జావాస్క్రిప్ట్ మాడ్యూల్ వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్: సమర్థవంతమైన వర్కర్ థ్రెడ్ నిర్వహణ

ఆధునిక జావాస్క్రిప్ట్ అప్లికేషన్‌లు గణనపరంగా అధికమైన పనులు లేదా I/O-బౌండ్ ఆపరేషన్‌లతో వ్యవహరించేటప్పుడు తరచుగా పనితీరు అడ్డంకులను ఎదుర్కొంటాయి. జావాస్క్రిప్ట్ యొక్క సింగిల్-థ్రెడెడ్ స్వభావం బహుళ-కోర్ ప్రాసెసర్‌లను పూర్తిగా ఉపయోగించుకునే దాని సామర్థ్యాన్ని పరిమితం చేస్తుంది. అదృష్టవశాత్తూ, Node.js లో వర్కర్ థ్రెడ్లు మరియు బ్రౌజర్‌లలో వెబ్ వర్కర్ల పరిచయం సమాంతర అమలు కోసం ఒక యంత్రాంగాన్ని అందిస్తుంది, జావాస్క్రిప్ట్ అప్లికేషన్‌లు బహుళ CPU కోర్‌లను ఉపయోగించుకోవడానికి మరియు ప్రతిస్పందనను మెరుగుపరచడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్ జావాస్క్రిప్ట్ మాడ్యూల్ వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ అనే భావనను లోతుగా పరిశీలిస్తుంది, ఇది వర్కర్ థ్రెడ్లను సమర్థవంతంగా నిర్వహించడానికి మరియు ఉపయోగించుకోవడానికి ఒక శక్తివంతమైన నమూనా. మేము థ్రెడ్ పూల్ ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలను అన్వేషిస్తాము, అమలు వివరాలను చర్చిస్తాము మరియు దాని వినియోగాన్ని వివరించడానికి ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలను అందిస్తాము.

వర్కర్ థ్రెడ్లను అర్థం చేసుకోవడం

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ వివరాల్లోకి వెళ్లే ముందు, జావాస్క్రిప్ట్‌లో వర్కర్ థ్రెడ్ల ప్రాథమిక అంశాలను క్లుప్తంగా సమీక్షిద్దాం.

వర్కర్ థ్రెడ్లు అంటే ఏమిటి?

వర్కర్ థ్రెడ్లు స్వతంత్ర జావాస్క్రిప్ట్ ఎగ్జిక్యూషన్ కాంటెక్స్ట్‌లు, ఇవి ప్రధాన థ్రెడ్‌తో ఏకకాలంలో నడుస్తాయి. ఇవి ప్రధాన థ్రెడ్‌ను బ్లాక్ చేయకుండా మరియు UI ఫ్రీజ్‌లు లేదా పనితీరు క్షీణతకు కారణం కాకుండా సమాంతరంగా పనులను నిర్వహించడానికి ఒక మార్గాన్ని అందిస్తాయి.

వర్కర్ల రకాలు

• వెబ్ వర్కర్లు: వెబ్ బ్రౌజర్‌లలో అందుబాటులో ఉంటాయి, ఇవి యూజర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌కు అంతరాయం కలిగించకుండా బ్యాక్‌గ్రౌండ్ స్క్రిప్ట్ ఎగ్జిక్యూషన్‌ను అనుమతిస్తాయి. ఇవి ప్రధాన బ్రౌజర్ థ్రెడ్ నుండి భారీ గణనలను ఆఫ్‌లోడ్ చేయడానికి కీలకం.
• Node.js వర్కర్ థ్రెడ్లు: Node.js లో పరిచయం చేయబడ్డాయి, సర్వర్-వైపు అప్లికేషన్‌లలో జావాస్క్రిప్ట్ కోడ్ యొక్క సమాంతర అమలును అనుమతిస్తాయి. ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్, డేటా విశ్లేషణ లేదా బహుళ ఏకకాలిక అభ్యర్థనలను నిర్వహించడం వంటి పనులకు ఇది ప్రత్యేకంగా ముఖ్యం.

ముఖ్య భావనలు

• ఐసోలేషన్: వర్కర్ థ్రెడ్లు ప్రధాన థ్రెడ్ నుండి వేరు వేరు మెమరీ స్పేస్‌లలో పనిచేస్తాయి, షేర్డ్ డేటాకు ప్రత్యక్ష యాక్సెస్‌ను నివారిస్తాయి.
• సందేశ పంపకం: ప్రధాన థ్రెడ్ మరియు వర్కర్ థ్రెడ్ల మధ్య కమ్యూనికేషన్ అసమకాలిక సందేశ పంపకం ద్వారా జరుగుతుంది. డేటాను పంపడానికి postMessage() పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది, మరియు డేటాను స్వీకరించడానికి onmessage ఈవెంట్ హ్యాండ్లర్ ఉపయోగించబడుతుంది. థ్రెడ్ల మధ్య డేటాను పంపినప్పుడు సీరియలైజ్/డీసీరియలైజ్ చేయాలి.
• మాడ్యూల్ వర్కర్లు: ES మాడ్యూల్స్ (import/export సింటాక్స్) ఉపయోగించి సృష్టించబడిన వర్కర్లు. ఇవి క్లాసిక్ స్క్రిప్ట్ వర్కర్లతో పోలిస్తే మెరుగైన కోడ్ ఆర్గనైజేషన్ మరియు డిపెండెన్సీ మేనేజ్‌మెంట్‌ను అందిస్తాయి.

