JavaScript Modul Workerlar bilan aloqa: Worker Modul Xabarlarini O'zlashtirish

Zamonaviy veb-ilovalar yuqori unumdorlik va tezkor javob berishni talab qiladi. JavaScriptda bunga erishishning asosiy usullaridan biri bu Web Workerlardan foydalanib, hisoblash jihatdan murakkab vazifalarni fonda bajarish, shu bilan asosiy oqimni foydalanuvchi interfeysi yangilanishlari va o'zaro ta'sirlarni boshqarish uchun bo'shatishdir. Xususan, Modul Workerlar worker kodini tuzishning kuchli va tartibli usulini taqdim etadi. Ushbu maqolada JavaScript Modul Workerlari o'rtasidagi aloqaning nozikliklari, xususan, asosiy oqim va worker oqimlari o'rtasidagi o'zaro ta'sirning asosiy mexanizmi bo'lgan worker modul xabarlariga e'tibor qaratilgan.

Modul Workerlar nima?

Veb Workerlar sizga JavaScript kodini asosiy oqimdan mustaqil ravishda fonda ishga tushirishga imkon beradi. Bu, ayniqsa, murakkab hisob-kitoblar, ma'lumotlarni qayta ishlash yoki tarmoq so'rovlari bilan ishlaganda, foydalanuvchi interfeysining qotib qolishini oldini olish va silliq foydalanuvchi tajribasini saqlab qolish uchun juda muhimdir. Modul Workerlar an'anaviy Veb Workerlarning imkoniyatlarini kengaytirib, worker kontekstida ES modullaridan foydalanishga imkon beradi. Bu bir qator afzalliklarni beradi:

• Kodning yaxshilangan tashkil etilishi: ES modullari modullikni targ'ib qiladi, bu sizning worker kodingizni boshqarish, saqlash va qayta ishlatishni osonlashtiradi.
• Bog'liqliklarni boshqarish: Siz standart ES modul sintaksisi (import va export) yordamida bog'liqliklarni osongina import qilishingiz va boshqarishingiz mumkin.
• Koddan qayta foydalanish imkoniyati: ES modullari yordamida asosiy oqimingiz va worker oqimlaringiz o'rtasida kodni baham ko'ring, kod takrorlanishini kamaytiring.
• Zamonaviy sintaksis: Workeringiz ichida eng so'nggi JavaScript xususiyatlaridan foydalaning, chunki ES modullari keng qo'llab-quvvatlanadi.

Modul Workerni sozlash

Modul Worker yaratish an'anaviy Veb Worker yaratishga o'xshaydi, lekin muhim farq bilan: worker nusxasini yaratishda siz type: 'module' opsiyasini belgilaysiz.

Misol: (main.js)

            const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });

            

              
                Copy
              
            
          

Bu brauzerga worker.js ni ES moduli sifatida ko'rib chiqishni aytadi. worker.js fayli worker oqimida bajariladigan kodni o'z ichiga oladi.

Misol: (worker.js)

            // worker.js
import { someFunction } from './module.js';

self.onmessage = (event) => {
  const data = event.data;
  const result = someFunction(data);
  self.postMessage(result);
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda worker boshqa moduldan (module.js) someFunction funksiyasini import qiladi va uni asosiy oqimdan olingan ma'lumotlarni qayta ishlash uchun ishlatadi. Keyin natija asosiy oqimga qaytarib yuboriladi.

Worker Modul Xabarlari: Asoslar

Worker Modul Xabarlari postMessage() API-ga asoslangan bo'lib, u sizga asosiy oqim va worker oqimi o'rtasida ma'lumotlarni yuborish imkonini beradi. Ma'lumotlar oqimlar o'rtasida uzatilganda seriyalanadi va deseriyalanadi, ya'ni asl obyekt nusxalanadi. Bu bir oqimda kiritilgan o'zgarishlar boshqa oqimga bevosita ta'sir qilmasligini ta'minlaydi. Asosiy usullar quyidagilardir:

• worker.postMessage(message, transfer) (Asosiy oqim): Worker oqimiga xabar yuboradi. message argumenti tuzilgan klonlash algoritmi tomonidan seriyalanishi mumkin bo'lgan har qanday JavaScript obyekti bo'lishi mumkin. Ixtiyoriy transfer argumenti Transferable obyektlar massividir (keyinroq muhokama qilinadi).
• worker.onmessage = (event) => { ... } (Asosiy oqim): Asosiy oqim worker oqimidan xabar olganda ishga tushadigan hodisa tinglovchisi. event.data xususiyati xabar ma'lumotlarini o'z ichiga oladi.
• self.postMessage(message, transfer) (Worker oqimi): Asosiy oqimga xabar yuboradi. message argumenti yuboriladigan ma'lumotlar, transfer argumenti esa ixtiyoriy Transferable obyektlar massividir. self workerning global doirasiga ishora qiladi.
• self.onmessage = (event) => { ... } (Worker oqimi): Worker oqimi asosiy oqimdan xabar olganda ishga tushadigan hodisa tinglovchisi. event.data xususiyati xabar ma'lumotlarini o'z ichiga oladi.

Oddiy xabarlashuv misoli

Keling, worker modul xabarlarini oddiy misol bilan ko'rib chiqaylik, bunda asosiy oqim workerga son yuboradi va worker sonning kvadratini hisoblab, uni asosiy oqimga qaytaradi.

Misol: (main.js)

            const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });

worker.onmessage = (event) => {
  const result = event.data;
  console.log('Workerdan kelgan natija:', result);
};

worker.postMessage(5);

            

              
                Copy
              
            
          

Misol: (worker.js)

            self.onmessage = (event) => {
  const number = event.data;
  const square = number * number;
  self.postMessage(square);
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda asosiy oqim worker yaratadi va workerdan keladigan xabarlarni qayta ishlash uchun onmessage tinglovchisini biriktiradi. Keyin u worker.postMessage(5) yordamida workerga 5 sonini yuboradi. Worker sonni qabul qiladi, uning kvadratini hisoblaydi va self.postMessage(square) yordamida natijani asosiy oqimga qaytaradi. Keyin asosiy oqim natijani konsolga chiqaradi.

Ilg'or xabarlashuv usullari

Oddiy xabarlashuvdan tashqari, unumdorlik va moslashuvchanlikni yaxshilaydigan bir nechta ilg'or usullar mavjud:

O'tkaziladigan obyektlar (Transferable Objects)

postMessage() tomonidan ishlatiladigan tuzilgan klonlash algoritmi yuborilayotgan ma'lumotlarning nusxasini yaratadi. Bu katta obyektlar uchun samarasiz bo'lishi mumkin. O'tkaziladigan obyektlar ma'lumotlarni nusxalamasdan, asosiy xotira buferiga egalik huquqini bir oqimdan boshqasiga o'tkazish usulini taklif qiladi. Bu katta massivlar yoki boshqa xotira talab qiladigan ma'lumotlar tuzilmalari bilan ishlaganda unumdorlikni sezilarli darajada oshirishi mumkin.

O'tkaziladigan obyektlarga misollar:

• ArrayBuffer
• MessagePort
• ImageBitmap
• OffscreenCanvas

Obyektni o'tkazish uchun uni postMessage() usulining transfer argumentiga kiritasiz.

Misol: (main.js)

            const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });

worker.onmessage = (event) => {
  const arrayBuffer = event.data;
  const uint8Array = new Uint8Array(arrayBuffer);
  console.log('Workerdan qabul qilingan ArrayBuffer:', uint8Array);
};

const arrayBuffer = new ArrayBuffer(1024);
const uint8Array = new Uint8Array(arrayBuffer);

for (let i = 0; i < uint8Array.length; i++) {
  uint8Array[i] = i;
}

worker.postMessage(arrayBuffer, [arrayBuffer]); // Mulkchilikni o'tkazish

            

              
                Copy
              
            
          

Misol: (worker.js)

            self.onmessage = (event) => {
  const arrayBuffer = event.data;
  const uint8Array = new Uint8Array(arrayBuffer);

  for (let i = 0; i < uint8Array.length; i++) {
    uint8Array[i] *= 2; // Massivni o'zgartirish
  }

  self.postMessage(arrayBuffer, [arrayBuffer]); // Orqaga o'tkazish
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda asosiy oqim ArrayBuffer yaratadi va uni ma'lumotlar bilan to'ldiradi. Keyin u worker.postMessage(arrayBuffer, [arrayBuffer]) yordamida ArrayBufferga egalik huquqini workerga o'tkazadi. O'tkazilgandan so'ng, asosiy oqimdagi ArrayBufferga endi kirish mumkin bo'lmaydi (u uzilgan hisoblanadi). Worker ArrayBufferni qabul qiladi, uning tarkibini o'zgartiradi va uni asosiy oqimga qaytaradi. Keyin asosiy oqim o'zgartirilgan ArrayBufferga kirishi mumkin. Bu ma'lumotlarni nusxalash xarajatlarini oldini oladi, natijada, ayniqsa katta massivlar uchun sezilarli unumdorlik o'sishiga olib keladi.

