1
0
mirror of https://github.com/ruanyf/es6tutorial.git synced 2025-05-24 10:22:23 +00:00

docs(arrayBuffer): edit SharedArrayBuffers

This commit is contained in:
ruanyf 2017-06-29 21:51:06 +08:00
parent a27648a496
commit 702968b951
2 changed files with 45 additions and 26 deletions

View File

@ -975,8 +975,6 @@ bitmap.pixels = new Uint8Array(buffer, start);
## SharedArrayBuffer
### 共享内存
JavaScript 是单线程的Web worker 引入了多线程主线程用来与用户互动Worker 线程用来承担计算任务。每个线程的数据都是隔离的,通过`postMessage()`通信。下面是一个例子。
```javascript
@ -1075,12 +1073,29 @@ onmessage = function (ev) {
};
```
### Atomics 对象
## Atomics 对象
多线程共享内存最大的问题就是如何防止两个线程同时修改某个地址或者说当一个线程修改共享内存以后必须有一个机制让其他线程同步。SharedArrayBuffer API 提供`Atomics`对象,保证所有共享内存的操作都是“原子性”的,并且可以在所有进程内同步。
什么叫“原子性操作”呢?现代编程语言中,一条普通的命令被编译器处理以后,会变成多条机器指令。如果是单线程运行,这是没有问题的;多线程环境并且共享内存时,就会出问题,因为这一组机器指令的运行期间,可能会插入其他线程的指令,从而导致运行结果出错。请看下面的例子。
```javascript
// 主线程
ia[42] = 314159; // 原先的值 191
ia[37] = 123456; // 原先的值 163
// Worker 线程
console.log(ia[37]);
console.log(ia[42]);
// 可能的结果
// 123456
// 191
```
上面代码中主线程的原始顺序是先对42号位置赋值再对37号位置赋值。但是编译器和 CPU 为了优化可能会该改变这两个操作的执行顺序因为它们之间互不依赖先对37号位置赋值再对42号位置赋值。而执行到一半的时候Worker 线程可能就会来读取数据,导致打印出`123456``191`
下面是另一个例子。
```javascript
// 主线程
var sab = new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * 100000);
@ -1095,7 +1110,7 @@ ia[112]++; // 错误
Atomics.add(ia, 112, 1); // 正确
```
上面代码中Worker 线程直接改写共享内存`ia[112]++`是不正确的。因为这行语句会被编译成多条机器指令,这些指令之间无法保证不会插入其他进程的指令。
上面代码中Worker 线程直接改写共享内存`ia[112]++`是不正确的。因为这行语句会被编译成多条机器指令,这些指令之间无法保证不会插入其他进程的指令。请设想如果两个线程同时`ia[112]++`,很可能它们得到的结果都是不正确的。
`Atomics`对象就是为了解决这个问题而提出,它可以保证一个操作所对应的多条机器指令,一定是作为一个整体运行的,中间不会被打断。也就是说,它所涉及的操作都可以看作是原子性的单操作,这可以避免线程竞争(),提高多线程共享内存时的操作安全。所以,`ia[112]++`要改写成`Atomics.add(ia, 112, 1)`
@ -1116,15 +1131,16 @@ Atomics.store(array, index, value)
```javascript
// 主线程 main.js
console.log('notifying...');
Atomics.store(sharedArray, 0, 123);
ia[42] = 314159; // 原先的值 191
Atomics.store(ia, 37, 123456); // 原先的值是 163
// Worker 线程 worker.js
while (Atomics.load(sharedArray, 0) !== 123) ;
console.log('notified');
while (Atomics.load(ia, 37) == 163);
console.log(ia[37]); // 123456
console.log(ia[42]); // 314159
```
上面代码中,主线程的`Atomics.store` SharedBuffer 视图的0号位置写入123。Worker 线程的`Atomics.load`从该位置读出数据只要不等于123就不断循环
上面代码中,主线程的`Atomics.store`42号位置的赋值一定是早于37位置的赋值。只要37号位置等于163Worker 线程就不会终止循环而对37号位置和42号位置的取值一定是在`Atomics.load`操作之后
**2Atomics.wait()Atomics.wake()**
@ -1142,6 +1158,25 @@ Atomics.wake(sharedArray, index, count)
`Atomics.wake`用于唤醒`count`数目在`sharedArray[index]`位置休眠的线程,让它继续往下运行。
下面请看一个例子。
```javascript
// 线程一
console.log(ia[37]); // 163
Atomics.store(ia, 37, 123456);
Atomics.wake(ia, 37, 1);
// 线程二
Atomics.wait(ia, 37, 163);
console.log(ia[37]); // 123456
```
上面代码中,共享内存视图`ia`的第37号位置原来的值是`163`。进程二使用`Atomics.wait()`方法,指定只要`ia[37]`等于`163`,就进入休眠状态。进程一使用`Atomics.store()`方法,将`123456`放入`ia[37]`,然后使用`Atomics.wake()`方法将监视`ia[37]`的休眠线程唤醒。
另外,基于`wait``wake`这两个方法的锁内存实现,可以看 Lars T Hansen 的 [js-lock-and-condition](https://github.com/lars-t-hansen/js-lock-and-condition) 这个库。
注意,浏览器的主线程有权“拒绝”休眠,这是为了防止用户失去响应。
**3运算方法**
共享内存上面的某些运算是不能被打断的即不能在运算过程中让其他线程改写内存上面的值。Atomics 对象提供了一些运算方法,防止数据被改写。
@ -1186,20 +1221,3 @@ Atomics.xor(sharedArray, index, value)
`Atomics.compareExchange`的一个用途是,从 SharedArrayBuffer 读取一个值,然后对该值进行某个操作,操作结束以后,检查一下 SharedArrayBuffer 里面原来那个值是否发生变化(即被其他线程改写过)。如果没有改写过,就将它写回原来的位置,否则读取新的值,再重头进行一次操作。
### Atomics 对象的例子
```javascript
// 线程一
console.log(ia[37]); // 163
Atomics.store(ia, 37, 123456);
Atomics.wake(ia, 37, 1);
// 线程二
Atomics.wait(ia, 37, 163);
console.log(ia[37]); // 123456
```
上面代码中,共享内存视图`ia`的第37号位置原来的值是`163`。进程二使用`Atomics.wait()`方法,指定只要`ia[37]`等于`163`,就进入休眠状态。进程一使用`Atomics.store()`方法,将`123456`放入`ia[37]`,然后使用`Atomics.wake()`方法将监视`ia[37]`的一个休眠线程唤醒。
另外,基于`wait``wake`这两个方法的锁内存实现,可以看 Lars T Hansen 的 [js-lock-and-condition](https://github.com/lars-t-hansen/js-lock-and-condition) 这个库。

View File

@ -222,6 +222,7 @@
- Axel Rauschmayer, [Typed Arrays in ECMAScript 6](http://www.2ality.com/2015/09/typed-arrays.html)
- Axel Rauschmayer, [ES proposal: Shared memory and atomics](http://2ality.com/2017/01/shared-array-buffer.html)
- Lin Clark, [Avoiding race conditions in SharedArrayBuffers with Atomics](https://hacks.mozilla.org/2017/06/avoiding-race-conditions-in-sharedarraybuffers-with-atomics/): Atomics 对象使用场景的解释
- Lars T Hansen, [Shared memory - a brief tutorial](https://github.com/tc39/ecmascript_sharedmem/blob/master/TUTORIAL.md)
## SIMD