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ ఉపయోగించడం వల్ల ప్రయోజనాలు

వర్కర్ థ్రెడ్లు సమాంతర అమలు కోసం ఒక శక్తివంతమైన యంత్రాంగాన్ని అందిస్తున్నప్పటికీ, వాటిని నేరుగా నిర్వహించడం సంక్లిష్టంగా మరియు అసమర్థంగా ఉంటుంది. ప్రతి టాస్క్ కోసం వర్కర్ థ్రెడ్లను సృష్టించడం మరియు నాశనం చేయడం గణనీయమైన ఓవర్‌హెడ్‌ను కలిగిస్తుంది. ఇక్కడే వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ ఉపయోగపడుతుంది.

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ అనేది ముందుగా సృష్టించబడిన వర్కర్ థ్రెడ్ల సమాహారం, ఇవి సజీవంగా ఉంచబడి పనులను అమలు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉంటాయి. ఒక పనిని ప్రాసెస్ చేయవలసి వచ్చినప్పుడు, అది పూల్‌కు సమర్పించబడుతుంది, అది అందుబాటులో ఉన్న వర్కర్ థ్రెడ్‌కు దానిని కేటాయిస్తుంది. పని పూర్తయిన తర్వాత, వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్‌కు తిరిగి వస్తుంది, మరొక పనిని నిర్వహించడానికి సిద్ధంగా ఉంటుంది.

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు:

• తగ్గిన ఓవర్‌హెడ్: ఇప్పటికే ఉన్న వర్కర్ థ్రెడ్లను తిరిగి ఉపయోగించడం ద్వారా, ప్రతి టాస్క్ కోసం థ్రెడ్లను సృష్టించడం మరియు నాశనం చేయడం యొక్క ఓవర్‌హెడ్ తొలగించబడుతుంది, ఇది ముఖ్యంగా స్వల్పకాలిక పనుల కోసం గణనీయమైన పనితీరు మెరుగుదలలకు దారితీస్తుంది.
• మెరుగైన వనరుల నిర్వహణ: పూల్ ఏకకాలిక వర్కర్ థ్రెడ్ల సంఖ్యను పరిమితం చేస్తుంది, అధిక వనరుల వినియోగాన్ని మరియు సంభావ్య సిస్టమ్ ఓవర్‌లోడ్‌ను నివారిస్తుంది. భారీ లోడ్ కింద స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి మరియు పనితీరు క్షీణతను నివారించడానికి ఇది కీలకం.
• సరళీకృత టాస్క్ నిర్వహణ: పూల్ పనులను నిర్వహించడానికి మరియు షెడ్యూల్ చేయడానికి ఒక కేంద్రీకృత యంత్రాంగాన్ని అందిస్తుంది, అప్లికేషన్ లాజిక్‌ను సరళీకృతం చేస్తుంది మరియు కోడ్ నిర్వహణను మెరుగుపరుస్తుంది. వ్యక్తిగత వర్కర్ థ్రెడ్లను నిర్వహించడానికి బదులుగా, మీరు పూల్‌తో పరస్పర చర్య జరుపుతారు.
• నియంత్రిత ఏకకాలికత: మీరు నిర్దిష్ట సంఖ్యలో థ్రెడ్లతో పూల్‌ను కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు, సమాంతరత స్థాయిని పరిమితం చేయవచ్చు మరియు వనరుల క్షీణతను నివారించవచ్చు. ఇది అందుబాటులో ఉన్న హార్డ్‌వేర్ వనరులు మరియు పనిభారం యొక్క లక్షణాల ఆధారంగా పనితీరును చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
• మెరుగైన ప్రతిస్పందన: పనులను వర్కర్ థ్రెడ్లకు ఆఫ్‌లోడ్ చేయడం ద్వారా, ప్రధాన థ్రెడ్ ప్రతిస్పందనగా ఉంటుంది, సున్నితమైన వినియోగదారు అనుభవాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. UI ప్రతిస్పందన కీలకం అయిన ఇంటరాక్టివ్ అప్లికేషన్‌లకు ఇది ప్రత్యేకంగా ముఖ్యం.

జావాస్క్రిప్ట్ మాడ్యూల్ వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్‌ను అమలు చేయడం

జావాస్క్రిప్ట్ మాడ్యూల్ వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ యొక్క అమలును అన్వేషిద్దాం. మేము ప్రధాన భాగాలను కవర్ చేస్తాము మరియు అమలు వివరాలను వివరించడానికి కోడ్ ఉదాహరణలను అందిస్తాము.

