标签： sharedarraybuffer

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如何使用 `SharedArrayBuffer` 和 `Atomics` 实现一个高性能的无锁队列 (`Lock-Free Queue`)？

好的，各位听众朋友们，大家好！今天咱们来聊点刺激的——用 SharedArrayBuffer 和 Atomics 打造一个高性能的无锁队列。保证让你的并发编程水平直接起飞！ 开场白：锁的烦恼 说到并发编程，那真是几家欢喜几家愁。欢喜的是，CPU利用率蹭蹭往上涨；愁的是，一不小心就死锁、数据竞争，Debug到天荒地老。传统的锁机制虽然能解决问题，但就像交通高峰期的收费站，效率低下，上下文切换开销巨大。所以，我们要寻找更高效的解决方案！ 主角登场：SharedArrayBuffer 和 Atomics SharedArrayBuffer 就像一块共享的内存区域，允许多个线程（或者Web Workers）直接访问同一块数据。这听起来很危险，对吧？别怕，Atomics 就是来保护我们的超级英雄。Atomics 提供了一系列原子操作，保证在多线程环境下对共享数据进行安全的操作，例如原子加、原子减、原子比较并交换等。 无锁队列：概念与原理 无锁队列，顾名思义，就是不需要锁也能安全地进行并发操作的队列。它的核心思想是利用原子操作来保证数据的一致性，避免锁带来的性能瓶颈。 设计思路：环形缓冲区 我们选 …

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JS `SharedArrayBuffer` `Memory Fences` (`Atomics.fence`) 与 `Memory Ordering`

各位观众，晚上好！我是你们的老朋友，今天咱们聊聊 JavaScript 里那些听起来高大上，实际用起来有点烧脑的家伙：SharedArrayBuffer、Atomics.fence 以及内存排序。 准备好了吗？Let’s dive in! Part 1: SharedArrayBuffer：共享的烦恼，共同的快乐？ 首先，我们来认识一下 SharedArrayBuffer。这家伙，顾名思义，就是一块可以在多个 JavaScript 上下文（比如Web Workers）之间共享的内存区域。 过去，JavaScript 秉承着“你的是你的，我的是我的，咱俩井水不犯河水”的原则，各个上下文之间的数据传递只能靠消息传递（postMessage），效率嘛，呵呵。 SharedArrayBuffer 的出现打破了这个局面，让大家可以直接操作同一块内存，就像一群人围着一个大黑板，你画一笔，我添一笔，最后完成一幅大作。 但是，共享的快乐背后往往隐藏着烦恼。当多个线程同时读写同一块内存时，就可能出现各种意想不到的问题，比如数据竞争、脏读、ABA问题等等。 想象一下： 线程A想把黑板上的数字从 …

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JS `SharedArrayBuffer` 与 `Atomics`：多线程共享内存与原子操作

大家好，我是你们今天的“并发问题终结者”——阿汤哥。今天咱们来聊聊JavaScript里听起来有点吓人，但其实没那么难的SharedArrayBuffer和Atomics。保证让各位听完之后，也能像我一样，对着并发问题嘿嘿一笑，轻松搞定！ 开场白：单线程的无奈与多线程的诱惑 JavaScript一直以来都被认为是单线程语言。啥意思？简单说，就是你让它同时做两件事，它其实是左顾右盼，快速切换着做，看起来像同时，但本质上还是排队进行。 这样做的好处是简单，避免了多线程带来的各种复杂问题，比如数据竞争、死锁等等。但是，随着Web应用越来越复杂，单线程的瓶颈也日益凸显。想象一下，你用JS处理一个巨大的图像，浏览器卡成PPT，用户只能干瞪眼，是不是很尴尬？ 于是，英雄（们）出现了！SharedArrayBuffer和Atomics的引入，让JavaScript也能玩转多线程，开启了并发编程的新纪元。 第一幕：SharedArrayBuffer——共享内存的钥匙 SharedArrayBuffer，顾名思义，就是一个可以在多个线程（通常是通过Web Workers创建的）之间共享的内存区域。你可以 …

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JS `SharedArrayBuffer` `Contention` (竞争) 缓解：`Backoff` 策略与无锁算法

