各位观众，欢迎来到今天的“原子操作夜总会”，我是今晚的驻场谐星（兼你的编程讲师），咱们今天要聊的是JS里一个挺有意思的新玩意儿：Atomics.waitAsync。
你是不是觉得JS是单线程的，谈并发简直是天方夜谭？这话没错，但架不住人家标准委员会的人能折腾啊！他们想方设法在单线程的环境下模拟出并发的效果，Atomics.waitAsync就是其中一个重要的尝试。
为什么要搞出个Atomics.waitAsync？
首先，咱们得明白，JS的传统Atomics.wait是阻塞操作。这意味着，如果一个线程在等待某个条件满足，它就啥也干不了，直接卡死在那里。这在浏览器的主线程里简直是灾难性的，想象一下，你的网页因为一个Atomics.wait直接卡死，用户会怎么想？估计会直接关掉网页，然后把你拉黑。
所以，我们需要一种非阻塞的等待机制，让线程在等待的时候可以去做别的事情，等条件满足了再回来继续执行。Atomics.waitAsync就是为此而生的。
Atomics.waitAsync是个什么玩意儿？
简单来说，Atomics.waitAsync允许你在等待一个共享内存中的值发生变化时，不会阻塞当前线程。它会返回一个Promise，当条件满足时，Promise会resolve；如果超时，Promise会reject。
这就像你在酒吧里点了杯酒，然后服务员告诉你：“您先去玩，酒好了我叫您。” 你就可以放心地去跳舞（做其他事情），不用一直傻站在吧台等着。
Atomics.waitAsync的语法
Atomics.waitAsync(typedArray, index, value, timeout);typedArray: 一个共享的整型类型的TypedArray，比如Int32Array。index: 要等待的typedArray中的索引。value: 要等待的值。只有当typedArray[index]的值等于value时，等待才会开始。timeout(可选): 等待的毫秒数。如果省略，则无限期等待。
返回值是一个对象，包含以下属性：
async: 一个Promise，当条件满足时 resolve，超时时 reject。value: 一个字符串，表示等待的结果，可能是 "ok" (等待成功) 或 "timed-out" (超时)。
Atomics.waitAsync使用示例
咱们来模拟一个简单的生产者-消费者模型，看看Atomics.waitAsync是如何发挥作用的。
// 创建一个共享的Int32Array
const sab = new SharedArrayBuffer(4);
const ia = new Int32Array(sab);
// 生产者
async function producer() {
console.log("Producer: Starting...");
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000)); // 模拟生产耗时
console.log("Producer: Producing data...");
Atomics.store(ia, 0, 123); // 将数据写入共享内存
Atomics.notify(ia, 0, 1); // 通知等待的线程
console.log("Producer: Data produced and notified.");
}
// 消费者
async function consumer() {
console.log("Consumer: Starting...");
// 初始值
console.log("Consumer: Waiting for data...");
const result = Atomics.waitAsync(ia, 0, 0, 5000); // 等待 ia[0] 的值变为非 0，超时时间5秒
result.async.then(res => {
console.log("Promise result:", res);
}).catch(err => {
console.error("Promise error:", err);
});
const atomicResult = await result.async;
if (atomicResult === "ok") {
console.log("Consumer: Data received:", Atomics.load(ia, 0));
} else if (atomicResult === "timed-out") {
console.log("Consumer: Timeout waiting for data.");
} else {
console.log("Consumer: Unknown state:", atomicResult);
}
}
// 启动生产者和消费者
producer();
consumer();在这个例子中：
- 我们创建了一个共享的
Int32Array。 - 生产者模拟生产数据，然后使用
Atomics.store将数据写入共享内存，并使用Atomics.notify通知等待的线程。 - 消费者使用
Atomics.waitAsync等待共享内存中的值发生变化。 Atomics.waitAsync返回的Promise会在数据被生产出来时resolve，或者在超时后reject。- 消费者根据Promise的结果来判断是否成功接收到数据。
Atomics.notify 的作用
Atomics.notify用于唤醒等待在共享内存上的线程。它的语法如下：
Atomics.notify(typedArray, index, count);typedArray: 一个共享的整型类型的TypedArray。index: 要通知的typedArray中的索引。count: 要唤醒的线程数量。
Atomics.notify会唤醒最多count个等待在typedArray[index]上的线程。如果count为Infinity，则唤醒所有等待的线程。