ప్రధాన భాగాలు

• వర్కర్ పూల్ క్లాస్: ఈ క్లాస్ వర్కర్ థ్రెడ్ల పూల్‌ను నిర్వహించే లాజిక్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఇది వర్కర్ థ్రెడ్లను సృష్టించడం, ప్రారంభించడం మరియు రీసైకిల్ చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.
• టాస్క్ క్యూ: అమలు చేయడానికి వేచి ఉన్న పనులను పట్టుకోవడానికి ఒక క్యూ. పనులు పూల్‌కు సమర్పించబడినప్పుడు క్యూకు జోడించబడతాయి.
• వర్కర్ థ్రెడ్ వ్రాపర్: స్థానిక వర్కర్ థ్రెడ్ ఆబ్జెక్ట్ చుట్టూ ఒక వ్రాపర్, వర్కర్‌తో పరస్పర చర్య చేయడానికి అనుకూలమైన ఇంటర్‌ఫేస్‌ను అందిస్తుంది. ఈ వ్రాపర్ సందేశ పంపకం, ఎర్రర్ హ్యాండ్లింగ్ మరియు టాస్క్ పూర్తి ట్రాకింగ్‌ను నిర్వహించగలదు.
• టాస్క్ సమర్పణ యంత్రాంగం: పూల్‌కు పనులను సమర్పించడానికి ఒక యంత్రాంగం, సాధారణంగా వర్కర్ పూల్ క్లాస్‌లో ఒక పద్ధతి. ఈ పద్ధతి టాస్క్‌ను క్యూకు జోడిస్తుంది మరియు దానిని అందుబాటులో ఉన్న వర్కర్ థ్రెడ్‌కు కేటాయించడానికి పూల్‌కు సంకేతం ఇస్తుంది.

కోడ్ ఉదాహరణ (Node.js)

మాడ్యూల్ వర్కర్లను ఉపయోగించి Node.jsలో ఒక సాధారణ వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ అమలుకు ఇక్కడ ఒక ఉదాహరణ ఉంది:

// worker_pool.js
import { Worker } from 'worker_threads';

class WorkerPool {
  constructor(numWorkers, workerFile) {
    this.numWorkers = numWorkers;
    this.workerFile = workerFile;
    this.workers = [];
    this.taskQueue = [];
    this.availableWorkers = [];

    for (let i = 0; i < numWorkers; i++) {
      const worker = new Worker(workerFile, { type: 'module' });
      const workerWrapper = {
        worker,
        isBusy: false
      };
      this.workers.push(workerWrapper);
      this.availableWorkers.push(workerWrapper);

      worker.on('message', (message) => {
        // టాస్క్ పూర్తిని హ్యాండిల్ చేయండి
        workerWrapper.isBusy = false;
        this.availableWorkers.push(workerWrapper);
        this.processTaskQueue();
      });

      worker.on('error', (error) => {
        console.error('వర్కర్ లోపం:', error);
      });

      worker.on('exit', (code) => {
        if (code !== 0) {
          console.error(`వర్కర్ ${code} ఎగ్జిట్ కోడ్‌తో ఆగిపోయింది`);
        }
      });
    }
  }

  runTask(task) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      this.taskQueue.push({ task, resolve, reject });
      this.processTaskQueue();
    });
  }

  processTaskQueue() {
    if (this.taskQueue.length === 0 || this.availableWorkers.length === 0) {
      return;
    }

    const workerWrapper = this.availableWorkers.shift();
    const { task, resolve, reject } = this.taskQueue.shift();

    workerWrapper.isBusy = true;
    workerWrapper.worker.postMessage(task);

    workerWrapper.worker.once('message', (result) => {
      resolve(result);
    });

    workerWrapper.worker.once('error', (error) => {
      reject(error);
    });

  }

  close() {
    this.workers.forEach(workerWrapper => workerWrapper.worker.terminate());
  }
}

export default WorkerPool;

// worker.js
import { parentPort } from 'worker_threads';

parentPort.on('message', (task) => {
  // గణనపరంగా అధికమైన టాస్క్‌ను అనుకరించండి
  const result = task * 2; // మీ అసలు టాస్క్ లాజిక్‌తో భర్తీ చేయండి
  parentPort.postMessage(result);
});

// main.js
import WorkerPool from './worker_pool.js';

const numWorkers = 4; // మీ CPU కోర్ల సంఖ్య ఆధారంగా సర్దుబాటు చేయండి
const workerFile = './worker.js';

const pool = new WorkerPool(numWorkers, workerFile);

async function main() {
  const tasks = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];

  const results = await Promise.all(
    tasks.map(async (task) => {
      try {
        const result = await pool.runTask(task);
        console.log(`టాస్క్ ${task} ఫలితం: ${result}`);
        return result;
      } catch (error) {
        console.error(`టాస్క్ ${task} విఫలమైంది:`, error);
        return null;
      }
    })
  );

  console.log('అన్ని టాస్క్‌లు పూర్తయ్యాయి:', results);

  pool.close(); // పూల్‌లోని అన్ని వర్కర్లను టెర్మినేట్ చేయండి
}

main();

