JavaScript'ning bir vaqtda ishlaydigan iteratorlari: zamonaviy ilovalar uchun parallel ishlov berish imkoniyatlarini ochish

Zamonaviy JavaScript ilovalari ko'pincha katta hajmdagi ma'lumotlar yoki hisoblash talab qiladigan vazifalar bilan ishlashda unumdorlik muammolariga duch keladi. Bir oqimli ijro sekin foydalanuvchi tajribasiga va miqyoslashning pasayishiga olib kelishi mumkin. Bir vaqtda ishlaydigan iteratorlar JavaScript muhitida parallel ishlov berish imkonini berib, kuchli yechim taklif qiladi, bu esa dasturchilarga ish yukini bir nechta asinxron operatsiyalar bo'ylab taqsimlash va ilova unumdorligini sezilarli darajada oshirishga imkon beradi.

Bir Vaqtda Ishlaydigan Iteratsiyaga Bo'lgan Ehtiyojni Tushunish

JavaScript'ning bir oqimli tabiati an'anaviy ravishda uning haqiqiy parallel ishlov berish qobiliyatini cheklab kelgan. Veb Ishchilar (Web Workers) alohida ijro kontekstini taqdim etsa-da, ular aloqa va ma'lumotlar almashishda murakkabliklarni keltirib chiqaradi. Promislar (Promises) va async/await yordamida ishlaydigan asinxron operatsiyalar parallelizmni boshqarishning qulayroq usulini taklif qiladi, ammo katta hajmdagi ma'lumotlar to'plamini iteratsiya qilish va har bir elementda asinxron operatsiyalarni ketma-ket bajarish hali ham sekin bo'lishi mumkin.

Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiyaning bebaho bo'lishi mumkin bo'lgan quyidagi stsenariylarni ko'rib chiqing:

• Tasvirlarni qayta ishlash: Katta tasvirlar to'plamiga filtrlar yoki o'zgartirishlarni qo'llash. Bu jarayonni parallellashtirish, ayniqsa, hisoblash talab qiladigan filtrlar uchun qayta ishlash vaqtini keskin qisqartirishi mumkin.
• Ma'lumotlar tahlili: Trendlar yoki naqshlarni aniqlash uchun katta ma'lumotlar to'plamini tahlil qilish. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya umumiy statistikalarni hisoblash yoki mashinaviy o'rganish algoritmlarini qo'llashni tezlashtirishi mumkin.
• API so'rovlari: Bir nechta API'lardan ma'lumotlarni olish va natijalarni jamlash. Ushbu so'rovlarni bir vaqtda bajarish kechikishni minimallashtirishi va javob qaytarish qobiliyatini yaxshilashi mumkin. Turli mintaqalarda aniq konvertatsiyani ta'minlash uchun bir nechta provayderlardan valyuta kurslarini bir vaqtda olishni tasavvur qiling (masalan, USD'dan EUR, JPY, GBP'ga bir vaqtda).
• Fayllarni qayta ishlash: Jurnal fayllari yoki ma'lumotlar to'plamlari kabi katta fayllarni o'qish va qayta ishlash. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya fayl tarkibini tahlil qilish va qayta ishlashni tezlashtirishi mumkin. Bir nechta serverlardagi g'ayrioddiy faoliyat naqshlarini aniqlash uchun server jurnallarini bir vaqtda qayta ishlashni ko'rib chiqing.

Bir Vaqtda Ishlaydigan Iteratorlar Nima?

Bir vaqtda ishlaydigan iteratorlar — bu parallelizmga erishish uchun asinxron operatsiyalardan foydalangan holda iteratsiya qilinadigan ob'ektning (masalan, massiv, Map yoki Set) elementlarini bir vaqtda qayta ishlash uchun mo'ljallangan naqshdir. Ular quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Iteratsiya qilinadigan ob'ekt: Siz iteratsiya qilmoqchi bo'lgan ma'lumotlar strukturasi.
• Asinxron operatsiya: Iteratsiya qilinadigan ob'ektning har bir elementida ma'lum bir vazifani bajaradigan va Promis (Promise) qaytaradigan funksiya.
• Parallelizmni boshqarish: Tizimni ortiqcha yuklamaslik uchun bir vaqtda bajariladigan asinxron operatsiyalar sonini cheklash mexanizmi. Bu resurslarni boshqarish va unumdorlikning pasayishini oldini olish uchun juda muhim.
• Natijalarni jamlash: Asinxron operatsiyalar natijalarini to'plash va qayta ishlash.

