JavaScript Modul Worker'lari: Samaradorlikni Oshirish uchun Fon Jarayonlarini Ishga Tushirish

Bugungi veb-dasturlash olamida sezgir va samarali ilovalarni taqdim etish eng muhim vazifadir. JavaScript, kuchli bo'lishiga qaramay, tabiatan bir oqimli. Bu, ayniqsa, hisoblash talab qiladigan murakkab vazifalar bilan ishlashda unumdorlik muammolariga olib kelishi mumkin. Mana shu yerda JavaScript Modul Worker'lari sahnga kiradi – vazifalarni fon oqimlariga yuklash uchun zamonaviy yechim, bu asosiy oqimni foydalanuvchi interfeysi yangilanishlari va o'zaro ta'sirlarni boshqarish uchun bo'shatadi, natijada yanada silliq va sezgir foydalanuvchi tajribasini ta'minlaydi.

JavaScript Modul Worker'lari nima?

JavaScript Modul Worker'lari - bu veb-sahifa yoki veb-ilovaning asosiy ijro oqimidan alohida fon oqimlarida JavaScript kodini ishga tushirishga imkon beruvchi Web Worker turidir. An'anaviy Web Worker'lardan farqli o'laroq, Modul Worker'lar ES modullaridan (import va export iboralari) foydalanishni qo'llab-quvvatlaydi, bu esa kodni tashkil etish va bog'liqliklarni boshqarishni ancha oson va qo'llab-quvvatlanadigan qiladi. Ularni parallel ravishda ishlaydigan, asosiy oqimni bloklamasdan vazifalarni bajarishga qodir mustaqil JavaScript muhitlari deb tasavvur qiling.

Modul Worker'lardan foydalanishning asosiy afzalliklari:

• Yaxshilangan sezgirlik: Hisoblash talab qiladigan murakkab vazifalarni fon oqimlariga yuklash orqali, asosiy oqim UI yangilanishlari va foydalanuvchi o'zaro ta'sirlarini boshqarish uchun bo'sh qoladi, natijada yanada silliq va sezgir foydalanuvchi tajribasi ta'minlanadi. Misol uchun, murakkab tasvirni qayta ishlash vazifasini tasavvur qiling. Modul Worker'siz UI ishlov berish tugamaguncha muzlab qoladi. Modul Worker bilan esa, tasvirni qayta ishlash fonda amalga oshiriladi va UI sezgir bo'lib qoladi.
• Oshirilgan samaradorlik: Modul Worker'lar parallel ishlov berish imkonini beradi, bu sizga vazifalarni bir vaqtning o'zida bajarish uchun ko'p yadroli protsessorlardan foydalanish imkonini beradi. Bu hisoblash talab qiladigan murakkab operatsiyalar uchun umumiy bajarish vaqtini sezilarli darajada qisqartirishi mumkin.
• Soddalashtirilgan kod tashkiloti: Modul Worker'lar ES modullarini qo'llab-quvvatlaydi, bu esa kodni yaxshiroq tashkil etish va bog'liqliklarni boshqarish imkonini beradi. Bu murakkab ilovalarni yozish, qo'llab-quvvatlash va sinovdan o'tkazishni osonlashtiradi.
• Asosiy oqim yuklamasini kamaytirish: Vazifalarni fon oqimlariga yuklash orqali siz asosiy oqimdagi yuklamani kamaytirishingiz mumkin, bu esa, ayniqsa, mobil qurilmalarda unumdorlikni oshirishga va batareya sarfini kamaytirishga olib keladi.