వివరణ:

• worker_pool.js: వర్కర్ థ్రెడ్ సృష్టి, టాస్క్ క్యూయింగ్, మరియు టాస్క్ కేటాయింపును నిర్వహించే WorkerPool క్లాస్‌ను నిర్వచిస్తుంది. runTask పద్ధతి ఒక టాస్క్‌ను క్యూకు సమర్పిస్తుంది, మరియు processTaskQueue అందుబాటులో ఉన్న వర్కర్లకు టాస్క్‌లను కేటాయిస్తుంది. ఇది వర్కర్ లోపాలు మరియు నిష్క్రమణలను కూడా నిర్వహిస్తుంది.
• worker.js: ఇది వర్కర్ థ్రెడ్ కోడ్. ఇది parentPort.on('message') ఉపయోగించి ప్రధాన థ్రెడ్ నుండి సందేశాలను వింటుంది, టాస్క్‌ను నిర్వహిస్తుంది, మరియు parentPort.postMessage() ఉపయోగించి ఫలితాన్ని తిరిగి పంపుతుంది. అందించిన ఉదాహరణ కేవలం స్వీకరించిన టాస్క్‌ను 2తో గుణిస్తుంది.
• main.js: WorkerPoolను ఎలా ఉపయోగించాలో ప్రదర్శిస్తుంది. ఇది నిర్దిష్ట సంఖ్యలో వర్కర్లతో ఒక పూల్‌ను సృష్టిస్తుంది మరియు pool.runTask() ఉపయోగించి పూల్‌కు టాస్క్‌లను సమర్పిస్తుంది. ఇది Promise.all() ఉపయోగించి అన్ని టాస్క్‌లు పూర్తి కావడానికి వేచి ఉండి, ఆపై పూల్‌ను మూసివేస్తుంది.

కోడ్ ఉదాహరణ (వెబ్ వర్కర్లు)

అదే భావన బ్రౌజర్‌లోని వెబ్ వర్కర్లకు వర్తిస్తుంది. అయితే, బ్రౌజర్ పర్యావరణం కారణంగా అమలు వివరాలు కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఇక్కడ ఒక సంభావిత రూపురేఖ ఉంది. మీరు సర్వర్ ద్వారా ఫైల్‌లను అందించకపోతే (npx serve ఉపయోగించడం వంటివి), స్థానికంగా నడుపుతున్నప్పుడు CORS సమస్యలు తలెత్తవచ్చని గమనించండి.

// worker_pool.js (బ్రౌజర్ కోసం)
class WorkerPool {
  constructor(numWorkers, workerFile) {
    this.numWorkers = numWorkers;
    this.workerFile = workerFile;
    this.workers = [];
    this.taskQueue = [];
    this.availableWorkers = [];

    for (let i = 0; i < numWorkers; i++) {
      const worker = new Worker(workerFile, { type: 'module' });
      const workerWrapper = {
        worker,
        isBusy: false
      };
      this.workers.push(workerWrapper);
      this.availableWorkers.push(workerWrapper);

      worker.onmessage = (event) => {
        // టాస్క్ పూర్తిని హ్యాండిల్ చేయండి
        workerWrapper.isBusy = false;
        this.availableWorkers.push(workerWrapper);
        this.processTaskQueue();
      };

      worker.onerror = (error) => {
        console.error('వర్కర్ లోపం:', error);
      };
    }
  }

  runTask(task) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      this.taskQueue.push({ task, resolve, reject });
      this.processTaskQueue();
    });
  }

  processTaskQueue() {
    if (this.taskQueue.length === 0 || this.availableWorkers.length === 0) {
      return;
    }

    const workerWrapper = this.availableWorkers.shift();
    const { task, resolve, reject } = this.taskQueue.shift();

    workerWrapper.isBusy = true;
    workerWrapper.worker.postMessage(task);

    workerWrapper.worker.onmessage = (event) => {
       resolve(event.data);
    };

    workerWrapper.worker.onerror = (error) => {
      reject(error);
    };

  }

  close() {
    this.workers.forEach(workerWrapper => workerWrapper.worker.terminate());
  }
}

export default WorkerPool;

// worker.js (బ్రౌజర్ కోసం)
self.onmessage = (event) => {
  const task = event.data;
  // గణనపరంగా అధికమైన టాస్క్‌ను అనుకరించండి
  const result = task * 2; // మీ అసలు టాస్క్ లాజిక్‌తో భర్తీ చేయండి
  self.postMessage(result);
};