JavaScript'da Bir Vaqtda Ishlaydigan Iteratorlarni Amalga Oshirish

Quyida JavaScript'da bir vaqtda ishlaydigan iteratorlarni amalga oshirish bo'yicha kod namunalari bilan birga bosqichma-bosqich qo'llanma keltirilgan:

1. Asinxron operatsiya

Birinchi navbatda, iteratsiya qilinadigan ob'ektning har bir elementida bajarmoqchi bo'lgan asinxron operatsiyani aniqlang. Bu funksiya Promis (Promise) qaytarishi kerak.

            
async function processItem(item) {
  // Simulate an asynchronous operation
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, Math.random() * 1000));
  return `Processed: ${item}`;  // Return the processed item
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Semafor yordamida parallelizmni boshqarish

Semafor — bu bir vaqtda bajariladigan operatsiyalar sonini cheklovchi klassik parallelizmni boshqarish mexanizmi. Keling, oddiy semafor sinfini yaratamiz:

            
class Semaphore {
  constructor(maxConcurrent) {
    this.maxConcurrent = maxConcurrent;
    this.current = 0;
    this.queue = [];
  }

  async acquire() {
    if (this.current < this.maxConcurrent) {
      this.current++;
      return;
    }

    return new Promise(resolve => this.queue.push(resolve));
  }

  release() {
    this.current--;
    if (this.queue.length > 0) {
      const resolve = this.queue.shift();
      resolve();
      this.current++;
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Bir vaqtda ishlaydigan iterator funksiyasi

Endi, parallelizm darajasini boshqarish uchun semafordan foydalangan holda iteratsiya qilinadigan ob'ektni bir vaqtda iteratsiya qiladigan asosiy funksiyani yaratamiz:

            
async function concurrentIterator(iterable, operation, maxConcurrent) {
  const semaphore = new Semaphore(maxConcurrent);
  const results = [];
  const errors = [];

  await Promise.all(
    Array.from(iterable).map(async (item, index) => {
      await semaphore.acquire();
      try {
        const result = await operation(item, index);
        results[index] = result;  // Store results in the correct order
      } catch (error) {
        console.error(`Error processing item ${index}:`, error);
        errors[index] = error;
      } finally {
        semaphore.release();
      }
    })
  );

  return { results, errors };
}

            

              
                Copy
              
            
          

4. Foydalanish misoli

Quyida concurrentIterator funksiyasidan qanday foydalanish mumkinligi ko'rsatilgan:

            
const data = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];
const maxConcurrency = 3; // Adjust this value based on your resources

async function main() {
  const { results, errors } = await concurrentIterator(data, processItem, maxConcurrency);
  console.log("Results:", results);
  if (errors.length > 0) {
    console.error("Errors:", errors);
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Kodning izohi

• processItem: Bu elementni qayta ishlashni simulyatsiya qiluvchi asinxron operatsiya. U tasodifiy vaqt davomida (1 soniyagacha) kutadi va keyin elementning qayta ishlanganligini bildiruvchi satr qaytaradi.
• Semaphore: Bu sinf bir vaqtda bajariladigan operatsiyalar sonini boshqaradi. acquire metodi bo'sh joy paydo bo'lguncha kutadi va release metodi operatsiya tugagach, bo'sh joyni ozod qiladi.
• concurrentIterator: Bu funksiya iteratsiya qilinadigan ob'ektni, asinxron operatsiyani va maksimal parallelizm darajasini kirish sifatida qabul qiladi. U bir vaqtda bajariladigan operatsiyalar sonini cheklash uchun semafordan foydalanadi va natijalar massivini qaytaradi. Shuningdek, u qayta ishlash jarayonida yuzaga keladigan har qanday xatolarni ham qayd etadi.
• main: Bu funksiya concurrentIterator funksiyasidan qanday foydalanishni ko'rsatadi. U ma'lumotlar massivini aniqlaydi, maksimal parallelizm darajasini belgilaydi va keyin ma'lumotlarni bir vaqtda qayta ishlash uchun concurrentIteratorni chaqiradi.

