JavaScriptでマルチスレッドは可能でしょうか？

フロントエンド アプリケーションの複雑化に伴い、JavaScript の実行効率の問題がますます注目を集めています。コンピューティング集約型のタスクや同時リクエストの多いシナリオでは、JavaScript の単一スレッドの制限がフロントエンドのパフォーマンスを制限するボトルネックになっています。マルチスレッドは、プログラムのパフォーマンスを向上させる方法として、クライアント側 JavaScript でも大きな注目を集めています。では、JavaScript ではマルチスレッドが可能でしょうか?

JavaScript のシングルスレッド機能

JavaScript の最大の機能は、シングルスレッド実行モードです。これは本来の趣旨に基づいたものです。スクリプト言語としての JavaScript の主な機能は、Web ページを埋め込み、Web ページのテキストとイベントの対話を処理し、ユーザーと動的に対話することです。シングルスレッド モードでは、ブラウザがスクリプトをより適切に制御できるようになり、スレッド セーフティの問題が回避され、同時実行制御の複雑さも簡素化されます。

フロントエンド開発にとって、JavaScript のシングル スレッドの大きな利点は、マルチスレッドの競合、デッドロック、その他の問題を回避し、コードの量とメンテナンスのコストを削減できることです。同時に、単一のスレッドが UI スレッドで構成されるイベント ループと連携して適切に動作し、ブラウザーのユーザー応答性を確保します。

JavaScript のマルチスレッド実装

Web アプリケーションの開発に伴い、JavaScript の実行環境も継続的に改善されています。 JavaScript マルチスレッドを実装するには、次のような多くの方法があります。

1. Web Workers

Web Workers は、JavaScript マルチスレッドを実装する標準的な方法です。 Worker オブジェクトを作成して独立した JavaScript スレッドを開始し、JavaScript コードをバックグラウンドで実行してメイン スレッドと通信できるようにします。 Web ワーカーには次の特徴があります。

• 分離: ワーカーの実行環境とメインスレッドの実行環境は完全に独立しており、互いに干渉しません。
• 非同期: ワーカーとメイン スレッド間の通信は非同期であり、メイン スレッドをブロックしません。
• 共有なし: ワーカーとメイン スレッド間の共有データはコピーする必要があり、同じデータは共有されません。

Web ワーカーは主に、データ処理やコンピューティング集約型タスクなど、長時間実行されリソースを消費する操作に使用されます。 Web ワーカーを通じて、これらの操作を別のスレッドに移動して、Web アプリケーションが長時間スタックしたりフリーズしたりするのを防ぐことができます。

2. 共有ワーカー

共有ワーカーは、複数のページを同時に処理できる Web ワーカーの一種です。共有ワーカーには次の特性があります。

• 複数の端末: 共有ワーカーは複数のページで共有でき、これらのページは同じソースまたは異なるソースから取得できます。
• 共有: 共有ワーカーは、通信するすべてのページと同じコンテキスト情報およびグローバル データを共有できます。
• 長いライフ サイクル: この共有ワーカーを使用しているすべてのページが閉じられた場合でも、すべてのページが閉じるまで共有ワーカーは存在し続けます。

共有ワーカーは通常、チャット ルーム、共同編集など、状態の長期保存が必要なアプリケーションで使用されます。

3. Service Workers

Service Worker は、ブラウザとサーバー間のネットワーク リクエストをインターセプトできる特別なタイプの Web ワーカーで、これらのリクエストに応答する方法を決定できます。またはそれらを処理します。 Service Worker は、Web ページとアプリケーションのリソースをキャッシュしてオフライン使用の効率を向上させることができ、それによって Web アプリケーションのパフォーマンスと応答性が向上します。

Service Worker は主に、データをクライアントにキャッシュし、リクエストの応答速度を向上させるために使用されます。たとえば、Service Worker を使用して特定のページや API リクエストをキャッシュし、ユーザーがオフラインでも Web アプリケーションを使用できるようにすることができます。

JavaScript マルチスレッドの制限

JavaScript マルチスレッドは Web アプリケーションのパフォーマンスと応答性を向上させることができますが、いくつかの制限もあります。

1. 共有状態の使用が難しい

JavaScript マルチスレッド間でグローバル変数とデータを共有するのは困難です。これは、JavaScript マルチスレッドが分離されており、それらの間でデータを共有できないためです。自由に転送または共有できます。共有データはコピーによって実装する必要があるため、データ転送が複雑になり、マルチスレッド プログラミングがより困難になります。

2. シングルスレッド構造に限定される

JavaScript は Web ワーカーを通じてマルチスレッドを実現できますが、それはブラウザ JavaScript のシングルスレッド構造に限定されます。これは、スレッド間でリソースの直接共有や相互排他操作を実行できないことを意味し、マルチスレッド プログラミングがより調整的かつ複雑になります。

3. ブラウザの互換性

Web ワーカーは HTML5 標準で明確に指定されていますが、すべてのブラウザが Web ワーカーをサポートしているわけではありません。特に古いブラウザでは、Web Workers のサポートが制限されている場合があります。したがって、開発プロセス中に互換性の問題を考慮する必要があり、Web ワーカーのパフォーマンスの問題も考慮する必要があります。

結論

JavaScript マルチスレッド化により、Web アプリケーションのパフォーマンスと応答性が向上しますが、いくつかの制限もあります。 JavaScript のシングルスレッドの性質により、JavaScript マルチスレッドは Web ワーカーおよびその他のメソッドを通じて実装する必要があります。それにもかかわらず、Web ワーカーなどのマルチスレッド手法を合理的に使用することで、Web アプリケーションのパフォーマンスと応答性を向上させることができます。

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