// main.js (బ్రౌజర్ కోసం, మీ HTMLలో చేర్చబడింది)
import WorkerPool from './worker_pool.js';

const numWorkers = 4; // మీ CPU కోర్ల సంఖ్య ఆధారంగా సర్దుబాటు చేయండి
const workerFile = './worker.js';

const pool = new WorkerPool(numWorkers, workerFile);

async function main() {
  const tasks = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];

  const results = await Promise.all(
    tasks.map(async (task) => {
      try {
        const result = await pool.runTask(task);
        console.log(`టాస్క్ ${task} ఫలితం: ${result}`);
        return result;
      } catch (error) {
        console.error(`టాస్క్ ${task} విఫలమైంది:`, error);
        return null;
      }
    })
  );

  console.log('అన్ని టాస్క్‌లు పూర్తయ్యాయి:', results);

  pool.close(); // పూల్‌లోని అన్ని వర్కర్లను టెర్మినేట్ చేయండి
}

main();

బ్రౌజర్‌లో ముఖ్య తేడాలు:

• వెబ్ వర్కర్లు నేరుగా new Worker(workerFile) ఉపయోగించి సృష్టించబడతాయి.
• సందేశ నిర్వహణ worker.onmessage మరియు self.onmessage (వర్కర్ లోపల) ఉపయోగిస్తుంది.
• Node.js యొక్క worker_threads మాడ్యూల్ నుండి parentPort API బ్రౌజర్‌లలో అందుబాటులో లేదు.
• మీ ఫైల్‌లు సరైన MIME రకాలతో అందించబడుతున్నాయని నిర్ధారించుకోండి, ముఖ్యంగా జావాస్క్రిప్ట్ మాడ్యూల్స్ కోసం (type="module").

ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలు మరియు వినియోగ సందర్భాలు

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరిచే కొన్ని ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలు మరియు వినియోగ సందర్భాలను అన్వేషిద్దాం.

చిత్ర ప్రాసెసింగ్

రీసైజింగ్, ఫిల్టరింగ్ లేదా ఫార్మాట్ మార్పిడి వంటి ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్ పనులు గణనపరంగా అధికంగా ఉంటాయి. ఈ పనులను వర్కర్ థ్రెడ్లకు ఆఫ్‌లోడ్ చేయడం వలన ప్రధాన థ్రెడ్ ప్రతిస్పందనగా ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది, ముఖ్యంగా వెబ్ అప్లికేషన్‌లకు సున్నితమైన వినియోగదారు అనుభవాన్ని అందిస్తుంది.

ఉదాహరణ: వినియోగదారులు చిత్రాలను అప్‌లోడ్ చేసి, సవరించడానికి అనుమతించే వెబ్ అప్లికేషన్. రీసైజింగ్ మరియు ఫిల్టర్‌లను వర్తింపజేయడం వర్కర్ థ్రెడ్లలో చేయవచ్చు, చిత్రం ప్రాసెస్ చేయబడుతున్నప్పుడు UI ఫ్రీజ్‌లను నివారిస్తుంది.

డేటా విశ్లేషణ

పెద్ద డేటాసెట్‌లను విశ్లేషించడం సమయం తీసుకుంటుంది మరియు వనరులను అధికంగా వినియోగిస్తుంది. వర్కర్ థ్రెడ్లను డేటా అగ్రిగేషన్, స్టాటిస్టికల్ లెక్కలు లేదా మెషిన్ లెర్నింగ్ మోడల్ శిక్షణ వంటి డేటా విశ్లేషణ పనులను సమాంతరంగా చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

ఉదాహరణ: ఆర్థిక డేటాను ప్రాసెస్ చేసే డేటా విశ్లేషణ అప్లికేషన్. కదిలే సగటులు, ట్రెండ్ విశ్లేషణ మరియు రిస్క్ అసెస్‌మెంట్ వంటి లెక్కలు వర్కర్ థ్రెడ్లను ఉపయోగించి సమాంతరంగా నిర్వహించబడతాయి.

నిజ-సమయ డేటా స్ట్రీమింగ్

ఆర్థిక టిక్కర్లు లేదా సెన్సార్ డేటా వంటి నిజ-సమయ డేటా స్ట్రీమ్‌లను నిర్వహించే అప్లికేషన్‌లు వర్కర్ థ్రెడ్ల నుండి ప్రయోజనం పొందవచ్చు. వర్కర్ థ్రెడ్లను ఇన్‌కమింగ్ డేటా స్ట్రీమ్‌లను ప్రాసెస్ చేయడానికి మరియు విశ్లేషించడానికి ఉపయోగించవచ్చు, ప్రధాన థ్రెడ్‌ను నిరోధించకుండా.

ఉదాహరణ: ధర నవీకరణలు మరియు చార్ట్‌లను ప్రదర్శించే నిజ-సమయ స్టాక్ మార్కెట్ టిక్కర్. డేటా ప్రాసెసింగ్, చార్ట్ రెండరింగ్ మరియు హెచ్చరిక నోటిఫికేషన్‌లు వర్కర్ థ్రెడ్లలో నిర్వహించబడతాయి, అధిక పరిమాణంలో డేటా ఉన్నప్పటికీ UI ప్రతిస్పందనగా ఉండేలా చూసుకుంటుంది.

