JavaScript如何实现多线程？

想要提升JavaScript性能？了解JavaScript多线程实现方式至关重要。本文深入探讨了JavaScript通过Web Workers实现并发编程的技术，重点介绍了如何利用Web Workers在后台线程中执行耗时任务，避免阻塞主线程UI。同时，还介绍了SharedArrayBuffer的使用方法，以实现更高效的线程间数据共享。此外，针对Node.js环境，详细讲解了worker_threads模块提供的多线程能力，帮助开发者充分利用多核CPU资源。掌握这些多线程技巧，能有效优化JavaScript应用程序的性能，提升用户体验。

JavaScript通过Web Workers实现并发，主线程与Worker线程隔离，通过消息传递通信；可使用SharedArrayBuffer实现共享内存，Node.js中worker_threads模块提供多线程能力。

JavaScript本身是单线程语言，运行在主线程上，但可以通过 Web Workers 实现真正的并发执行，也就是我们常说的“多线程”编程。虽然不能像C++或Java那样直接操作系统线程，但在浏览器和Node.js环境中，Web Workers 提供了隔离线程的能力，可以执行耗时任务而不阻塞UI。

使用 Web Workers 实现多线程

Web Workers 允许你在后台线程中运行脚本，与主线程并行执行。主线程和 Worker 线程之间通过消息传递通信，彼此隔离，不能共享内存（默认情况下）。

新建一个 JavaScript 文件，比如 worker.js，写入要在后台运行的代码：

<font face="Courier New">
// worker.js
self.onmessage = function(e) {
  const data = e.data;
  let result = 0;
  for (let i = 0; i < data; i++) {
    result += i;
  }
  self.postMessage(result);
};
</font>

在主页面脚本中创建 Worker 实例，发送数据并接收结果：

<font face="Courier New">
// main.js
const worker = new Worker('worker.js');

worker.onmessage = function(e) {
  console.log('计算结果:', e.data);
};

worker.onerror = function(error) {
  console.error('Worker 错误:', error);
};

// 发送数据到 Worker
worker.postMessage(1000000000); // 计算 0 到 10亿 的和
</font>

这样，繁重的计算就在独立线程中完成，不会卡住页面。

共享内存与高性能通信：使用 SharedArrayBuffer

如果需要更高效的线程间数据共享，可以使用 SharedArrayBuffer，配合 Atomics 操作实现线程安全的内存共享。

SharedArrayBuffer 的使用受跨源策略限制，需确保网站启用了正确的 CORS 和 COOP/COEP 头：

<font face="Courier New">
Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
</font>

主线程创建共享内存：

<font face="Courier New">
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(4); // 4字节，存放一个整数
const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);

const worker = new Worker('shared-worker.js');
worker.postMessage(sharedArray);

// 等待 Worker 修改数据
setTimeout(() => {
  console.log('共享数组最终值:', sharedArray[0]);
}, 2000);
</font>

Worker 中接收并修改共享内存：

<font face="Courier New">
// shared-worker.js
self.onmessage = function(e) {
  const sharedArray = e.data;
  Atomics.add(sharedArray, 0, 42); // 原子操作增加
  Atomics.notify(sharedArray, 0);   // 通知主线程（可用于等待唤醒）
};
</font>

Node.js 中的多线程：worker_threads 模块

在 Node.js 环境中，可以使用 worker_threads 模块实现真正的多线程。

<font face="Courier New">
// main.js
const { Worker } = require('worker_threads');

function runThread(data) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker(
      `const { parentPort } = require('worker_threads');
       let result = 0;
       for (let i = 0; i < ${data}; i++) result++;
       parentPort.postMessage(result);`,
      { eval: true }
    );

    worker.on('message', resolve);
    worker.on('error', reject);
    worker.on('exit', (code) => {
      if (code !== 0) reject(new Error(`Worker stopped with exit code ${code}`));
    });
  });
}

runThread(1e9).then(console.log).catch(console.error);
</font>

Node.js 的 worker_threads 支持 SharedArrayBuffer，也能实现高效数据共享。

基本上就这些。Web Workers 是前端实现真正并发的核心手段，而 Node.js 的 worker_threads 提供了更接近传统多线程的能力。关键是理解消息传递机制，避免共享状态，合理拆分任务。不复杂但容易忽略细节，比如跨域限制和序列化开销。

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