JavaScript内核与高级编程之：`Web Locks API`：如何在同源的不同标签页间实现资源锁定。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

好的，各位观众老爷们，咱们今天来聊聊一个挺有意思的东西：Web Locks API。这玩意儿能让你的网页在不同的标签页之间，像老大哥一样，管住那些想同时“抢地盘”的家伙们。想象一下，你辛辛苦苦写了个在线协作文档，结果用户A在编辑，用户B也在编辑，最后保存的时候，谁说了算？这就需要一个锁来保证数据的完整性。

一、啥是Web Locks API？为啥要用它？

简单来说，Web Locks API 允许你在同一个源（origin）的不同标签页或者窗口之间，协调对共享资源的访问。它提供了一种机制，让你可以申请一个“锁”，只有拿到锁的标签页才能操作资源，其他标签页只能等待。

为啥要用它？场景可多了：

防止数据冲突： 就像上面说的在线协作文档，或者在线表格。
保证事务一致性： 比如用户购买商品，你需要更新库存，生成订单等等，这些操作必须是原子性的，要么都成功，要么都失败。
避免重复操作： 比如你有一个按钮，点击后会发起一个很耗时的操作，你可以用锁来防止用户连续点击多次。
更好的用户体验： 在某些情况下，你知道其他标签页正在进行一些操作，你可以给用户一些提示，而不是让他们傻等。

二、Web Locks API的基本用法：三板斧

Web Locks API 用起来很简单，主要就三个方法：

navigator.locks.request(name, options, callback)：请求锁
Lock.release()：释放锁
navigator.locks.query()：查询锁的状态

咱们一个一个来啃。

1. navigator.locks.request(name, options, callback)：请求锁

这是最核心的方法，用来请求一个锁。

name：锁的名字，字符串类型。同一个源的不同标签页，只有锁的名字相同，才认为是同一个锁。你可以把它想象成房间的钥匙号码。
options：可选参数，一个对象，用来配置锁的行为。主要有两个属性：
- mode：锁的模式，可以是 "exclusive" (独占锁) 或者 "shared" (共享锁)。默认是 "exclusive"。
  - "exclusive"：只有一个标签页能拿到锁，其他人必须等。就像你上厕所，门锁了，别人就进不来。
  - "shared"：多个标签页可以同时拿到锁，但是需要看你的业务逻辑支不支持。比如读操作，多个标签页可以同时读一个文件。
- ifAvailable：可选参数， Boolean类型。表示如果锁可用立即返回，否则返回null，不等待。默认是false，会一直等待直到锁可用。
- steal：可选参数， Boolean类型。表示如果锁被其他标签页持有，则强制抢占，默认是false，不抢占。
callback：一个函数，当锁被成功获取时调用。这个函数可以接受一个 Lock 对象作为参数，代表获取到的锁。你可以在这个函数里执行需要锁保护的操作。

示例代码：

navigator.locks.request('my-resource', { mode: 'exclusive' }, lock => {
  console.log('成功获取锁！');

  // 在这里执行需要锁保护的操作
  doSomethingImportant();

  // 操作完成后释放锁
  lock.release();
  console.log('锁已释放！');
}).catch(error => {
  console.error('获取锁失败：', error);
});

function doSomethingImportant() {
  console.log('正在执行重要操作...');
  // 模拟耗时操作
  setTimeout(() => {
    console.log('重要操作完成！');
  }, 2000);
}

这段代码的意思是：

请求一个名为 my-resource 的独占锁。
如果成功获取到锁，就执行 doSomethingImportant() 函数。
doSomethingImportant() 函数模拟一个耗时操作。
操作完成后，释放锁。
如果获取锁失败，就打印错误信息。

2. Lock.release()：释放锁

这个方法很简单，就是用来释放你之前获取到的锁。注意，只有持有锁的标签页才能释放锁。释放后，其他等待的标签页就可以尝试获取锁了。

示例代码：

navigator.locks.request('my-resource', { mode: 'exclusive' }, lock => {
  console.log('成功获取锁！');

  // 在这里执行需要锁保护的操作
  doSomethingImportant();

  // 操作完成后释放锁
  lock.release(); // 释放锁
  console.log('锁已释放！');
}).catch(error => {
  console.error('获取锁失败：', error);
});

3. navigator.locks.query()：查询锁的状态

这个方法可以让你查询当前锁的状态，比如有哪些锁正在被使用，哪些锁正在等待。

它返回一个 Promise，resolve 的值是一个对象，包含以下属性：

held：一个数组，包含当前被持有的锁的信息。
pending：一个数组，包含当前正在等待的锁的信息。

每个锁的信息对象包含以下属性：

name：锁的名字。
mode：锁的模式（"exclusive" 或者 "shared"）。

示例代码：

navigator.locks.query().then(state => {
  console.log('当前锁的状态：', state);
});

三、高级用法：共享锁、ifAvailable 和 steal

除了独占锁之外，Web Locks API 还支持共享锁。共享锁允许多个标签页同时持有锁，但是你需要自己控制并发访问。

1. 共享锁 (mode: "shared")

共享锁适用于读多写少的场景，比如多个标签页可以同时读取同一个文件，但是只有一个标签页可以写入文件。

示例代码：

// 标签页A
navigator.locks.request('my-resource', { mode: 'shared' }, lock => {
  console.log('标签页A成功获取共享锁！');
  // 读取资源
  readResource();
  // 释放锁
  lock.release();
  console.log('标签页A释放共享锁！');
}).catch(error => {
  console.error('标签页A获取锁失败：', error);
});