Atomics.waitAsync 的优势
- 非阻塞:
Atomics.waitAsync不会阻塞当前线程，允许线程在等待期间执行其他任务。 - 异步:
Atomics.waitAsync返回一个Promise，可以方便地与async/await语法结合使用，使代码更易于阅读和维护。 - 原子性:
Atomics.waitAsync和Atomics.notify都是原子操作，可以确保在并发环境下数据的正确性。
Atomics.waitAsync 的局限性
- 需要共享内存:
Atomics.waitAsync只能用于共享内存，这需要在不同的线程或worker之间共享SharedArrayBuffer。 - 浏览器兼容性:
Atomics.waitAsync的浏览器兼容性还不是很好，需要考虑polyfill或transpile。 - 复杂性: 并发编程本身就比较复杂，使用
Atomics.waitAsync需要仔细考虑线程安全和数据同步的问题。
Atomics.waitAsync 的使用场景
- 生产者-消费者模型: 如上面的例子所示，
Atomics.waitAsync可以用于实现生产者-消费者模型，生产者生产数据，消费者等待数据。 - 任务队列: 可以使用
Atomics.waitAsync实现一个任务队列，worker线程等待任务，主线程将任务添加到队列中。 - 同步:
Atomics.waitAsync可以用于在不同的线程或worker之间进行同步，确保数据的正确性。
代码示例进阶：带有超时处理的更健壮的消费者
下面的例子展示了如何更健壮地处理超时情况，以及如何重试等待。
// 消费者（带有超时和重试）
async function consumerWithRetry() {
console.log("Consumer (Retry): Starting...");
let retryCount = 3;
while (retryCount > 0) {
console.log(`Consumer (Retry): Waiting for data (attempt ${4 - retryCount})...`);
const result = Atomics.waitAsync(ia, 0, 0, 1000); // 等待1秒
try {
const atomicResult = await result.async;
if (atomicResult === "ok") {
console.log("Consumer (Retry): Data received:", Atomics.load(ia, 0));
return; // 成功接收数据，退出循环
} else if (atomicResult === "timed-out") {
console.log("Consumer (Retry): Timeout waiting for data.");
retryCount--;
} else {
console.log("Consumer (Retry): Unknown state:", atomicResult);
return; // 出现未知状态，退出
}
} catch (error) {
console.error("Consumer (Retry): Promise error:", error);
return; // Promise发生错误，退出
}
}
console.log("Consumer (Retry): Failed to receive data after multiple retries.");
}
// 启动生产者和消费者
producer();
consumerWithRetry();在这个改进的版本中：
- 消费者尝试多次等待数据，如果超时，则重试。
- 使用
try...catch块处理Promise的reject情况，使代码更加健壮。 - 清晰地记录重试次数和结果，方便调试。
深入理解共享内存和TypedArray
Atomics.waitAsync依赖于共享内存，而共享内存是通过SharedArrayBuffer实现的。SharedArrayBuffer允许在不同的线程或worker之间共享数据。
TypedArray是用于操作SharedArrayBuffer的视图。它可以将SharedArrayBuffer中的数据解释为不同的数据类型，比如Int32Array、Float64Array等。
重要提示：安全问题！
使用共享内存需要特别注意安全问题。由于不同的线程或worker可以同时访问和修改共享内存，因此需要使用原子操作来确保数据的正确性。
总结
Atomics.waitAsync是JS中一种非阻塞的异步等待原子操作，它可以用于实现并发编程，提高程序的性能。但是，使用Atomics.waitAsync需要仔细考虑线程安全和数据同步的问题，并且需要注意浏览器兼容性。
Atomics.waitAsync vs Atomics.wait：表格对比
| 特性 | Atomics.wait |
Atomics.waitAsync |
|---|---|---|
| 阻塞性 | 阻塞 | 非阻塞 |
| 返回值 | (如果成功) 返回 ‘ok’，(如果超时或失败) 返回 ‘timed-out’ 或抛出异常 | 返回一个包含 Promise 的对象 |
| 使用场景 | 不需要非阻塞等待的场景 | 需要非阻塞等待的场景 |
| 适用环境 | Worker 线程 | Worker 线程、主线程 |
| 浏览器兼容性 | 较好 | 较差，需要polyfill |
| 易用性 | 简单 | 相对复杂，需要处理 Promise |
最后，给大家留个小作业：
尝试使用Atomics.waitAsync实现一个简单的锁，看看你能否成功地在多个线程或worker之间进行互斥访问。
希望今天的夜总会表演（兼技术讲座）能让你对Atomics.waitAsync有一个更深入的了解。记住，编程就像调酒，需要不断地尝试和调整，才能调出最适合你的那杯“代码鸡尾酒”。 咱们下期再见！