关于Web Worker应用的一个想法和实现

    公司的产品需要在后端维护着一次会话的状态，而当用户关闭浏览器的时候，需要及时释放资源，这以前是通过浏览器window的load和unload事件分别触发CancelCloseAction和StartCloseAction来实现的。后来发现在有些情况下，比如“杀浏览器进程”，“网络异常”等时候，后台就无法确定浏览器的状态了，以至于不能及时释放资源。所以在另一个产品里，我们就使用了“心跳”监测技术，也就是前端定时（比如15～30秒），向后端发一个心跳，如果后端在特定时间里收不到心跳，就认为浏览器关闭了，此时可以回收该会话的所有资源。一般情况下，这个机制是可以工作的，但某些case，前端Javascript的运算量可能会非常大，这时心跳信号往往被延后，以至于时有session过期的情形出现。每每此时，我们多希望Javascript是多线程的，那该多好啊，可以专门开一个线程来发心跳。

1、封装Web Worker的设想

       

    看了网络上无数的抄来转去，实则内容同样的关于Web Worker的介绍后，我们已经知道，Web Worker的确是真正意义上的多线程了。但看着如此简单的postMessage和onmessage的例子，我实在难以确定该如何使用它，又如何用它来实现想象中的“心跳”线程呢。

       

    另外浏览器兼容问题，IE，万恶的IE依旧特立独行地不支持Web Worker，怎么办？ 好消息是从IE8开始，IE开始支持frame间通过postMessage和onmessage来通信了， 这至少可以为模拟一个Web Worker在API层面上提供了一个可能。

       

    Java的java.lang.Thread已经是一个非常好的线程应用模型了。如果把Web Worker包装成一个java.lang.Thread会怎么样呢？我想信，至少对于Java程序员来说估计是很好用的。比如：

// 1、定义计算任务，可以理解成java.lang.Runnable
var task = {
    context:{}, // 需要计算的东西

    run: function(){
        // 对context进行计算的方法

        // 如有需要可以向外post消息
    }
};

// 2、创建线程对象
var myThread = new js.lang.Thread(task);

// 3、为线程对象绑定onmessage事件
myThead.onmessage = function(e){
    // 处理线程运行中发出来的消息

    // 如有必要终止线程
    this.stop();
};

// 4、启动线程
myThread.start();

// 5、如有需要可以向线程提交另一个计算任务
myThread.submitTask(task);

    从以上js.lang.Thread的设想来看，包装后的Web Worker应该是非常容易用来进行多线程计算的，Thread提供的是计算能力，而数据和计算方法由调用者来决定。

2、Web Worker（Iframe Worker）应该如何工作

       

    在第1步的设想下，Web Worker将被封装在js.lang.Thread里，那么task，即Runnable，需要发送给Worker，而Worker的代码看起来，应该会象这样：

// onmessage的实际句柄
var _onmessage = function(e){

    /**
     * 我们期望e.data拿到的是如下一样的从var thi$ ...到 }的一个string
     *
     * var thi$ = {
     *
     *     context: {}, // 计算对象
     *
     *     run : function(){
     *         // 计算方法
     *     ｝
     * }
     */
    eval(e.data); // 非常关键

    // 此时，我们有了一个thi$对象，执行计算
    thi$.run(); //或者 thi$.run.call(thi$);

};

3、一个实验性的js.lang.Thread实现

    Java程序员或着看过我以前文章的人，基本上都可以看懂下面Thread的实现。当然有一些如J$VM，js.lang.Class之类的和我的一个开源项目有关，有兴趣的可以到看一下。

/**
 * The Thread for easily using Web Worker, and for the
 * IE8/9 use a iframe simulate Web Worker
 *
 * Runnable :{
 *     context: xxx,
 *     run : function,
 *     callback : true/false
 * }
 *
 */
js.lang.Thread = function(Runnable){

    var worker, runnable;
    var workerType = 0; /* 0: WebWorker, 1: IFrame window for IE */

    var _onmessage = function(e){
        if(e.getData().source != window &&
          typeof this.onmessage === "function"){
            runnable.context = JSON.parse(e.getData().data);
            this.onmessage(runnable.context);
        }
    };

    var _onerror = function(e){
        if(e.getData().source != window &&
           typeof this.onerror === "function"){
            this.onerror(e.getData().data);
        }
    };