SharedArrayBuffer

O'tkaziladigan obyektlar egalik huquqini o'tkazsa, SharedArrayBuffer bir nechta oqimlarga (shu jumladan asosiy oqim va worker oqimlari) *bir xil* xotira joyiga kirishga imkon beradi. Bu to'g'ridan-to'g'ri umumiy xotira aloqasi uchun mexanizmni ta'minlaydi, ammo bu poyga sharoitlari (race conditions) va ma'lumotlarning buzilishini oldini olish uchun ehtiyotkorlik bilan sinxronizatsiya qilishni talab qiladi. SharedArrayBuffer odatda Atomics operatsiyalari bilan birgalikda ishlatiladi, ular umumiy xotira joylarida atomik o'qish, yozish va yangilash operatsiyalarini ta'minlaydi.

Muhim eslatma: SharedArrayBufferdan foydalanish Spectre va Meltdown xavfsizlik zaifliklarini yumshatish uchun maxsus HTTP sarlavhalarini (Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin va Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp) o'rnatishni talab qiladi. Ushbu sarlavhalar Cross-Origin Isolation (turli manbalardan izolyatsiyalash)ni yoqadi.

Misol: (main.js - Cross-Origin Isolation talab qilinadi)

            const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });

worker.onmessage = (event) => {
  console.log('Workerdan qabul qilindi:', event.data);
};

const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * 10);
const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);

sharedArray[0] = 100;

worker.postMessage(sharedBuffer);

            

              
                Copy
              
            
          

Misol: (worker.js - Cross-Origin Isolation talab qilinadi)

            self.onmessage = (event) => {
  const sharedBuffer = event.data;
  const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);

  // Birinchi elementga 50 ni atomik tarzda qo'shish
  Atomics.add(sharedArray, 0, 50);

  self.postMessage(sharedArray[0]);
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda asosiy oqim SharedArrayBuffer yaratadi va uning birinchi elementini 100 ga tenglashtiradi. Keyin u SharedArrayBufferni workerga yuboradi. Worker SharedArrayBufferni qabul qiladi va Atomics.add() yordamida birinchi elementga atomik tarzda 50 ni qo'shadi. So'ngra worker birinchi elementning qiymatini asosiy oqimga qaytaradi. Ikkala oqim ham *bir xil* xotira joyiga kirib, uni o'zgartirmoqda. To'g'ri sinxronizatsiyasiz (Atomicsdan foydalanish kabi), bu ma'lumotlar nomuvofiq ravishda qayta yoziladigan poyga sharoitlariga olib kelishi mumkin.

Xabar Kanallari (MessagePort va MessageChannel)

Xabar Kanallari ikki ijro konteksti (masalan, asosiy oqim va worker oqimi) o'rtasida maxsus, ikki tomonlama aloqa kanalini ta'minlaydi. MessageChannel ikkita MessagePort obyektiga ega, har bir kanalning oxirgi nuqtasi uchun bittadan. Siz MessagePort obyektlaridan birini worker oqimiga o'tkazishingiz mumkin, bu ikki port o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilish imkonini beradi.

Misol: (main.js)

            const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });

const channel = new MessageChannel();
const port1 = channel.port1;
const port2 = channel.port2;

port1.onmessage = (event) => {
  console.log('Workerdan MessageChannel orqali qabul qilindi:', event.data);
};

worker.postMessage(port2, [port2]); // port2 ni workerga o'tkazish

port1.postMessage('Asosiy oqimdan salom!');

            

              
                Copy
              
            
          

Misol: (worker.js)

            self.onmessage = (event) => {
  const port = event.data;

  port.onmessage = (event) => {
    console.log('Asosiy oqimdan MessageChannel orqali qabul qilindi:', event.data);
  };

  port.postMessage('Workerdan salom!');
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda asosiy oqim MessageChannel yaratadi va uning ikkita portini oladi. U port1ga onmessage tinglovchisini biriktiradi va port2 ni workerga o'tkazadi. Worker port2 ni qabul qiladi va o'zining onmessage tinglovchisini biriktiradi. Endi asosiy oqim va worker oqimi global self.onmessage va worker.onmessage hodisa ishlovchilaridan foydalanmasdan, xabar kanali yordamida bir-biri bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qila oladi.