Modul Worker'lar qanday ishlaydi: Chuqur tahlil

Modul Worker'lar ortidagi asosiy tushuncha - bu JavaScript kodi mustaqil ravishda ishlashi mumkin bo'lgan alohida ijro kontekstini yaratishdir. Mana ular qanday ishlashining bosqichma-bosqich tahlili:

1. Worker yaratish: Siz o'zingizning asosiy JavaScript kodingizda yangi Modul Worker nusxasini yaratasiz va worker skriptining yo'lini ko'rsatasiz. Worker skripti - bu fonda bajariladigan kodni o'z ichiga olgan alohida JavaScript faylidir.
2. Xabar almashish: Asosiy oqim va worker oqimi o'rtasidagi aloqa xabar almashish orqali amalga oshiriladi. Asosiy oqim postMessage() usuli yordamida worker oqimiga xabarlar yuborishi mumkin, va worker oqimi xuddi shu usul yordamida asosiy oqimga xabarlar yuborishi mumkin.
3. Fonda bajarish: Worker oqimi xabar olgandan so'ng, u tegishli kodni bajaradi. Worker oqimi asosiy oqimdan mustaqil ravishda ishlaydi, shuning uchun har qanday uzoq davom etadigan vazifalar UI'ni bloklamaydi.
4. Natijalarni qayta ishlash: Worker oqimi o'z vazifasini tugatgandan so'ng, u natijani o'z ichiga olgan xabarni asosiy oqimga qaytarib yuboradi. Shundan so'ng asosiy oqim natijani qayta ishlashi va UI'ni mos ravishda yangilashi mumkin.

Modul Worker'larni amalga oshirish: Amaliy qo'llanma

Keling, hisoblash talab qiladigan murakkab vazifani bajarish uchun Modul Worker'ni amalga oshirishning amaliy misolini ko'rib chiqaylik: n-chi Fibonachchi sonini hisoblash.

1-qadam: Worker skriptini yaratish (fibonacci.worker.js)

fibonacci.worker.js nomli yangi JavaScript faylini quyidagi tarkib bilan yarating:

// fibonacci.worker.js

function fibonacci(n) {
  if (n <= 1) {
    return n;
  } else {
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
  }
}

self.addEventListener('message', (event) => {
  const n = event.data;
  const result = fibonacci(n);
  self.postMessage(result);
});

Tushuntirish:

• fibonacci() funksiyasi n-chi Fibonachchi sonini rekursiv tarzda hisoblaydi.
• self.addEventListener('message', ...) funksiyasi xabar tinglovchisini o'rnatadi. Worker asosiy oqimdan xabar olganda, u xabar ma'lumotlaridan n qiymatini oladi, Fibonachchi sonini hisoblaydi va natijani self.postMessage() yordamida asosiy oqimga qaytaradi.

2-qadam: Asosiy skriptni yaratish (index.html yoki app.js)

Modul Worker bilan o'zaro ishlash uchun HTML fayl yoki JavaScript faylini yarating:

// index.html or app.js




  


  Fibonachchini hisoblash
  


  

Tushuntirish:

• Biz Fibonachchi hisob-kitobini ishga tushiradigan tugma yaratamiz.
• Tugma bosilganda, biz yangi Worker nusxasini yaratamiz, worker skriptining yo'lini (fibonacci.worker.js) ko'rsatamiz va type parametrini 'module' ga o'rnatamiz. Bu Modul Worker'lardan foydalanish uchun juda muhim.
• Biz worker oqimidan natijani qabul qilish uchun xabar tinglovchisini o'rnatamiz. Worker xabar yuborganda, biz resultDiv ning tarkibini hisoblangan Fibonachchi soni bilan yangilaymiz.
• Nihoyat, biz worker.postMessage(40) yordamida worker oqimiga xabar yuboramiz va unga Fibonachchi(40) ni hisoblashni buyuramiz.