నేపథ్య టాస్క్ ప్రాసెసింగ్

తక్షణ వినియోగదారు పరస్పర చర్య అవసరం లేని ఏవైనా నేపథ్య పనులను వర్కర్ థ్రెడ్లకు ఆఫ్‌లోడ్ చేయవచ్చు. ఉదాహరణలు ఇమెయిల్‌లు పంపడం, నివేదికలు రూపొందించడం లేదా షెడ్యూల్ చేసిన బ్యాకప్‌లు చేయడం.

ఉదాహరణ: వారపు ఇమెయిల్ న్యూస్‌లెటర్‌లను పంపే వెబ్ అప్లికేషన్. ఇమెయిల్ పంపే ప్రక్రియను వర్కర్ థ్రెడ్లలో నిర్వహించవచ్చు, ప్రధాన థ్రెడ్ నిరోధించబడకుండా మరియు వెబ్‌సైట్ ప్రతిస్పందనగా ఉండేలా చూసుకుంటుంది.

బహుళ ఏకకాలిక అభ్యర్థనలను నిర్వహించడం (Node.js)

Node.js సర్వర్ అప్లికేషన్‌లలో, వర్కర్ థ్రెడ్లను బహుళ ఏకకాలిక అభ్యర్థనలను సమాంతరంగా నిర్వహించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఇది మొత్తం థ్రూపుట్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు ప్రతిస్పందన సమయాలను తగ్గిస్తుంది, ముఖ్యంగా గణనపరంగా అధికమైన పనులను చేసే అప్లికేషన్‌ల కోసం.

ఉదాహరణ: వినియోగదారు అభ్యర్థనలను ప్రాసెస్ చేసే Node.js API సర్వర్. ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్, డేటా ధ్రువీకరణ మరియు డేటాబేస్ ప్రశ్నలు వర్కర్ థ్రెడ్లలో నిర్వహించబడతాయి, సర్వర్ పనితీరు క్షీణత లేకుండా మరిన్ని ఏకకాలిక అభ్యర్థనలను నిర్వహించడానికి అనుమతిస్తుంది.

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ పనితీరును ఆప్టిమైజ్ చేయడం

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్ యొక్క ప్రయోజనాలను గరిష్ఠంగా పొందడానికి, దాని పనితీరును ఆప్టిమైజ్ చేయడం ముఖ్యం. ఇక్కడ కొన్ని చిట్కాలు మరియు పద్ధతులు ఉన్నాయి:

• సరైన సంఖ్యలో వర్కర్లను ఎంచుకోండి: వర్కర్ థ్రెడ్ల యొక్క సరైన సంఖ్య అందుబాటులో ఉన్న CPU కోర్ల సంఖ్య మరియు పనిభారం యొక్క లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సాధారణ నియమం ప్రకారం, CPU కోర్ల సంఖ్యకు సమానమైన వర్కర్ల సంఖ్యతో ప్రారంభించి, ఆపై పనితీరు పరీక్ష ఆధారంగా సర్దుబాటు చేయండి. Node.js లో `os.cpus()` వంటి సాధనాలు కోర్ల సంఖ్యను నిర్ణయించడంలో సహాయపడతాయి. అధికంగా థ్రెడ్లను కేటాయించడం వలన కాంటెక్స్ట్ స్విచ్చింగ్ ఓవర్‌హెడ్‌కు దారితీయవచ్చు, సమాంతరత యొక్క ప్రయోజనాలను నిరర్థకం చేస్తుంది.
• డేటా బదిలీని తగ్గించండి: ప్రధాన థ్రెడ్ మరియు వర్కర్ థ్రెడ్ల మధ్య డేటా బదిలీ పనితీరు అడ్డంకిగా ఉంటుంది. వర్కర్ థ్రెడ్ లోపల వీలైనంత ఎక్కువ డేటాను ప్రాసెస్ చేయడం ద్వారా బదిలీ చేయవలసిన డేటా మొత్తాన్ని తగ్గించండి. వీలైనప్పుడు థ్రెడ్ల మధ్య నేరుగా డేటాను పంచుకోవడానికి SharedArrayBuffer (తగిన సింక్రొనైజేషన్ మెకానిజంలతో) ఉపయోగించడాన్ని పరిగణించండి, కానీ భద్రతాపరమైన చిక్కులు మరియు బ్రౌజర్ అనుకూలత గురించి తెలుసుకోండి.
• టాస్క్ గ్రాన్యులారిటీని ఆప్టిమైజ్ చేయండి: వ్యక్తిగత పనుల పరిమాణం మరియు సంక్లిష్టత పనితీరును ప్రభావితం చేయవచ్చు. సమాంతరతను మెరుగుపరచడానికి మరియు దీర్ఘకాలం నడిచే పనుల ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి పెద్ద పనులను చిన్న, మరింత నిర్వహించదగిన యూనిట్లుగా విభజించండి. అయితే, చాలా చిన్న పనులను సృష్టించకుండా ఉండండి, ఎందుకంటే టాస్క్ షెడ్యూలింగ్ మరియు కమ్యూనికేషన్ యొక్క ఓవర్‌హెడ్ సమాంతరత యొక్క ప్రయోజనాలను మించిపోవచ్చు.
• నిరోధించే ఆపరేషన్లను నివారించండి: వర్కర్ థ్రెడ్ల లోపల నిరోధించే ఆపరేషన్లను చేయడం మానుకోండి, ఎందుకంటే ఇది వర్కర్ ఇతర పనులను ప్రాసెస్ చేయకుండా నిరోధించవచ్చు. వర్కర్ థ్రెడ్‌ను ప్రతిస్పందనగా ఉంచడానికి అసమకాలిక I/O ఆపరేషన్లు మరియు నాన్-బ్లాకింగ్ అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగించండి.
• పనితీరును పర్యవేక్షించండి మరియు ప్రొఫైల్ చేయండి: అడ్డంకులను గుర్తించడానికి మరియు వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి పనితీరు పర్యవేక్షణ సాధనాలను ఉపయోగించండి. Node.js యొక్క అంతర్నిర్మిత ప్రొఫైలర్ లేదా బ్రౌజర్ డెవలపర్ టూల్స్ వంటి సాధనాలు CPU వినియోగం, మెమరీ వినియోగం మరియు టాస్క్ ఎగ్జిక్యూషన్ సమయాలపై అంతర్దృష్టులను అందిస్తాయి.
• ఎర్రర్ హ్యాండ్లింగ్: వర్కర్ థ్రెడ్ల లోపల సంభవించే లోపాలను పట్టుకోవడానికి మరియు నిర్వహించడానికి బలమైన ఎర్రర్ హ్యాండ్లింగ్ మెకానిజంలను అమలు చేయండి. పట్టుకోని లోపాలు వర్కర్ థ్రెడ్‌ను మరియు సంభావ్యంగా మొత్తం అప్లికేషన్‌ను క్రాష్ చేయగలవు.