Bir Vaqtda Ishlaydigan Iteratorlardan Foydalanishning Afzalliklari

• Yaxshilangan unumdorlik: Elementlarni bir vaqtda qayta ishlash orqali siz umumiy qayta ishlash vaqtini sezilarli darajada qisqartirishingiz mumkin, ayniqsa, katta hajmdagi ma'lumotlar va hisoblash talab qiladigan vazifalar uchun.
• Yaxshilangan javob qaytarish qobiliyati: Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya asosiy oqimning bloklanishini oldini oladi, natijada foydalanuvchi interfeysi yanada sezgir bo'ladi.
• Miqyoslash imkoniyati: Bir vaqtda ishlaydigan iteratorlar ilovalaringizning miqyoslanishini yaxshilashi mumkin, bu ularga bir vaqtda ko'proq so'rovlarni bajarish imkonini beradi.
• Resurslarni boshqarish: Semafor mexanizmi parallelizm darajasini boshqarishga yordam beradi, tizimning ortiqcha yuklanishini oldini oladi va resurslardan samarali foydalanishni ta'minlaydi.

E'tiborga Olinadigan Jihatlar va Eng Yaxshi Amaliyotlar

• Parallelizm darajasi: To'g'ri parallelizm darajasini tanlash juda muhim. Juda past bo'lsa, parallelizmdan to'liq foydalana olmaysiz. Juda yuqori bo'lsa, tizimni ortiqcha yuklashingiz va kontekstni almashtirish va resurslar uchun raqobat tufayli unumdorlikning pasayishiga duch kelishingiz mumkin. O'zingizning aniq ish yukingiz va apparat ta'minotingiz uchun optimal qiymatni topish uchun tajriba o'tkazing. Protsessor yadrolari, tarmoq o'tkazuvchanligi va xotira mavjudligi kabi omillarni hisobga oling.
• Xatoliklarni qayta ishlash: Asinxron operatsiyalardagi nosozliklarni muvaffaqiyatli bartaraf etish uchun mustahkam xatoliklarni qayta ishlash tizimini joriy qiling. Misol kodi asosiy xatoliklarni qayta ishlashni o'z ichiga oladi, lekin siz qayta urinishlar yoki "circuit breakers" kabi murakkabroq xatoliklarni qayta ishlash strategiyalarini amalga oshirishingiz kerak bo'lishi mumkin.
• Ma'lumotlarga bog'liqlik: Asinxron operatsiyalarning bir-biridan mustaqil ekanligiga ishonch hosil qiling. Agar operatsiyalar o'rtasida bog'liqliklar mavjud bo'lsa, operatsiyalarning to'g'ri tartibda bajarilishini ta'minlash uchun sinxronizatsiya mexanizmlaridan foydalanishingiz kerak bo'lishi mumkin.
• Resurs iste'moli: Potentsial muammolarni aniqlash uchun ilovangizning resurs iste'molini kuzatib boring. Bir vaqtda ishlaydigan iteratorlaringizning unumdorligini tahlil qilish va optimallashtirish uchun joylarni aniqlash uchun profil vositalaridan foydalaning.
• Idempotentlik: Agar operatsiyangiz tashqi API'larni chaqirayotgan bo'lsa, uning xavfsiz tarzda qayta urinish mumkinligi uchun idempotent ekanligiga ishonch hosil qiling. Bu, u necha marta bajarilishidan qat'i nazar, bir xil natija berishi kerakligini anglatadi.
• Kontekstni almashtirish: JavaScript bir oqimli bo'lsa-da, uning asosidagi ishchi muhit (Node.js yoki brauzer) operatsion tizim tomonidan boshqariladigan asinxron I/O operatsiyalaridan foydalanadi. Asinxron operatsiyalar o'rtasida haddan tashqari ko'p kontekst almashtirish hali ham unumdorlikka ta'sir qilishi mumkin. Parallelizm va kontekstni almashtirish xarajatlarini minimallashtirish o'rtasidagi muvozanatga intiling.

