web worker在WebKit中的实现机制

浏览数：44 / 时间：2015年06月09日

web worker 是运行在后台的 JavaScript，独立于其他脚本，不会影响页面的性能。这是HTML5的一个标准；实现上讲，浏览器为wokrer启动了新的线程，从而实现了异步操作的功能;

下面是woker的一个简单例子，在html页面中，以worker.js为源文件，创建了名为“worker”的Worker对象，通过worker.postMessage()接口向worker线程发送消息； worker线程将JSON格式化传递的两个数据相加后，再通过postMessage()接口将消息发送回页面js运行的主线程；主线程再在onMessage()函数中处理woker线程发来的消息；

main.html

<html>
  <head>
  <script type="text/javascript">
    var worker = new Worker(’worker.js’); 
    var obj = {"first":1, "second":2};
    worker.postMessage(obj); 
    worker.onmessage = function (event) { 
      alert(event.data);
    }

    function postMsg(){
      if (worker)
        worker.postMessaage(obj); 
    }
  </script> 
  </head>
  <body>
     <button onclick="postMsg()">post</button>
  </body>
</html>

worker.js

 onmessage = function (event) 
 { 
    var data = event.data;
   var first=data.first;
   var second=data.second;
   handleTask(first,second); 
 }; 

 function  handleTask(a, b)
  {
    var out = a + b;
    postMessage("Worker Done! out = " + out);
  }

WebKit加载并执行js的流程简单分成以下几步：

1. 执行到"var worker = new Worker(‘worker.js‘)“时，在内核中构造WebCore::JSWorker对象（JSBbindings层）以及对应的WebCore::Worker对象（WebCore模块);

2. 构造JSWorker对象的过程中，根据初始化的url地址"worker.js"发起异步加载的流程；

3. 执行worker.postMessage()，向worker线程发送JSON格式化的消息数据；因为这个时候，worker线程还没有创建，所以消息数据放在一个临时消息队列中；

4. worker.js异步加载完成后，创建并启动worker线程，并将临时消息队列中的消息数据copy到woker对应的WorkerRunLoop的消息队列中；

5. worker线程创建完成后，开始处理WorkerRunLoop的消息队列中所保存的消息；

6. woker线程发送消息到主线程；

7. 主线程消息worker线程发送的消息，执行onMessage();

当然如果，在经过一轮消息来回后，我们通过例子中的button按钮来异步触发消息发送，那么步骤3的执行会有区别；这个时候因为worker线程已经创建，所以消息会直接添加到WorkerRunLoop的消息队列中；

为了搞清楚整个实现机制，我们先来看一下WebKit内部worker相关的类，　其中Worker对应主页面JS中的‘worker‘对象（主线程中），而DedicatedWorkerThread表示worker线程； WorkerMessagingProxy关联了Worker对象与worker线程，从而实现主线程与worker线程之间的消息中转； DedicatedWorkerThread通过WorkerScriptController控制worker.js文件中的脚本在worker线程中的执行；浏览器会为worker线程创建一个独立的虚拟机环境(VM);

下面来看一下详细流程：

1. worker.js的异步加载过程如下图，加载是在创建WebCore::JSWorker和WebCore::Worker对象的时候发起的，并且是异步加载的流程，不会阻塞后续JS的执行，这也是为什么首次调用worker.postMessage()的时候，会出现worker线程还没有创建的情况；

2. worker线程的创建如下图所示。可以看出，当worker.js加载完成后，WebKit会通过中转对象WorkerMessagingProxy创建DedicatedWorkerThread对象，并启动WorkerThread; WorkerMessagingProxy保持DedicatedWorkerThread对象的指针；

3. 主线程向worker线程发送消息的流程如下，当js执行到"worker.postMessage()“时，最终会通过JS主线程虚拟机映射到JSWorker::postMessage()函数，并通过中转对象WorkerMessagingProxy将消息添加到worker的消息队列；如果worker线程在发送消息的时候，还没有创建，我们看到有个m_queueEarlyTasks对象会临时保存当前消息，并在worker线程创建后再转移到正式的消息队列中；否则，直接将消息添加到WorkerRunLoop管理的正式消息队列中；

4. worker线程中处理消息的流程如下，这就是worker.js中开始执行”onmessage()”的流程；我们可以看到DedicatedWorkThread对象在自己的线程环境下的runLoop取出消息队列中的数据执行；而执行是通过EventTarget::dispatchEvent()分发并fire一个"message"类型的事件来实现的；