// 标签页B
navigator.locks.request('my-resource', { mode: 'shared' }, lock => {
  console.log('标签页B成功获取共享锁！');
  // 读取资源
  readResource();
  // 释放锁
  lock.release();
  console.log('标签页B释放共享锁！');
}).catch(error => {
  console.error('标签页B获取锁失败：', error);
});

function readResource() {
  console.log('正在读取资源...');
  // 模拟读取操作
  setTimeout(() => {
    console.log('资源读取完成！');
  }, 1000);
}

在这个例子中，标签页A和标签页B都可以同时获取到 my-resource 的共享锁，然后同时读取资源。

2. ifAvailable: true

如果你不想让标签页一直等待锁，你可以设置 ifAvailable: true。这样，如果锁当前不可用，request() 方法会立即返回 null，而不是一直等待。

示例代码：

navigator.locks.request('my-resource', { mode: 'exclusive', ifAvailable: true }, lock => {
  if (lock) {
    console.log('成功获取锁！');
    // 在这里执行需要锁保护的操作
    doSomethingImportant();
    // 操作完成后释放锁
    lock.release();
    console.log('锁已释放！');
  } else {
    console.log('锁当前不可用！');
  }
}).catch(error => {
  console.error('获取锁失败：', error);
});

3. steal: true

这个参数比较暴力，允许你强制抢占其他标签页持有的锁。慎用！除非你有非常充分的理由，否则不要轻易使用这个参数。

示例代码：

navigator.locks.request('my-resource', { mode: 'exclusive', steal: true }, lock => {
  console.log('成功抢占锁！');
  // 在这里执行需要锁保护的操作
  doSomethingImportant();
  // 操作完成后释放锁
  lock.release();
  console.log('锁已释放！');
}).catch(error => {
  console.error('获取锁失败：', error);
});

四、实战案例：在线协作文档

咱们来用 Web Locks API 实现一个简单的在线协作文档。

HTML 结构

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>在线协作文档</title>
</head>
<body>
  <textarea id="document-content" style="width: 500px; height: 300px;"></textarea>
  <script src="script.js"></script>
</body>
</html>

JavaScript 代码 (script.js)

const documentContent = document.getElementById('document-content');
const lockName = 'document-lock';

// 保存文档内容
function saveDocument() {
  navigator.locks.request(lockName, { mode: 'exclusive' }, lock => {
    console.log('成功获取锁，开始保存文档...');
    // 模拟保存操作
    setTimeout(() => {
      localStorage.setItem('documentContent', documentContent.value);
      console.log('文档保存成功！');
      lock.release();
      console.log('锁已释放！');
    }, 1000);
  }).catch(error => {
    console.error('保存文档失败：', error);
  });
}

// 加载文档内容
function loadDocument() {
  const content = localStorage.getItem('documentContent') || '';
  documentContent.value = content;
}

// 监听 textarea 的 input 事件
documentContent.addEventListener('input', () => {
  // 每次修改都尝试保存
  saveDocument();
});

// 页面加载时加载文档内容
loadDocument();

// 每隔一段时间自动保存一次，防止用户忘记保存
setInterval(() => {
  saveDocument();
}, 10000);

这段代码的逻辑是：

saveDocument() 函数使用独占锁来保护保存操作。
每次 textarea 的内容发生变化时，都会尝试保存文档。
页面加载时，会从 localStorage 加载文档内容。
每隔 10 秒钟，会自动保存一次文档。

这样，即使多个标签页同时编辑文档，也能保证只有一个标签页在保存，避免数据冲突。

五、注意事项

兼容性： Web Locks API 的兼容性还不是很好，使用前请检查浏览器支持情况。你可以使用 navigator.locks 来判断浏览器是否支持 Web Locks API。
锁的持久性： Web Locks API 的锁不是持久的，当标签页关闭或者刷新时，锁会自动释放。
死锁： 要避免死锁的发生。例如，如果一个标签页持有锁 A，然后又尝试获取锁 B，而另一个标签页持有锁 B，然后又尝试获取锁 A，就会发生死锁。
性能： 频繁的获取和释放锁可能会影响性能，要根据实际情况进行权衡。
用户体验： 当锁被其他标签页持有时，可以给用户一些提示，而不是让他们傻等。

六、总结

Web Locks API 是一个很有用的 API，可以让你在同源的不同标签页之间协调对共享资源的访问。虽然它有一些限制，但是只要你合理使用，就能解决很多实际问题。

七、附录：常用场景和解决方案

场景	解决方案
防止重复提交	在提交按钮的点击事件中使用锁，只有获取到锁才能提交。
保证事务一致性	在事务开始前获取锁，事务结束后释放锁。
协调多个标签页之间的操作	使用锁来控制对共享资源的访问，例如，只有一个标签页可以执行某个耗时操作。
提示用户正在进行的操作	使用 `navigator.locks.query()` 方法来查询锁的状态，如果发现有其他标签页正在进行操作，就给用户一些提示。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家能学会 Web Locks API，并在实际项目中灵活运用。记住，合理使用锁，才能让你的网页更健壮、更可靠！

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