimationFrame: அனிமேஷன்கள் மற்றும் பிற காட்சிப் புதுப்பிப்புகளைத் திட்டமிடப் பயன்படுகிறது. இது உண்மையான இணையான செயலாக்கத்தை வழங்காவிட்டாலும், பணிகளை உலாவியின் மறுவரைவு சுழற்சியின் போது செயல்படுத்தக்கூடிய சிறிய துண்டுகளாக உடைப்பதன் மூலம் உணரப்பட்ட செயல்திறனை மேம்படுத்த உதவும்.
- setTimeout மற்றும் setInterval: ஒரு குறிப்பிட்ட தாமதத்திற்குப் பிறகு அல்லது வழக்கமான இடைவெளியில் செயல்படுத்தப்பட வேண்டிய பணிகளைத் திட்டமிடப் பயன்படுகிறது. இந்த முறைகளைப் பிரதான திரியிலிருந்து பணிகளை இறக்கப் பயன்படுத்தலாம், ஆனால் அவை உண்மையான இணையான செயலாக்கத்தை வழங்காது.
- ஒத்திசைவற்ற செயல்பாடுகள் (async/await): படிக்கவும் பராமரிக்கவும் எளிதான ஒத்திசைவற்ற குறியீட்டை எழுதப் பயன்படுகிறது. ஒத்திசைவற்ற செயல்பாடுகள் உண்மையான இணையான செயலாக்கத்தை வழங்காது, ஆனால் ஒத்திசைவற்ற செயல்பாடுகள் முடிவடையும் வரை காத்திருக்கும்போது பிரதான திரி தொடர்ந்து செயல்பட அனுமதிப்பதன் மூலம் பதிலளிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்த உதவும்.
- OffscreenCanvas: இந்த API ஒரு தனி திரியில் ரெண்டர் செய்யக்கூடிய ஒரு கேன்வாஸை வழங்குகிறது, இது மென்மையான அனிமேஷன்கள் மற்றும் கிராபிக்ஸ்-தீவிர செயல்பாடுகளை அனுமதிக்கிறது.
முடிவுரை
வலைப் பணியாளர்கள் ஜாவாஸ்கிரிப்டில் இணையான செயலாக்கத்தை இயக்குவதன் மூலம் வலைப் பயன்பாடுகளின் செயல்திறன் மற்றும் பதிலளிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு மதிப்புமிக்க கருவியாகும். கணக்கீட்டு ரீதியாக தீவிரமான பணிகளை பின்னணி திரிக்களுக்கு மாற்றுவதன் மூலம், பிரதான திரி தடுக்கப்படுவதைத் தடுக்கலாம், இது ஒரு மென்மையான மற்றும் பதிலளிக்கக்கூடிய பயனர் அனுபவத்தை உறுதி செய்கிறது. அவற்றுக்கு சில வரம்புகள் இருந்தாலும், வலைப் பயன்பாட்டு செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கும் மேலும் ஈர்க்கக்கூடிய பயனர் அனுபவங்களை உருவாக்குவதற்கும் வலைப் பணியாளர்கள் ஒரு சக்திவாய்ந்த நுட்பமாகும்.
வலைப் பயன்பாடுகள் பெருகிய முறையில் சிக்கலானதாக மாறும்போது, இணையான செயலாக்கத்திற்கான தேவை தொடர்ந்து வளரும். வலைப் பணியாளர்களைப் புரிந்துகொண்டு பயன்படுத்துவதன் மூலம், டெவலப்பர்கள் இன்றைய பயனர்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் அதிக செயல்திறன் மற்றும் பதிலளிக்கக்கூடிய பயன்பாடுகளை உருவாக்க முடியும்.