    /**
     * Submit new task to the thread
     *
     * @param task It should be a Runnable or a
     * context in Runnable
     * @param isRunnable indicates whether the first parameter "task"
     * is a Runnable
     */
    this.submitTask = function(task, isRunnable){
        if(task == undefined || task == null) return;
        isRunnable = isRunnable || false;

        var context, run, callback;
        if(isRunnable){
            context = task.context;
            run = task.run;
            callback = task.callback;
        }else{
            context = task;
            run = runnable.run;
            callback = runnable.callback;
        }

        var buf = new js.lang.StringBuffer();
        buf.append("var thi$ = {");
        buf.append("context:").append(JSON.stringify(context));
        buf.append(",run:").append(run);
        buf.append(",callback:").append(callback);
        buf.append("}");

        var msg = buf.toString();
        //J$VM.System.err.println("Thread post msg: "+msg);
        if(workerType == 0 ){
            worker.postMessage(msg);
        }else{
            worker.postMessage(msg, "*");
        }
    };

    /**
     * Start the thread
     */
    this.start = function(){
        this.submitTask(runnable, true);
    };

    /**
     * Stop the thread
     */
    this.stop = function(){
        switch(workerType){
        case 0:
            worker.terminate();
            break;
        case 1:
            break;
        }
    };

    var _init = function(Runnable){
        runnable = Runnable || {
            context:{},
            run:function(){
                thi$.context.result = "Demo is OK";
            },
            callback:ture};

        var E = js.util.Event;
        var path = J$VM.env["j$vm_home"]+"/classes/js/util/";

        if(J$VM.isWebWorker){
            worker = new Worker(path+"Worker.js");
            E.attachEvent(worker, "message", 1, this, _onmessage);
            E.attachEvent(worker, "error", 1, this, _onerror);
        }else{
            // iframe for IE ?
            workerType = 1;
            var iframe = document.createElement("iframe");
            iframe.style.cssText = "visibility:hidden;";
            document.body.appendChild(iframe);
            var text = "" +
                "" +
                ""+
                "";
            var doc = iframe.contentDocument, head, script;
            doc.open();
            doc.write(text);
            doc.close();

            head = doc.getElementsByTagName("head")[0];
            text = js.lang.Class.getResource(J$VM.env["j$vm_home"]+"/jsre.js");
            script = doc.createElement("script");
            script.type = "text/javascript";
            script.id = "j$vm";
            script.setAttribute("classpath","");
            script.text = text;
            text = js.lang.Class.getResource(path + "Worker.js");
            script.text += text;
            head.appendChild(script);
            head.removeChild(script);

            worker = iframe.contentWindow;
            E.attachEvent(worker, "message", 0, this, _onmessage);
            E.attachEvent(worker, "error", 0, this, _onerror);
        }
    };

    _init.$bind(this)(Runnable);

}.$extend(js.lang.Object);

4、Worker.js的实现

      

     Worker.js是Web Worker或IFrame Worker需要加载来处理onmessage的，在我的实现中，它并不是象js.lang.Thread一样，是一个通常意义的的类，而是简单的一个javascript文件，只是被管理在js.util的这个目录下：

var isWebWorker = function(){
    try{return (window) ? false : true;} catch (x) {return true;}
}();

var _onmessage = function(e){
    if(isWebWorker){
        eval(e.data);
    }else{
        var _e = e.getData();
        if(_e.source == window) return;

        eval(_e.data);
    }

    if(typeof thi$.run == "function"){
        thi$.run.call(thi$);

        if(thi$.callback){
            if(isWebWorker){
                postMessage(JSON.stringify(thi$.context));
            }else{
                window.postMessage(JSON.stringify(thi$.context), "*");
            }
        }
    }
};

if(isWebWorker){
    importScripts("../../../jsre.js");
    onmessage = _onmessage;
}else{
    js.util.Event.attachEvent(window, "message", 0, this, _onmessage);
}

5、结论

    以上代码，已经发布到上，对IE8+, Firefox, Chrome浏览器进行过测试，工作正常。

      

     以后在Javascript里，终于可以象在Java里一样使用多线程计算技术了，当然Web Worker本身的限制是不可避免的，比如不能访问DOM啦。