各位观众，欢迎来到今天的“SharedArrayBuffer 之歌”专场！今天咱们不聊八卦，只谈“竞争”。是的，就是那个让你我头疼的“共享资源抢夺战”。别怕，我已经准备好了“Backoff 策略”和“无锁算法”这两把利剑，保证砍得竞争哭爹喊娘。 第一幕：SharedArrayBuffer，甜蜜的陷阱 SharedArrayBuffer (SAB) 这玩意儿，说白了就是一块大家都能摸的内存。在多线程/Worker 的世界里，它就像一块公用的黑板，大家可以在上面写写画画，实时共享数据。听起来很美好是不是？ 但等等，美好的事物往往伴随着风险。想象一下，一群熊孩子围着一块黑板，都想在上面涂鸦，结果会怎么样？肯定是一团糟！SAB 也一样，多个线程/Worker 同时访问和修改同一块内存区域，就会引发“竞争”，轻则数据错乱，重则程序崩溃。 所以，SAB 就像潘多拉的魔盒，打开它，你就必须做好应对各种妖魔鬼怪的准备。 第二幕：竞争者现身，问题浮出水面 竞争到底是什么鬼？简单来说，就是多个线程/Worker 试图同时访问或修改 SAB 中的同一块数据。这会导致以下问题： 数据竞争 (Data Race …

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JS `SharedArrayBuffer` `Memory Model` (`SC`, `Acquire/Release`, `Relaxed`) 与并发一致性

各位朋友，大家好！今天咱们聊聊JavaScript里一个挺刺激的东西：SharedArrayBuffer。这玩意儿一听就跟共享单车似的，大家都能用。但共享单车乱停乱放会出问题，SharedArrayBuffer用不好，也会让你的程序变得一团糟。所以，咱们今天就来好好唠唠它的内存模型，以及如何用各种姿势（SC, Acquire/Release, Relaxed）来保证并发一致性。 SharedArrayBuffer：一块共享的蛋糕 想象一下，你有一块蛋糕（ArrayBuffer），原本只有你自己能吃。但现在，你把它变成了SharedArrayBuffer，这意味着，多个JavaScript线程（Web Workers）都可以同时来啃这块蛋糕。这听起来很美好，大家一起吃蛋糕，效率多高啊！但是，问题来了： 你一口，我一口： 两个线程同时想吃同一块地方的蛋糕，谁先吃？吃多少？ 蛋糕屑乱飞： 一个线程在切蛋糕，另一个线程在吃，结果切出来的形状不对，或者蛋糕屑乱飞，影响口感。 这些问题，在单线程的JavaScript世界里是不存在的。因为只有一个线程在操作数据，不存在并发冲突。但是，SharedA …

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JS `SharedArrayBuffer` `Coherence Protocols` (缓存一致性协议) 与硬件交互

观众朋友们，晚上好！今儿咱聊聊SharedArrayBuffer背后那些“默契”的事儿：缓存一致性协议！ 各位，JavaScript 里的 SharedArrayBuffer (SAB) 这玩意儿，大家或多或少都听过。它允许在不同的 JavaScript 上下文（比如 Web Workers）之间共享内存。想象一下，两个人同时编辑同一份文档，那得有多热闹！但这种热闹也可能引发混乱，比如一个人改了数据，另一个人却不知道，还在用旧数据。 这时候，就需要一种机制来保证数据的一致性，这就是缓存一致性协议登场的时候了。 1. 啥是缓存一致性协议？为啥要有它？ 简单来说，缓存一致性协议就是一套规则，用来保证多个处理器（或者说核心）的缓存中，共享数据的副本始终保持一致。 缓存是个啥？ 缓存就像你的草稿本，把你经常用到的数据先抄一份放在手边，下次用的时候就不用再去翻大部头（主内存）了，速度嗖嗖的。 为啥要一致？ 多个核心都有自己的缓存，如果每个核心都随便改自己的缓存，那大家看到的数据就不一样了，程序就乱套了。 举个例子，小明和小红同时在编辑一个数字： 核心 缓存中的值 操作 小明 10 +5 小红 1 …

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JS `SharedArrayBuffer` 与 `Web Locks API` 构建跨 Worker 的分布式共享内存锁