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్స్‌కు ప్రత్యామ్నాయాలు

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్స్ ఒక శక్తివంతమైన సాధనం అయినప్పటికీ, జావాస్క్రిప్ట్‌లో ఏకకాలికత మరియు సమాంతరతను సాధించడానికి ప్రత్యామ్నాయ విధానాలు ఉన్నాయి.

• ప్రామిసెస్ మరియు అసింక్/అవైట్‌తో అసమకాలిక ప్రోగ్రామింగ్: అసమకాలిక ప్రోగ్రామింగ్ వర్కర్ థ్రెడ్లను ఉపయోగించకుండా నాన్-బ్లాకింగ్ ఆపరేషన్లను నిర్వహించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ప్రామిసెస్ మరియు అసింక్/అవైట్ అసమకాలిక కోడ్‌ను నిర్వహించడానికి మరింత నిర్మాణాత్మక మరియు చదవగలిగే మార్గాన్ని అందిస్తాయి. ఇది మీరు బాహ్య వనరుల కోసం వేచి ఉన్న (ఉదా., నెట్‌వర్క్ అభ్యర్థనలు, డేటాబేస్ ప్రశ్నలు) I/O-బౌండ్ ఆపరేషన్లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
• వెబ్‌అసెంబ్లీ (వాస్మ్): వెబ్‌అసెంబ్లీ అనేది ఒక బైనరీ ఇన్స్ట్రక్షన్ ఫార్మాట్, ఇది వెబ్ బ్రౌజర్‌లలో ఇతర భాషలలో (ఉదా., C++, రస్ట్) వ్రాసిన కోడ్‌ను అమలు చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. వాస్మ్ గణనపరంగా అధికమైన పనుల కోసం గణనీయమైన పనితీరు మెరుగుదలలను అందించగలదు, ముఖ్యంగా వర్కర్ థ్రెడ్లతో కలిపినప్పుడు. మీరు మీ అప్లికేషన్ యొక్క CPU-అధిక భాగాలను వర్కర్ థ్రెడ్లలో నడుస్తున్న వాస్మ్ మాడ్యూల్స్‌కు ఆఫ్‌లోడ్ చేయవచ్చు.
• సర్వీస్ వర్కర్లు: ప్రధానంగా వెబ్ అప్లికేషన్‌లలో కాషింగ్ మరియు బ్యాక్‌గ్రౌండ్ సింక్రొనైజేషన్ కోసం ఉపయోగించబడతాయి, సర్వీస్ వర్కర్లను సాధారణ-ప్రయోజన నేపథ్య ప్రాసెసింగ్ కోసం కూడా ఉపయోగించవచ్చు. అయితే, ఇవి ప్రధానంగా నెట్‌వర్క్ అభ్యర్థనలు మరియు కాషింగ్‌ను నిర్వహించడానికి రూపొందించబడ్డాయి, గణనపరంగా అధికమైన పనుల కోసం కాదు.
• సందేశ క్యూలు (ఉదా., RabbitMQ, Kafka): పంపిణీ చేయబడిన వ్యవస్థల కోసం, సందేశ క్యూలను పనులను వేరు వేరు ప్రక్రియలు లేదా సర్వర్‌లకు ఆఫ్‌లోడ్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఇది మీ అప్లికేషన్‌ను క్షితిజ సమాంతరంగా స్కేల్ చేయడానికి మరియు పెద్ద పరిమాణంలో పనులను నిర్వహించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఇది మౌలిక సదుపాయాల సెటప్ మరియు నిర్వహణ అవసరమయ్యే మరింత సంక్లిష్టమైన పరిష్కారం.
• సర్వర్‌లెస్ ఫంక్షన్లు (ఉదా., AWS లాంబ్డా, గూగుల్ క్లౌడ్ ఫంక్షన్లు): సర్వర్‌లెస్ ఫంక్షన్లు సర్వర్‌లను నిర్వహించకుండా క్లౌడ్‌లో కోడ్‌ను అమలు చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి. మీరు గణనపరంగా అధికమైన పనులను క్లౌడ్‌కు ఆఫ్‌లోడ్ చేయడానికి మరియు మీ అప్లికేషన్‌ను డిమాండ్‌పై స్కేల్ చేయడానికి సర్వర్‌లెస్ ఫంక్షన్లను ఉపయోగించవచ్చు. ఇది అరుదుగా లేదా గణనీయమైన వనరులు అవసరమయ్యే పనుల కోసం మంచి ఎంపిక.

