好的，没问题。
大家好，欢迎来到今天的“浏览器互斥锁：Web Locks API 实战指南”讲座。今天咱们不讲枯燥的理论，直接上手，用代码说话，让你彻底搞懂 Web Locks API 这个浏览器里的“锁匠”是如何工作的。
开场白：并发的烦恼与“锁匠”的诞生
在单线程的 JavaScript 世界里，我们经常会遇到并发问题，尤其是在多标签页或者使用 Web Workers 的场景下。想象一下，你正在开发一个在线购物网站，用户同时在两个标签页点击了“付款”按钮。如果没有合适的机制，可能就会出现超卖或者重复支付的问题，这可就麻烦大了！
为了解决这个问题，W3C 的大佬们推出了 Web Locks API。它就像一个“锁匠”，可以在浏览器里为我们提供互斥锁，确保同一时刻只有一个标签页或者 Web Worker 可以访问某个资源。
第一幕：Web Locks API 的基本用法
Web Locks API 非常简单，主要就两个核心方法：
navigator.locks.request(name, options, callback)：请求一个锁。navigator.locks.query()：查询当前有哪些锁被占用。
其中，name 是锁的名字，相当于锁的“钥匙孔”，不同的资源可以使用不同的名字。options 可以设置锁的模式，callback 是获取锁之后要执行的函数。
1. 请求锁：navigator.locks.request()
咱们先来看一个简单的例子：
navigator.locks.request('my-resource', lock => {
console.log('成功获取锁！');
// 在这里执行需要互斥访问的代码
// ...
// 锁会自动释放，或者也可以手动释放
// lock.release();
}).then(() => {
console.log('锁已释放 (Promise 方式)');
}).catch(error => {
console.error('获取锁失败:', error);
});这段代码的意思是：
- 尝试获取名为
my-resource的锁。 - 如果获取成功，就会执行
callback函数。 - 在
callback函数里，我们可以执行需要互斥访问的代码。 then()方法会在锁自动释放或者手动释放后执行。catch()方法会在获取锁失败时执行。
注意，lock 对象会在 callback 执行完毕后自动释放锁。当然，你也可以手动调用 lock.release() 来释放锁。
2. 锁的模式：mode 选项
options 对象可以设置锁的模式，有两种模式：
exclusive(默认)：排他锁，同一时刻只能有一个请求获取到锁。shared：共享锁，同一时刻可以有多个请求获取到锁。
排他锁适用于需要完全互斥访问的场景，比如上面提到的付款操作。共享锁适用于允许多个请求同时读取资源的场景，比如读取缓存数据。
navigator.locks.request('my-resource', { mode: 'shared' }, lock => {
console.log('成功获取共享锁！');
// 在这里执行读取操作
}).catch(error => {
console.error('获取锁失败:', error);
});3. 锁的自动释放
Web Locks API 的一个重要特性是锁的自动释放。当 callback 函数执行完毕，或者页面关闭时，锁会自动释放。这可以防止锁被意外占用，导致死锁。
第二幕：Web Workers 中的 Web Locks API
Web Locks API 在 Web Workers 中同样可以使用，这使得我们可以实现跨线程的资源互斥。
// 在 Web Worker 中
self.addEventListener('message', event => {
if (event.data.type === 'acquireLock') {
navigator.locks.request('worker-resource', lock => {
console.log('Worker 成功获取锁！');
// 在这里执行需要互斥访问的代码
self.postMessage({ type: 'lockAcquired' }); // 通知主线程锁已获取
// 模拟耗时操作
setTimeout(() => {
console.log('Worker 释放锁！');
self.postMessage({ type: 'lockReleased' }); // 通知主线程锁已释放
}, 2000);
}).catch(error => {
console.error('Worker 获取锁失败:', error);
self.postMessage({ type: 'lockFailed', error: error.message }); // 通知主线程锁获取失败
});
}
});这段代码在 Web Worker 中监听 message 事件，当收到 acquireLock 消息时，尝试获取名为 worker-resource 的锁。获取成功后，会执行一段耗时操作，然后释放锁。
在主线程中，我们可以这样使用 Web Worker：
const worker = new Worker('worker.js');
worker.addEventListener('message', event => {
if (event.data.type === 'lockAcquired') {
console.log('主线程收到锁已获取的通知');
} else if (event.data.type === 'lockReleased') {
console.log('主线程收到锁已释放的通知');
} else if (event.data.type === 'lockFailed') {
