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为什么JavaScript不支持多线程？

javascriptmultithreadingbrowser
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这是故意设计的决定还是我们当前的浏览器存在问题，将在未来版本中纠正？

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请参考JavaScript和线程问题的答案，了解有关Web Worker/Worker线程的信息。 - Sam Hasler
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你好，Google的朋友。你可能会注意到这里的所有内容似乎都很陈旧（请注意此问题是五年前提出的）。自那时以来，Web浏览器已经具备了一些功能，据我所知，多线程功能已经得到了更多或更少的实现。请看Web Workers：http://msdn.microsoft.com/en-us/hh549259.aspx - ArtOfWarfare
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Multithread.js 使用 Web Workers 封装了 JavaScript，可轻松实现多线程。适用于所有新浏览器，包括 iOS Safari。 :) - kwh
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可能是JavaScript和线程的重复问题。 - Matt
一个服务工作者是一个脚本，你的浏览器在后台运行它，独立于网页之外，为不需要网页或用户交互的功能打开了大门。 - Omar bakhsh
16个回答
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JavaScript不支持多线程，因为浏览器中的JavaScript解释器是单线程的（据我所知）。即使Google Chrome也不会让单个网页的JavaScript并发运行，因为这将导致现有网页中的大规模并发问题。Chrome只是将多个组件（不同的标签页、插件等）分离成单独的进程，但我无法想象一个单页会有多个JavaScript线程。
然而，可以像建议的那样使用setTimeout来实现某种形式的调度和“伪”并发。这会使浏览器重新获得渲染线程的控制，并在给定的毫秒数后开始执行提供给setTimeout的JavaScript代码。如果您想在对其执行操作时允许视口（您看到的内容）刷新，这非常有用。只需循环遍历坐标并相应地更新元素，就只能看到起始和结束位置，而看不到中间的任何东西。
我们在JavaScript中使用一个抽象库，允许我们创建由同一JavaScript解释器管理的进程和线程。这使我们可以按以下方式运行操作：
  • 进程A，线程1
  • 进程A，线程2
  • 进程B，线程1
  • 进程A，线程3
  • 进程A，线程4
  • 进程B，线程2
  • 暂停进程A
  • 进程B，线程3
  • 进程B，线程4
  • 进程B，线程5
  • 启动进程A
  • 进程A，线程5
这允许一定形式的调度和虚假并行，线程的启动和停止等等，但它不会是真正的多线程。我认为它永远不会在语言本身中实现，因为真正的多线程只有在浏览器能够运行单个页面多线程（甚至多于一个内核）时才有用，而那里的困难要比额外的可能性大得多。
关于 JavaScript 的未来，请看这里： https://developer.mozilla.org/presentations/xtech2006/javascript/
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我认为“从未实现”这个说法太狭隘了。我保证Web应用程序最终将能够真正地支持多线程（这只是合乎逻辑的，因为Web应用程序变得更加主流，硬件变得更加并行）。就我的看法而言，由于JavaScript是Web开发的事实标准语言，它最终将不得不支持多线程或被具备此功能的其他语言所取代。 - devios1
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从语言上讲，“永远不可能”可能有点过于绝对了 :) 但我仍然认为，真正的多线程 JavaScript 的优势在可预见的未来内是不可行的 ;) - Kamiel Wanrooij
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虽然我认为 Web Workers 通过进程模型比线程模型更具并发性。Web Workers 使用消息传递作为通信手段，这是多线程应用程序中“常规”并发问题的优雅解决方案。但我不确定它们是否可以与主页面同时操作相同的对象。据我所知，它们无法访问 DOM。尽管大部分都是语义学上的问题，但从所有意图来看，Web Workers 看起来很有前途。 - Kamiel Wanrooij
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困难远比额外的可能性要大得多。我不确定您是否考虑到了所有额外的可能性。我特别考虑到像游戏或图形可视化中使用webgl的情况。例如，考虑Google Maps的新3D版本。在许多3D模型的城市中，当需要渲染许多房屋时，我的电脑需要约2分钟才能加载所有内容。在某些角度上，我的显卡和网络都没有充分发挥作用。但是8个处理器中的1个处于100％。多线程也是fps方面的一个重要问题，就像这个例子所示：youtube.com/watch?v=sJ2p982cZFc - Scindix
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这不更像是多进程的方法，而不是多线程的吗？线程被知道在单个堆内工作。 - beefeather
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@beefeather，没错。这更像是一种过程方法。 - Neil
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WebWorkers没有共享内存。为了彼此通信，它们发送消息。消息是内存的副本。这比共享内存慢。 - neoexpert
@neoexpert 这就是为什么在 JavaScript 中使用 SharedBufferArray，因为它们从同一内存块中读取。 - user3112634
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传统上，JS仅用于短小、快速运行的代码。如果涉及重要计算，则在服务器上进行操作 - 在浏览器中运行长时间且执行较复杂任务的JS + HTML应用程序是荒谬的想法。

当然，现在我们已经有了这种应用程序。但是，需要花费一些时间让浏览器跟上步伐 - 大多数浏览器都是围绕单线程模型设计的，并且更改它并不容易。Google Gears 通过要求将后台执行隔离来避免许多潜在问题 - 不更改DOM（因为它不支持多线程），不访问主线程创建的对象（同样如此）。虽然有限制，但这很可能是最实用的设计，在不久的将来，这简化了浏览器的设计，也减少了允许缺乏经验的JS编程人员玩弄线程所涉及的风险...