Bir Vaqtda Ishlaydigan Iteratorlarga Alternativalar

Bir vaqtda ishlaydigan iteratorlar JavaScript'da parallel ishlov berish uchun moslashuvchan va kuchli yondashuvni taqdim etsa-da, siz bilishingiz kerak bo'lgan muqobil yondashuvlar mavjud:

• Veb Ishchilar (Web Workers): Veb Ishchilar sizga JavaScript kodini alohida oqimda bajarishga imkon beradi. Bu asosiy oqimni bloklamasdan hisoblash talab qiladigan vazifalarni bajarish uchun foydali bo'lishi mumkin. Biroq, Veb Ishchilarning asosiy oqim bilan aloqa va ma'lumotlar almashish bo'yicha cheklovlari mavjud. Ishchilar va asosiy oqim o'rtasida katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatish qimmatga tushishi mumkin.
• Klasterlar (Node.js): Node.js'da siz bir xil server portini bo'lishadigan bir nechta jarayonlarni yaratish uchun cluster modulidan foydalanishingiz mumkin. Bu sizga bir nechta protsessor yadrolaridan foydalanish va ilovangizning miqyoslanishini yaxshilash imkonini beradi. Biroq, bir nechta jarayonlarni boshqarish bir vaqtda ishlaydigan iteratorlardan foydalanishdan ko'ra murakkabroq bo'lishi mumkin.
• Kutubxonalar: Bir nechta JavaScript kutubxonalari, masalan, RxJS, Lodash va Async.js, parallel ishlov berish uchun yordamchi dasturlarni taqdim etadi. Bu kutubxonalar bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya va boshqa parallel ishlov berish naqshlarini amalga oshirishni soddalashtirishi mumkin.
• Serversiz Funksiyalar (masalan, AWS Lambda, Google Cloud Functions, Azure Functions): Hisoblash talab qiladigan vazifalarni parallel ravishda bajarilishi mumkin bo'lgan serversiz funksiyalarga yuklang. Bu sizga talabga qarab qayta ishlash quvvatingizni dinamik ravishda o'lchash va serverlarni boshqarish xarajatlaridan qochish imkonini beradi.

Ilg'or Texnikalar

Qayta Bosim (Backpressure)

Ma'lumotlar ishlab chiqarish tezligi ma'lumotlar iste'moli tezligidan yuqori bo'lgan stsenariylarda, qayta bosim tizimning ortiqcha yuklanishini oldini olish uchun juda muhim texnikadir. Qayta bosim iste'molchiga ishlab chiqaruvchiga ma'lumotlar chiqarish tezligini sekinlashtirish uchun signal berish imkonini beradi. Buni quyidagi texnikalar yordamida amalga oshirish mumkin:

• Tezlikni cheklash: Vaqt birligi ichida tashqi API'ga yuboriladigan so'rovlar sonini cheklash.
• Buferlash: Kiruvchi ma'lumotlarni qayta ishlanmaguncha buferda saqlash. Biroq, xotira muammolariga duch kelmaslik uchun bufer hajmini hisobga oling.
• Tashlab yuborish: Agar tizim ortiqcha yuklangan bo'lsa, kiruvchi ma'lumotlarni tashlab yuborish. Bu oxirgi chora, lekin tizimning ishdan chiqishini oldini olish uchun zarur bo'lishi mumkin.
• Signallar: Ishlab chiqaruvchi va iste'molchi o'rtasida aloqa o'rnatish va ma'lumotlar oqimini muvofiqlashtirish uchun signallardan (masalan, hodisalar yoki qayta chaqiruvlar) foydalanish.