Muhim jihatlar:

• Faylga kirish: Modul Worker'lar DOM va boshqa brauzer API'lariga cheklangan kirish huquqiga ega. Ular DOM'ni to'g'ridan-to'g'ri o'zgartira olmaydi. UI'ni yangilash uchun asosiy oqim bilan aloqa qilish muhimdir.
• Ma'lumotlarni uzatish: Asosiy oqim va worker oqimi o'rtasida uzatiladigan ma'lumotlar nusxalanadi, umumiy foydalanilmaydi. Bu strukturaviy klonlash deb nomlanadi. Katta hajmdagi ma'lumotlar to'plamlari uchun, unumdorlikni oshirish uchun nol-nusxali uzatishlar uchun Transferable Objects'dan foydalanishni o'ylab ko'ring.
• Xatolarni qayta ishlash: Yuzaga kelishi mumkin bo'lgan har qanday istisnolarni ushlash va qayta ishlash uchun asosiy oqimda ham, worker oqimida ham to'g'ri xatolarni qayta ishlashni joriy qiling. Worker skriptidagi xatolarni ushlash uchun worker.addEventListener('error', ...) dan foydalaning.
• Xavfsizlik: Modul Worker'lar bir xil manba siyosatiga bo'ysunadi. Worker skripti asosiy sahifa bilan bir xil domenda joylashtirilishi kerak.

Modul Worker'larning ilg'or texnikalari

Asoslardan tashqari, Modul Worker'lar implementatsiyalarini yanada optimallashtirishi mumkin bo'lgan bir nechta ilg'or texnikalar mavjud:

Transferable Objects (O'tkaziladigan obyektlar)

Asosiy oqim va worker oqimi o'rtasida katta hajmdagi ma'lumotlar to'plamlarini uzatish uchun Transferable Objects sezilarli unumdorlik afzalligini taklif qiladi. Ma'lumotlarni nusxalash o'rniga, Transferable Objects xotira buferiga egalik huquqini boshqa oqimga o'tkazadi. Bu ma'lumotlarni nusxalash xarajatlarini yo'q qiladi va unumdorlikni keskin oshirishi mumkin.

// Asosiy oqim
const arrayBuffer = new ArrayBuffer(1024 * 1024); // 1MB
const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });

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

// Worker oqimi (worker.js)
self.addEventListener('message', (event) => {
  const arrayBuffer = event.data;
  // arrayBuffer'ni qayta ishlash
});

SharedArrayBuffer

SharedArrayBuffer bir nechta worker'lar va asosiy oqimga bir xil xotira joyiga kirish imkonini beradi. Bu murakkabroq aloqa naqshlari va ma'lumotlar almashinuvini ta'minlaydi. Biroq, SharedArrayBufferdan foydalanish poyga holatlari va ma'lumotlarning buzilishini oldini olish uchun ehtiyotkorlik bilan sinxronizatsiya qilishni talab qiladi. Bu ko'pincha Atomics operatsiyalaridan foydalanishni talab qiladi.

Eslatma: SharedArrayBufferdan foydalanish xavfsizlik muammolari (Spectre va Meltdown zaifliklari) tufayli tegishli HTTP sarlavhalarini o'rnatishni talab qiladi. Xususan, siz Cross-Origin-Opener-Policy va Cross-Origin-Embedder-Policy HTTP sarlavhalarini o'rnatishingiz kerak.

Comlink: Worker aloqasini soddalashtirish

Comlink - bu asosiy oqim va worker oqimlari o'rtasidagi aloqani soddalashtiradigan kutubxona. U sizga worker oqimidagi JavaScript obyektlarini ochib berishga va ularning usullarini go'yo ular bir xil kontekstda ishlayotgandek to'g'ridan-to'g'ri asosiy oqimdan chaqirishga imkon beradi. Bu xabar almashish uchun zarur bo'lgan shablon kodini sezilarli darajada kamaytiradi.