@marcio:

那么，这不是实现JavaScript多线程的原因吗？程序员可以使用他们拥有的工具做任何他们想做的事情。

那么，让我们不要给他们太容易“滥用”的工具，以至于我打开的每个网站都会崩溃我的浏览器。这样的天真实现将使您直接进入导致MS在IE7开发过程中遇到诸多问题的领域：插件作者对线程模型进行了快速和松散的处理，导致隐藏的错误在对象生命周期发生变化时变得明显。这是坏事。如果您正在为IE编写多线程ActiveX插件，则认为它是随之而来的；这并不意味着它需要走得更远。

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“它减少了允许经验不足的JS程序员搞乱线程所涉及到的风险。”为什么这是不实现JavaScript多线程的理由？程序员可以根据他们拥有的工具做任何想做的事情，好坏由他们自己承担。而且由于Google Chrome进程模型的存在，即使出错也不会影响其他应用程序。 :) - Marcio Aguiar
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“让我们不要给程序员太容易被滥用的工具，否则我打开的每个网站都会导致浏览器崩溃。” - 什么？按照同样的逻辑，任何一种语言都不应该有多线程，因为如果有了多线程，你尝试打开的每个程序都会崩溃。但实际上并非如此。大多数语言都有线程，而大多数初学者不会使用它，那些使用了它的人中，绝大多数也不会将其投入生产，这些应用也不会变得流行或广泛使用。 - ArtOfWarfare
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我不知道这个决定的理由，但是我知道你可以使用setTimeout模拟一些多线程编程的好处。你可以产生多个进程同时做事的错觉，尽管在现实中，所有的操作都发生在一个线程中。

只需要让你的函数做一点工作，然后调用类似下面的内容：

setTimeout(function () {
    ... do the rest of the work...
}, 0);

当有机会时，会执行任何其他需要完成的任务（例如UI更新、动画图像等）。

大多数情况下，我想在setTimeout内部使用一个loop，但显然这样做不起作用。你有没有做过类似的事情或者有什么技巧？例如，对于一个包含1000个元素的数组，我希望在两个setTimeout调用中使用两个for循环，第一个循环遍历并打印元素0..499，第二个循环遍历并打印元素500..999。 - benjaminz
通常的技巧是保存状态并继续执行。例如，假设您想要打印0到1000，您可以先打印0到499，然后使用setTimeout技巧和参数500。代码内部将知道如何从该参数（500）开始循环。 - Eyal
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你是指为什么语言本身不支持多线程还是为什么浏览器中的JavaScript引擎不支持多线程？

第一个问题的答案是，在浏览器中运行的JavaScript被设计成在沙盒环境中以及与机器/操作系统无关的方式运行，添加多线程支持会使语言变得复杂，并将语言与操作系统联系得太紧密。

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Node.js 10.5+支持工作线程作为实验性功能（您可以启用--experimental-worker标志使用）：https://nodejs.org/api/worker_threads.html

因此，规则是：

  • 如果需要执行I/O绑定操作，则使用内部机制（即回调/承诺/async-await）
  • 如果需要执行CPU绑定操作，则使用工作线程。

工作线程旨在成为长期运行的线程，这意味着您会生成一个后台线程，然后通过消息传递与其通信。

否则，如果需要使用匿名函数执行大量CPU负载，则可以使用https://github.com/wilk/microjob，这是围绕工作线程构建的微小库。

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正如matt b所说，这个问题并不是很清楚。假设你在询问语言中的多线程支持：因为目前在浏览器中运行的应用程序中99.999%都不需要它。如果你真的需要它，有一些变通方法（比如使用window.setTimeout）。

总的来说，多线程非常非常非常困难（我说过它很难吗？），除非你加入额外的限制（比如仅使用不可变数据）。

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英特尔一直在进行关于JavaScript多线程的开源研究，最近在2012年GDC上展示了成果。以下是视频链接：video。该研究小组使用了主要针对英特尔芯片组和Windows操作系统的OpenCL。该项目被命名为RiverTrail，并且代码可在GitHub上获取。
以下是更多有用的链接： Building a Computing Highway for Web Applications。
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Javascript是一种单线程语言。这意味着它只有一个调用堆栈和一个内存堆。正如预期的那样，它按顺序执行代码，并在移动到下一个代码片段之前必须完成执行。它是同步的，但有时可能会有害。例如，如果一个函数需要花费很长时间才能执行或者必须等待某些东西，那么在此期间它会冻结所有操作。

这并没有回答“为什么”JavaScript是这样的，只是解释了单线程的原因。 - JonHerbert
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