Bekor Qilish (Cancellation)

Ba'zi hollarda, siz davom etayotgan asinxron operatsiyani bekor qilishingiz kerak bo'lishi mumkin. Masalan, agar foydalanuvchi so'rovni bekor qilsa, keraksiz qayta ishlashni oldini olish uchun tegishli asinxron operatsiyani bekor qilishni xohlashingiz mumkin. Bekor qilishni quyidagi texnikalar yordamida amalga oshirish mumkin:

• AbortController (Fetch API): AbortController interfeysi sizga fetch so'rovlarini bekor qilish imkonini beradi.
• Bekor qilish tokenlari: Asinxron operatsiyalarga ularni bekor qilish kerakligi haqida signal berish uchun bekor qilish tokenlaridan foydalanish.
• Bekor qilishni qo'llab-quvvatlaydigan Promislar: Ba'zi Promis kutubxonalari bekor qilish uchun o'rnatilgan yordamni taqdim etadi.

Haqiqiy Hayotdan Misollar

• Elektron tijorat platformasi: Foydalanuvchining ko'rish tarixi asosida mahsulot tavsiyalarini yaratish. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya bir nechta manbalardan (masalan, mahsulotlar katalogi, foydalanuvchi profili, o'tgan xaridlar) ma'lumotlarni olish va tavsiyalarni parallel ravishda hisoblash uchun ishlatilishi mumkin.
• Ijtimoiy media tahlili: Trenddagi mavzularni aniqlash uchun ijtimoiy media tasmalarini tahlil qilish. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya bir nechta ijtimoiy media platformalaridan ma'lumotlarni olish va ma'lumotlarni parallel ravishda tahlil qilish uchun ishlatilishi mumkin. Mashinaviy tarjimadan foydalanib turli tillardagi postlarni olish va kayfiyatni bir vaqtda tahlil qilishni ko'rib chiqing.
• Moliyaviy modellashtirish: Xavfni baholash uchun moliyaviy stsenariylarni simulyatsiya qilish. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya bir nechta simulyatsiyalarni parallel ravishda ishga tushirish va natijalarni jamlash uchun ishlatilishi mumkin.
• Ilmiy hisoblashlar: Ilmiy tadqiqotlarda simulyatsiyalar yoki ma'lumotlar tahlilini bajarish. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya katta ma'lumotlar to'plamlarini qayta ishlash va murakkab simulyatsiyalarni parallel ravishda ishga tushirish uchun ishlatilishi mumkin.
• Kontent yetkazib berish tarmog'i (CDN): Keshni va yetkazib berishni optimallashtirish uchun kontentga kirish naqshlarini aniqlash maqsadida jurnal fayllarini qayta ishlash. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya bir nechta serverlardagi katta fayllarni parallel ravishda tahlil qilishga imkon berib, tahlilni tezlashtirishi mumkin.

Xulosa

Bir vaqtda ishlaydigan iteratorlar JavaScript'da parallel ishlov berish uchun kuchli va moslashuvchan yondashuvni taqdim etadi. Asinxron operatsiyalar va parallelizmni boshqarish mexanizmlaridan foydalangan holda, siz ilovalaringizning unumdorligini, javob qaytarish qobiliyatini va miqyoslanishini sezilarli darajada yaxshilashingiz mumkin. Bir vaqtda ishlaydigan iteratsiya tamoyillarini tushunish va ularni samarali qo'llash sizga zamonaviy, yuqori unumdorlikka ega JavaScript ilovalarini ishlab chiqishda raqobatbardosh ustunlik berishi mumkin. Optimal unumdorlik va barqarorlikni ta'minlash uchun har doim parallelizm darajalarini, xatoliklarni qayta ishlashni va resurs iste'molini diqqat bilan ko'rib chiqishni unutmang. Parallel ishlov berish uchun JavaScript'ning to'liq salohiyatini ochish uchun bir vaqtda ishlaydigan iteratorlar kuchidan foydalaning.