各位观众，晚上好！今天咱们来聊聊如何在 JavaScript 的多线程世界里，用 SharedArrayBuffer 和 Web Locks API 打造一套跨 Worker 的分布式共享内存锁。这听起来有点像科幻小说，但其实非常实用，能让你的 Web 应用在多核 CPU 上跑得更快更稳。 首先，咱们先来了解一下这两个主角：SharedArrayBuffer 和 Web Locks API。 主角一：SharedArrayBuffer，共享的记忆 想象一下，你有一块内存，但不是你一个人独享，而是所有 Worker 都能看到、都能修改。这就是 SharedArrayBuffer 的作用。它就像一个公共的黑板，所有 Worker 都可以在上面写写画画，但是，也正因为是共享的，所以需要一些机制来避免大家同时修改导致数据混乱。 SharedArrayBuffer 本身只是提供了一块共享的内存区域，如何在这块区域上进行读写，以及如何保证多线程安全，就需要用到 Atomics 对象。Atomics 对象提供了一系列原子操作，可以确保在多线程环境下对 SharedArrayBuffer 的读写操作是 …

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JS `SharedArrayBuffer` 与 CPU 缓存行：跨线程性能瓶颈与优化

大家好，我是你们今天的性能优化导师，代号“线程猎手”。今天咱们来聊聊JavaScript里一个比较“刺激”的东西——SharedArrayBuffer，以及它和CPU缓存行之间的爱恨情仇。准备好了吗？系好安全带，咱们开始！ 开场：SharedArrayBuffer，这货是干嘛的？ 在JavaScript的世界里，一直以来都是单线程的天堂。但随着Web应用越来越复杂，单线程开始力不从心。为了让JavaScript也能玩转多线程，SharedArrayBuffer应运而生。 简单来说，SharedArrayBuffer就像一块共享的内存区域，多个线程（通过Web Workers创建）可以同时访问和修改这块内存。这听起来是不是很美好？终于可以告别消息传递的繁琐，直接共享数据了！ 理想很丰满，现实很骨感：缓存行这堵墙 但是，理想很美好，现实往往会给你一巴掌。SharedArrayBuffer虽然提供了共享内存，但也引入了一个新的性能瓶颈：CPU缓存行（Cache Line）。 要理解这个问题，我们先来简单回顾一下CPU缓存的工作原理。CPU访问内存的速度远慢于访问寄存器，所以CPU引入了多级缓 …

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JS `SharedArrayBuffer` 与 `Atomics`：多线程共享内存与原子操作

各位老铁，大家好！今天咱们来聊聊 JavaScript 里一个挺硬核的玩意儿：SharedArrayBuffer 和 Atomics。这俩家伙组合起来，能让 JS 玩转多线程共享内存，听起来是不是有点刺激？ 一、单线程的烦恼：JS 的前世今生 话说当年 JS 出生的时候，就没打算搞什么多线程。为啥？因为浏览器环境太复杂了，多线程容易把事情搞砸，各种死锁、竞争条件，想想都头大。所以，JS 选择了单线程这条路，简单省事。 但是，单线程也有单线程的烦恼。如果你的 JS 代码里有个耗时的操作，比如计算 Pi 的小数点后 10000 位，那整个浏览器界面就卡死了，用户体验极差。 二、Web Workers：曲线救国，多线程初探 为了解决这个问题，Web Workers 横空出世。Web Workers 允许你在浏览器里创建独立的线程，执行 JS 代码，而且不会阻塞主线程。 Web Workers 和主线程之间的通信，是通过消息传递机制实现的。简单来说，就是你发一个消息给 Worker，Worker 执行完任务，再发个消息给主线程。 // 主线程 const worker = new Worker …

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JS `SharedArrayBuffer` 内存模型：`sequentially consistent` 与 `acquire/release` 语义

各位观众老爷，大家好！我是今天的主讲人，咱们今天聊点刺激的：JS SharedArrayBuffer 的内存模型，以及它背后那些让人头疼又兴奋的 sequentially consistent 和 acquire/release 语义。 别害怕，虽然听起来高大上，但其实没那么可怕。我会尽量用最接地气的方式，把这些概念掰开了、揉碎了，喂到你嘴里。保证你听完之后，不仅能明白，还能拿出去装X。 咱们先来个开胃小菜： SharedArrayBuffer 是个啥？ 简单来说，SharedArrayBuffer 允许 JavaScript 和 WebAssembly 共享同一块内存空间。 这意味着，不同的线程（worker）可以同时读写同一块数据，而不需要通过繁琐的消息传递。 听起来是不是很美好？ 但是，共享内存也带来了新的问题：并发访问。 如果多个线程同时修改同一个数据，会发生什么？ 结果可能让你怀疑人生。 这就是内存模型登场的地方。 内存模型定义了程序中各个线程如何看到内存中的数据。 它决定了哪些操作是允许的，以及它们执行的顺序。 Sequentially Consistent：最理想的世界 …

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