console.error('主线程收到锁获取失败的通知:', event.data.error);
}
});
worker.postMessage({ type: 'acquireLock' }); // 请求 Web Worker 获取锁第三幕：避免死锁的艺术
虽然 Web Locks API 提供了锁的自动释放机制，但我们仍然需要注意避免死锁的发生。
死锁是指两个或多个请求互相等待对方释放锁，导致所有请求都无法继续执行。
以下是一些避免死锁的建议：
-
尽量避免嵌套锁： 避免在一个
callback函数中再次请求锁。如果必须嵌套锁，确保锁的获取顺序一致。 -
设置超时时间： Web Locks API 没有提供直接设置超时时间的选项，但我们可以使用
Promise.race()来实现超时机制。const timeout = new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { reject(new Error('获取锁超时')); }, 5000); // 5 秒超时 }); Promise.race([ navigator.locks.request('my-resource', lock => { console.log('成功获取锁！'); // ... }), timeout ]).catch(error => { console.error('获取锁失败:', error); }); -
小心异步操作： 在
callback函数中执行异步操作时，要确保在异步操作完成后释放锁。可以使用async/await来简化异步操作。navigator.locks.request('my-resource', async lock => { console.log('成功获取锁！'); try { // 执行异步操作 const result = await fetch('https://example.com/api'); const data = await result.json(); console.log('异步操作结果:', data); } catch (error) { console.error('异步操作失败:', error); } finally { // 确保在异步操作完成后释放锁 console.log('锁已释放 (finally)'); } }).catch(error => { console.error('获取锁失败:', error); });
第四幕：查询锁的状态：navigator.locks.query()
navigator.locks.query() 方法可以查询当前有哪些锁被占用，以及锁的模式和请求者信息。
navigator.locks.query().then(state => {
console.log('当前锁的状态:', state);
// state 对象包含以下属性：
// - held: 数组，包含当前被持有的锁的信息
// - pending: 数组，包含正在等待获取锁的请求的信息
});state 对象包含两个属性：
held：一个数组，包含当前被持有的锁的信息。每个锁的信息包含name(锁的名字) 和mode(锁的模式)。pending：一个数组，包含正在等待获取锁的请求的信息。每个请求的信息包含name(锁的名字) 和mode(锁的模式)。
这个方法可以用于调试和监控锁的状态，帮助我们发现潜在的死锁问题。
第五幕：实际应用场景举例
- 防止重复提交表单： 在用户提交表单时，获取一个锁，防止用户多次点击提交按钮导致重复提交。
- 控制并发写入： 在多个标签页或者 Web Workers 中同时写入同一个文件时，使用锁来控制并发，防止数据冲突。
- 缓存更新： 在多个请求同时尝试更新缓存时，使用锁来保证只有一个请求可以成功更新缓存。
- 实现分布式计数器： 使用锁来保证计数器的原子性，防止并发更新导致计数错误。
案例1：防止重复提交表单
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>防止重复提交表单</title>
</head>
<body>
<form id="myForm">
<label for="name">姓名:</label><br>
<input type="text" id="name" name="name"><br><br>
<button type="submit">提交</button>
</form>
<script>
const form = document.getElementById('myForm');
let submitting = false; // 标志变量，记录是否正在提交
form.addEventListener('submit', async (event) => {
event.preventDefault(); // 阻止默认的表单提交
if (submitting) {
alert('请不要重复提交！');
return;
}
submitting = true; // 设置标志为正在提交
try {
await navigator.locks.request('form-submit', async (lock) => {
console.log('成功获取锁，开始提交表单...');
// 模拟提交过程
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 2000)); // 模拟2秒的提交延迟
console.log('表单提交完成！');
alert('表单提交成功！');
});
} catch (error) {
console.error('提交失败:', error);
alert('提交失败，请重试！');