ముగింపు

జావాస్క్రిప్ట్ మాడ్యూల్ వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్స్ వర్కర్ థ్రెడ్లను నిర్వహించడానికి మరియు సమాంతర అమలును ఉపయోగించుకోవడానికి ఒక శక్తివంతమైన మరియు సమర్థవంతమైన యంత్రాంగాన్ని అందిస్తాయి. ఓవర్‌హెడ్‌ను తగ్గించడం, వనరుల నిర్వహణను మెరుగుపరచడం మరియు టాస్క్ నిర్వహణను సరళీకృతం చేయడం ద్వారా, వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్స్ జావాస్క్రిప్ట్ అప్లికేషన్‌ల పనితీరును మరియు ప్రతిస్పందనను గణనీయంగా పెంచగలవు.

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్‌ను ఉపయోగించాలా వద్దా అని నిర్ణయించేటప్పుడు, ఈ క్రింది కారకాలను పరిగణించండి:

• పనుల సంక్లిష్టత: వర్కర్ థ్రెడ్లు సులభంగా సమాంతరంగా చేయగల CPU-బౌండ్ పనులకు అత్యంత ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి.
• పనుల ఫ్రీక్వెన్సీ: పనులు తరచుగా అమలు చేయబడితే, వర్కర్ థ్రెడ్లను సృష్టించడం మరియు నాశనం చేయడం యొక్క ఓవర్‌హెడ్ గణనీయంగా ఉంటుంది. థ్రెడ్ పూల్ దీనిని తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది.
• వనరుల పరిమితులు: అందుబాటులో ఉన్న CPU కోర్లు మరియు మెమరీని పరిగణించండి. మీ సిస్టమ్ నిర్వహించగలిగిన దానికంటే ఎక్కువ వర్కర్ థ్రెడ్లను సృష్టించవద్దు.
• ప్రత్యామ్నాయ పరిష్కారాలు: అసమకాలిక ప్రోగ్రామింగ్, వెబ్‌అసెంబ్లీ లేదా ఇతర ఏకకాలిక పద్ధతులు మీ నిర్దిష్ట వినియోగ సందర్భానికి మెరుగైన సరిపోతాయో మూల్యాంకనం చేయండి.

వర్కర్ థ్రెడ్ పూల్స్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అమలు వివరాలను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, డెవలపర్లు అధిక-పనితీరు, ప్రతిస్పందించే మరియు స్కేలబుల్ జావాస్క్రిప్ట్ అప్లికేషన్‌లను నిర్మించడానికి వాటిని సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకోవచ్చు.

మీరు కోరుకున్న పనితీరు మెరుగుదలలను సాధిస్తున్నారని నిర్ధారించుకోవడానికి వర్కర్ థ్రెడ్లతో మరియు లేకుండా మీ అప్లికేషన్‌ను పూర్తిగా పరీక్షించి, బెంచ్‌మార్క్ చేయాలని గుర్తుంచుకోండి. సరైన కాన్ఫిగరేషన్ నిర్దిష్ట పనిభారం మరియు హార్డ్‌వేర్ వనరుల ఆధారంగా మారవచ్చు.

SharedArrayBuffer మరియు Atomics (సింక్రొనైజేషన్ కోసం) వంటి అధునాతన పద్ధతులపై మరింత పరిశోధన వర్కర్ థ్రెడ్లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు పనితీరు ఆప్టిమైజేషన్ కోసం ఇంకా ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని అన్‌లాక్ చేయగలదు.