Workerlarda xatoliklarni qayta ishlash

Workerlarda xatoliklarni qayta ishlash mustahkam ilovalar yaratish uchun juda muhimdir. Worker oqimi ichida yuzaga kelgan xatolar avtomatik ravishda asosiy oqimga tarqalmaydi. Siz worker ichidagi xatoliklarni aniq qayta ishlashingiz va ularni asosiy oqimga qaytarishingiz kerak.

Misol: (worker.js)

            self.onmessage = (event) => {
  try {
    const data = event.data;
    // Xatolikni simulyatsiya qilish
    if (data === 'error') {
      throw new Error('Workerdagi simulyatsiya qilingan xatolik');
    }

    const result = data * 2;
    self.postMessage(result);
  } catch (error) {
    self.postMessage({ error: error.message });
  }
};

            

              
                Copy
              
            
          

Misol: (main.js)

            const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });

worker.onmessage = (event) => {
  if (event.data.error) {
    console.error('Workerdagi xatolik:', event.data.error);
  } else {
    console.log('Workerdan kelgan natija:', event.data);
  }
};

worker.postMessage(10);
worker.postMessage('error'); // Workerdagi xatolikni ishga tushirish

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda worker o'z kodini potentsial xatoliklarni qayta ishlash uchun try...catch blokiga o'raydi. Agar xato yuzaga kelsa, u xato xabarini o'z ichiga olgan obyektni asosiy oqimga qaytaradi. Asosiy oqim qabul qilingan xabardagi error xususiyatini tekshiradi va agar u mavjud bo'lsa, xato xabarini konsolga chiqaradi. Bu yondashuv worker ichida yuzaga keladigan xatoliklarni oqilona qayta ishlashga va ularning ilovangizni ishdan chiqarishining oldini olishga imkon beradi.

Worker Modul Xabarlari uchun eng yaxshi amaliyotlar

• Ma'lumotlar uzatishni minimallashtiring: Workerga faqat mutlaqo zarur bo'lgan ma'lumotlarni yuboring. Iloji bo'lsa, katta va murakkab obyektlarni yuborishdan saqlaning.
• O'tkaziladigan obyektlardan foydalaning: ArrayBuffer kabi katta ma'lumotlar tuzilmalari uchun keraksiz nusxalashdan qochish uchun O'tkaziladigan obyektlardan foydalaning.
• Xatoliklarni qayta ishlashni joriy qiling: Har doim workeringiz ichidagi xatoliklarni qayta ishlang va ularni asosiy oqimga qaytaring.
• Workerlarni fokuslangan holda saqlang: Workerlaringizni aniq, yaxshi belgilangan vazifalarni bajarish uchun loyihalashtiring. Bu kodingizni tushunish, sinovdan o'tkazish va saqlashni osonlashtiradi.
• Kodingizni profiling qiling: Kodingizni profiling qilish va unumdorlikdagi to'siqlarni aniqlash uchun brauzer ishlab chiquvchi vositalaridan foydalaning. Workerlar har doim ham unumdorlikni oshirmasligi mumkin, shuning uchun ulardan foydalanish ta'sirini o'lchash muhim.
• Qo'shimcha xarajatlarni hisobga oling: Workerlarni yaratish va yo'q qilishda ma'lum bir qo'shimcha xarajat mavjud. Juda qisqa vazifalar uchun workerdan foydalanishning qo'shimcha xarajati ishni fon oqimiga o'tkazish afzalliklaridan oshib ketishi mumkin.
• Worker hayotiy siklini boshqaring: Resurslarni bo'shatish uchun endi kerak bo'lmaganda workerlarni worker.terminate() yordamida to'xtatganingizga ishonch hosil qiling.
• Vazifalar navbatidan foydalaning (murakkab ish yuklari uchun): Murakkab ish yuklari uchun workeringizda vazifalar navbatini joriy qilishni o'ylab ko'ring. Keyin asosiy oqim workerga vazifalarni navbatga qo'yishi mumkin, va worker ularni ketma-ket qayta ishlaydi. Bu bir vaqtda ishlashni boshqarishga va worker oqimini ortiqcha yuklashdan saqlanishga yordam beradi.