} finally {
submitting = false; // 无论成功与否，重置标志
}
});
</script>
</body>
</html>在这个例子中，我们使用 form-submit 锁来防止重复提交表单。当用户点击提交按钮时，会尝试获取锁。如果获取成功，就会执行表单提交操作。如果在提交过程中发生错误，或者用户在提交过程中再次点击提交按钮，就会弹出提示框，告知用户不要重复提交。
案例2：控制并发写入
假设我们有一个 Web Worker，负责将数据写入本地存储。为了防止多个 Web Workers 同时写入导致数据冲突，我们可以使用 Web Locks API 来控制并发。
worker.js
self.addEventListener('message', async (event) => {
if (event.data.type === 'writeData') {
const data = event.data.data;
try {
await navigator.locks.request('local-storage-write', async (lock) => {
console.log('Worker 成功获取锁，开始写入数据...');
localStorage.setItem('myData', JSON.stringify(data));
console.log('数据写入完成！');
self.postMessage({ type: 'writeSuccess' });
});
} catch (error) {
console.error('写入失败:', error);
self.postMessage({ type: 'writeFailed', error: error.message });
}
}
});main.js
const worker1 = new Worker('worker.js');
const worker2 = new Worker('worker.js');
worker1.addEventListener('message', (event) => {
if (event.data.type === 'writeSuccess') {
console.log('Worker 1 数据写入成功！');
} else if (event.data.type === 'writeFailed') {
console.error('Worker 1 写入失败:', event.data.error);
}
});
worker2.addEventListener('message', (event) => {
if (event.data.type === 'writeSuccess') {
console.log('Worker 2 数据写入成功！');
} else if (event.data.type === 'writeFailed') {
console.error('Worker 2 写入失败:', event.data.error);
}
});
worker1.postMessage({ type: 'writeData', data: { message: 'Hello from Worker 1' } });
worker2.postMessage({ type: 'writeData', data: { message: 'Hello from Worker 2' } });在这个例子中，我们创建了两个 Web Workers，它们都尝试将数据写入本地存储。由于我们使用了 local-storage-write 锁，只有一个 Web Worker 能够成功获取锁，并写入数据。另一个 Web Worker 会等待锁释放后才能写入数据。
总结：Web Locks API 的优势与局限
优势：
- 简单易用： API 非常简单，容易上手。
- 跨标签页和 Web Worker： 可以实现跨标签页和 Web Worker 的资源互斥。
- 自动释放： 锁会自动释放，避免死锁。
- 轻量级： 不需要引入额外的库或者服务。
局限：
- 仅限于浏览器环境： 只能在浏览器环境中使用。
- 不支持超时时间： 没有提供直接设置超时时间的选项。
- 不支持优先级： 无法设置锁的优先级。
- 非持久化： 锁的信息存储在浏览器内存中，页面关闭后锁的信息会丢失。
表格总结：Web Locks API 关键特性
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 互斥性 | 确保同一时刻只有一个或多个请求可以访问特定资源。 |
| 锁模式 | 支持 exclusive (排他锁) 和 shared (共享锁) 两种模式。 |
| 自动释放 | 当 callback 函数执行完毕或页面关闭时，锁会自动释放。 |
| 跨标签页/Worker | 可以在不同的标签页和 Web Worker 之间实现资源互斥。 |
| 查询锁状态 | 可以使用 navigator.locks.query() 方法查询当前锁的状态。 |
| 避免死锁 | 通过避免嵌套锁、设置超时时间等方式来降低死锁发生的概率。 |
| 应用场景 | 防止重复提交表单、控制并发写入、缓存更新、实现分布式计数器等。 |
| 局限性 | 仅限于浏览器环境、不支持超时时间、不支持优先级、非持久化。 |
最后的叮嘱：谨慎使用，避免过度锁
Web Locks API 是一个强大的工具，但也要谨慎使用。过度使用锁可能会导致性能下降，甚至引发死锁。在设计并发系统时，要仔细评估是否需要使用锁，以及如何使用锁才能达到最佳效果。
好了，今天的讲座就到这里。希望通过今天的讲解，你已经对 Web Locks API 有了更深入的了解。记住，代码才是最好的老师，多动手实践，才能真正掌握这门技术。 谢谢大家！