后端开发教程 - Java、Spring Boot 实战 - msg200.com
掌握 TypeScript 中的并发和并行
现代应用程序追求高性能和高响应速度，这要求开发人员掌握并发和并行技术。TypeScript 作为 JavaScript 的超集，提供了强大的工具和模式来管理这些复杂性。本指南从各个角度探讨了这两个概念，深入探讨了在 TypeScript 中利用并发和并行技术的实际示例、模式和高级实践。
并发与并行：主要区别
在开始编写代码之前，理解以下术语至关重要：
1.并发：
- 定义：系统通过交错执行（不一定同时执行）来处理多个任务的能力。
- 示例：在事件循环中在处理数据库查询和处理文件上传之间切换。
2.并行性：
- 定义：利用多核处理器同时执行多项任务。
- 示例：同时在不同的核心上执行复杂的数学计算。
可视化：
想象一家餐厅：
- 并发：一位厨师同时处理多道菜肴。
- 并行性：多位厨师同时制作不同的菜肴。
TypeScript 中的并发
JavaScript，以及 TypeScript 的扩展，都在单线程事件循环上运行，这听起来似乎不可能实现并发。然而，并发是通过回调、promise和async/await等异步编程模型实现的。
1. 使用 Promises 实现并发
Promises 是在 TypeScript 中实现并发的最简单方法之一。
const fetchData = (url: string) => {
return new Promise<string>((resolve) => {
setTimeout(() => resolve(`Data from ${url}`), 1000);
});
};
const main = async () => {
console.log('Fetching data concurrently...');
const data1 = fetchData('https://api.example.com/1');
const data2 = fetchData('https://api.example.com/2');
const results = await Promise.all([data1, data2]);
console.log(results); // ["Data from https://api.example.com/1", "Data from https://api.example.com/2"]
};
main();
解释：
Promise.all允许两个获取操作同时运行，从而节省时间。2 . 使用 Async/Await 的并发async/await简化了承诺链，同时保持了异步特性。
async function task1() {
console.log("Task 1 started");
await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 2000));
console.log("Task 1 completed");
}
async function task2() {
console.log("Task 2 started");
await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
console.log("Task 2 completed");
}
async function main() {
console.log("Concurrent execution...");
await Promise.all([task1(), task2()]);
console.log("All tasks completed");
}
main();
TypeScript 中的并行性
虽然 JavaScript 本身不支持多线程，但 Web Workers 和 Node.js Worker Threads 可以实现并行。这些功能利用单独的线程来处理计算量大的任务。
1. Web Workers 的并行性
在浏览器环境中，Web Workers 在单独的线程中执行脚本。
// worker.ts
addEventListener('message', (event) => {
const result = event.data.map((num: number) => num * 2);
postMessage(result);
});
// main.ts
const worker = new Worker('worker.js');
worker.onmessage = (event) => {
console.log('Result from worker:', event.data);
};
worker.postMessage([1, 2, 3, 4]);
2. Node.js 工作线程
对于服务器端应用程序，Node.js 提供了worker_threads。
// worker.js
const { parentPort } = require('worker_threads');
parentPort.on('message', (data) => {
const result = data.map((num) => num * 2);
parentPort.postMessage(result);
});
// main.js
const { Worker } = require('worker_threads');
const worker = new Worker('./worker.js');
worker.on('message', (result) => {
console.log('Worker result:', result);
});
worker.postMessage([1, 2, 3, 4]);
有效并发和并行的模式
1. 用于管理并发的任务队列
在处理许多任务时，任务队列可确保受控执行。
class TaskQueue {
private queue: (() => Promise<void>)[] = [];
private running = 0;
constructor(private concurrencyLimit: number) {}
enqueue(task: () => Promise<void>) {
this.queue.push(task);
this.run();
}
private async run() {
if (this.running >= this.concurrencyLimit || this.queue.length === 0) return;
this.running++;
const task = this.queue.shift();
if (task) await task();
this.running--;
this.run();
}
}
// Usage
const queue = new TaskQueue(3);
for (let i = 0; i < 10; i++) {
queue.enqueue(async () => {
console.log(`Task ${i} started`);
await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
console.log(`Task ${i} completed`);
});
}
2. 使用工作池进行负载平衡
工作池可以有效地在多个工作器之间分配任务。
import { Worker, isMainThread, parentPort, workerData } from 'worker_threads';
if (isMainThread) {
const workers = Array.from({ length: 4 }, () => new Worker(__filename));
const tasks = [10, 20, 30, 40];
workers.forEach((worker, index) => {
worker.postMessage(tasks[index]);
worker.on('message', (result) => console.log('Result:', result));
});
} else {
parentPort.on('message', (task) => {
parentPort.postMessage(task * 2);
});
}
挑战与解决方案
1. 调试异步代码
- 使用 Node.js 之类的工具
async_hooks来跟踪异步操作。 - 使用支持调试异步/等待代码的 IDE。
2.错误处理
- 将承诺包装在
try/catch块中或use .catch()用Promise.all。
3. 竞争条件
避免共享状态或使用锁定机制。
并发和并行的最佳实践
1. 优先考虑异步 I/O：避免 I/O 密集型操作阻塞主线程。2
. 使用工作线程执行 CPU 密集型任务：将繁重的计算任务卸载到工作线程或 Web Worker 上。3
. 限制并发：使用任务队列或类似库p-limit来控制并发级别。4
. 利用库：使用类似库Bull进行任务队列或Workerpool工作线程管理。
结论：
并发性和并行性对于构建高性能、可扩展的 TypeScript 应用程序至关重要。并发性通过交错执行任务来提高响应速度，而并行性则支持在多核系统上同时执行。掌握这些概念，开发人员可以应对现代应用程序中的挑战，并提供无缝的用户体验。
我的个人网站：https://shafayet.zya.me
这是如何关闭 Vim...😭😭😭