Haqiqiy dunyodagi qo'llash holatlari

Worker Modul Xabarlari keng ko'lamli ilovalar uchun kuchli usuldir. Mana bir nechta umumiy qo'llash holatlari:

• Tasvirlarni qayta ishlash: Tasvir o'lchamini o'zgartirish, filtrlash va boshqa hisoblash jihatdan murakkab tasvirlarni qayta ishlash vazifalarini fonda bajaring. Masalan, foydalanuvchilarga fotosuratlarni tahrirlash imkonini beruvchi veb-ilova asosiy oqimni bloklamasdan filtrlar va effektlarni qo'llash uchun workerlardan foydalanishi mumkin.
• Ma'lumotlar tahlili va vizualizatsiyasi: Katta ma'lumotlar to'plamlarini tahlil qiling va fonda vizualizatsiyalar yarating. Masalan, moliyaviy boshqaruv paneli fond bozori ma'lumotlarini qayta ishlash va foydalanuvchi interfeysining sezgirligiga ta'sir qilmasdan grafiklar yaratish uchun workerlardan foydalanishi mumkin.
• Kriptografiya: Shifrlash va deshifrlash operatsiyalarini fonda bajaring. Masalan, xavfsiz xabar almashish ilovasi foydalanuvchi interfeysini sekinlashtirmasdan xabarlarni shifrlash va deshifrlash uchun workerlardan foydalanishi mumkin.
• O'yin ishlab chiqish: O'yin mantig'i, fizika hisob-kitoblari va sun'iy intellektni qayta ishlashni worker oqimlariga yuklang. Masalan, o'yin kadrlar tezligiga ta'sir qilmasdan o'yinchi bo'lmagan qahramonlarning (NPC) harakati va xatti-harakatlarini boshqarish uchun workerlardan foydalanishi mumkin.
• Kod transpilyatsiyasi va paketlash (masalan, brauzerda Webpack): Mijoz tomonida resurs talab qiladigan kod o'zgartirishlarini amalga oshirish uchun workerlardan foydalaning.
• Audioni qayta ishlash: Audio ma'lumotlarini fonda qayta ishlang va o'zgartiring. Masalan, musiqa tahrirlash ilovasi kechikish yoki to'xtalishlarga olib kelmasdan audio effektlari va filtrlarini qo'llash uchun workerlardan foydalanishi mumkin.
• Ilmiy simulyatsiyalar: Murakkab ilmiy simulyatsiyalarni fonda ishga tushiring. Masalan, ob-havo bashorati ilovasi ob-havo naqshlarini simulyatsiya qilish va bashoratlar yaratish uchun workerlardan foydalanishi mumkin.

Xulosa

JavaScript Modul Workerlari va Worker Modul Xabarlari veb-ilovalarning unumdorligi va sezgirligini oshirib, hisoblash jihatdan murakkab vazifalarni fonda bajarishning kuchli va samarali usulini ta'minlaydi. Worker modul xabarlarining asoslarini tushunish, O'tkaziladigan obyektlar va SharedArrayBuffer kabi ilg'or usullardan (tegishli manbalararo izolyatsiya bilan) foydalanish va eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilish orqali siz silliq va yoqimli foydalanuvchi tajribasini ta'minlaydigan mustahkam va kengaytiriladigan ilovalar yaratishingiz mumkin. Veb-ilovalar tobora murakkablashib borar ekan, Veb Workerlar va Modul Workerlardan foydalanishning ahamiyati ortib boraveradi. Workerlardan foydalanishda yuzaga keladigan kelishuvlar va qo'shimcha xarajatlarni diqqat bilan ko'rib chiqishni va ularning haqiqatan ham unumdorlikni oshirayotganiga ishonch hosil qilish uchun kodingizni profiling qilishni unutmang. Muvaffaqiyatli worker tatbiqining kaliti puxta o'ylangan dizayn, ehtiyotkorlik bilan rejalashtirish va asosiy texnologiyalarni chuqur tushunishda yotadi.