// Worker oqimi (worker.js)
import * as Comlink from 'comlink';

const api = {
  add(a, b) {
    return a + b;
  },
};

Comlink.expose(api);

// Asosiy oqim
import * as Comlink from 'comlink';

async function main() {
  const worker = new Worker('worker.js', { type: 'module' });
  const api = Comlink.wrap(worker);
  const result = await api.add(2, 3);
  console.log(result); // Natija: 5
}

main();

Modul Worker'lar uchun qo'llanilish holatlari

Modul Worker'lar keng ko'lamli vazifalar uchun juda mos keladi, jumladan:

• Tasvir va videoni qayta ishlash: UI muzlashini oldini olish uchun filtrlash, o'lchamini o'zgartirish va kodlash kabi murakkab tasvir va videoni qayta ishlash vazifalarini fon oqimlariga yuklash. Masalan, fotosuratlarni tahrirlash ilovasi foydalanuvchi interfeysini bloklamasdan tasvirlarga filtrlar qo'llash uchun Modul Worker'lardan foydalanishi mumkin.
• Ma'lumotlar tahlili va ilmiy hisoblashlar: Statistik tahlil, mashinaviy o'qitish modellarini o'rgatish va simulyatsiyalar kabi hisoblash talab qiladigan ma'lumotlar tahlili va ilmiy hisoblash vazifalarini fonda bajarish. Masalan, moliyaviy modellashtirish ilovasi foydalanuvchi tajribasiga ta'sir qilmasdan murakkab simulyatsiyalarni ishga tushirish uchun Modul Worker'lardan foydalanishi mumkin.
• O'yin ishlab chiqish: O'yin samaradorligi va sezgirligini oshirish uchun o'yin mantig'i, fizika hisob-kitoblari va sun'iy intellektni qayta ishlashni fon oqimlarida bajarish uchun Modul Worker'lardan foydalanish. Masalan, murakkab strategiya o'yini bir vaqtning o'zida bir nechta birliklar uchun sun'iy intellekt hisob-kitoblarini bajarish uchun Modul Worker'lardan foydalanishi mumkin.
• Kodni transpilyatsiya qilish va paketlash: Tuzish vaqtini va ishlab chiqish ish jarayonini yaxshilash uchun kodni transpilyatsiya qilish va paketlash vazifalarini fon oqimlariga yuklash. Masalan, veb-ishlab chiqish vositasi eski brauzerlar bilan moslik uchun JavaScript kodini yangi versiyalardan eski versiyalarga transpilyatsiya qilish uchun Modul Worker'lardan foydalanishi mumkin.
• Kriptografik operatsiyalar: Unumdorlik muammolarini oldini olish va xavfsizlikni yaxshilash uchun shifrlash va deshifrlash kabi kriptografik operatsiyalarni fon oqimlarida bajarish.
• Real vaqtda ma'lumotlarni qayta ishlash: Real vaqtda oqimli ma'lumotlarni (masalan, sensorlardan, moliyaviy lentalardan) qayta ishlash va fonda tahlil qilish. Bu ma'lumotlarni filtrlash, yig'ish yoki o'zgartirishni o'z ichiga olishi mumkin.

Modul Worker'lar bilan ishlashning eng yaxshi amaliyotlari

Samarali va qo'llab-quvvatlanadigan Modul Worker'lar implementatsiyalarini ta'minlash uchun ushbu eng yaxshi amaliyotlarga rioya qiling:

• Worker skriptlarini ixcham saqlang: Worker oqimining ishga tushirish vaqtini qisqartirish uchun worker skriptlaringizdagi kod miqdorini minimallashtiring. Faqat ma'lum bir vazifani bajarish uchun zarur bo'lgan kodni qo'shing.
• Ma'lumotlar uzatishni optimallashtiring: Keraksiz ma'lumotlarni nusxalashdan qochish uchun katta hajmdagi ma'lumotlar to'plamlarini uzatish uchun Transferable Objects'dan foydalaning.
• Xatolarni qayta ishlashni joriy qiling: Yuzaga kelishi mumkin bo'lgan har qanday istisnolarni ushlash va qayta ishlash uchun asosiy oqimda ham, worker oqimida ham mustahkam xatolarni qayta ishlashni joriy qiling.
• Nosozliklarni tuzatish vositasidan foydalaning: Modul Worker kodingizni tuzatish uchun brauzerning ishlab chiquvchi vositalaridan foydalaning. Aksariyat zamonaviy brauzerlar Web Worker'lar uchun maxsus nosozliklarni tuzatish vositalarini taqdim etadi.
• Comlink'dan foydalanishni o'ylab ko'ring: Xabar almashishni sezilarli darajada soddalashtirish va asosiy va worker oqimlari o'rtasida toza interfeys yaratish uchun.
• Samaradorlikni o'lchang: Modul Worker'larning ilovangiz unumdorligiga ta'sirini o'lchash uchun unumdorlikni profillash vositalaridan foydalaning. Bu sizga keyingi optimallashtirish uchun sohalarni aniqlashga yordam beradi.
• Ish tugagach Worker'larni to'xtating: Resurslarni bo'shatish uchun worker oqimlari endi kerak bo'lmaganda ularni to'xtating. Worker'ni to'xtatish uchun worker.terminate() dan foydalaning.
• Umumiy o'zgaruvchan holatdan saqlaning: Asosiy oqim va worker'lar o'rtasidagi umumiy o'zgaruvchan holatni minimallashtiring. Ma'lumotlarni sinxronlashtirish va poyga holatlaridan qochish uchun xabar almashishdan foydalaning. Agar SharedArrayBuffer ishlatilsa, Atomics yordamida to'g'ri sinxronizatsiyani ta'minlang.

Modul Worker'lar va An'anaviy Web Worker'lar: Taqqoslash

Modul Worker'lar ham, an'anaviy Web Worker'lar ham fon jarayonlarini bajarish imkoniyatini taqdim etsa-da, ular o'rtasida asosiy farqlar mavjud:

Xususiyat	Modul Worker'lar	An'anaviy Web Worker'lar
ES Modul Dastagi	Ha (import, export)	Yo'q (importScripts() kabi aylanma yo'llarni talab qiladi)
Kod tashkiloti	Yaxshiroq, ES modullari yordamida	Murakkabroq, ko'pincha paketlashni talab qiladi
Bog'liqliklarni boshqarish	ES modullari bilan soddalashtirilgan	Qiyinroq
Umumiy ishlab chiqish tajribasi	Yanada zamonaviy va soddalashtirilgan	Ko'proq so'zli va kamroq intuitiv

Aslini olganda, Modul Worker'lar ES modullarini qo'llab-quvvatlashi tufayli JavaScript'da fon jarayonlariga yanada zamonaviy va dasturchilar uchun qulay yondashuvni taqdim etadi.

Brauzerlar bilan moslik

Modul Worker'lar zamonaviy brauzerlarda, jumladan:

• Chrome
• Firefox
• Safari
• Edge

Eng so'nggi brauzer mosligi haqidagi ma'lumotlar uchun caniuse.com saytini tekshiring.

Xulosa: Fon Jarayonlarining Kuchini Qabul Qiling

JavaScript Modul Worker'lari veb-ilovalarning unumdorligi va sezgirligini oshirish uchun kuchli vositadir. Hisoblash talab qiladigan murakkab vazifalarni fon oqimlariga yuklash orqali siz asosiy oqimni UI yangilanishlari va foydalanuvchi o'zaro ta'sirlarini boshqarish uchun bo'shatishingiz mumkin, natijada yanada silliq va yoqimli foydalanuvchi tajribasini ta'minlaysiz. ES modullarini qo'llab-quvvatlashi bilan Modul Worker'lar an'anaviy Web Worker'larga qaraganda fon jarayonlariga yanada zamonaviy va dasturchilar uchun qulay yondashuvni taklif etadi. Modul Worker'larning kuchini qabul qiling va veb-ilovalaringizning to'liq salohiyatini oching!