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由于Spectre和Meltdown的漏洞，所有主流浏览器在2018年1月就禁用了sharedArrayBuffer。

从2019年开始，有些浏览器开始逐步重新启用这一特性。

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既不克隆，也不转移，sharedArrayBuffer作为ArrayBuffer能够在不同浏览器上下文间共享。

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在把sharedArrayBuffer传给postMessage()时，浏览器只会传递原始缓冲区的引用。

结果是，两个不同的JavaScript上下文会分别维护对同一个内存块的引用。每个上下文都可以随意修改这个缓冲区，就跟修改常规ArrayBuffer一样。

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多个上下文访问SharedArrayBuffer时，如果同时对缓冲区执行操作，就可能出现资源争用问题。

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Atomics API通过强制同一时刻只能对缓冲区执行一个操作，可以让多个上下文安全地读写一个SharedArrayBuffer。

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SharedArrayBuffer	SharedArrayBuffer和ArrayBuffer具有同样的API。 在多个执行上下文间共享内存意味着并发线程操作成为可能。 传统JavaScript操作对于并发内存访问导致的资源争用没有提供保护。 Atomics API解决了这个问题，可以保证SharedArrayBuffer上的JavaScript操作是线程安全的。
原子操作基础	任何全局上下文中都有一个Atomics 对象，对象上暴露了用于执行线程安全操作的一套静态方法。

SharedArrayBuffer 和 Atomics API 详解

一、SharedArrayBuffer（共享内存）

1. 基本概念

• 共享内存：允许多个线程（Web Workers）共享同一块内存区域

• 主要用途：在多线程环境中高效地共享和操作数据

• 特点：在 Web Workers 之间传递时不复制数据，而是共享引用

2. 基本使用

javascript

// 主线程 const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024); // 创建1KB共享内存 const int32View = new Int32Array(sharedBuffer); // 创建视图 // 传递给 Worker const worker = new Worker('worker.js'); worker.postMessage(sharedBuffer); // Worker 中接收 // self.onmessage = function(e) { // const sharedBuffer = e.data; // const int32View = new Int32Array(sharedBuffer); // }

3. 安全要求

• 必须设置 COOP/COEP 头部：

http

Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp

二、Atomics API

1. 为什么需要 Atomics？

• 解决多线程并发访问时的竞争条件问题

• 确保操作的原子性（atomic operations）

• 提供内存同步机制

2. 主要方法分类

原子操作（读写和运算）：

javascript

const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(16); const intArray = new Int32Array(sharedBuffer); // 基础原子操作 Atomics.store(intArray, 0, 42); // 原子写入 let value = Atomics.load(intArray, 0); // 原子读取 // 原子运算 Atomics.add(intArray, 0, 5); // 原子加法（返回旧值） Atomics.sub(intArray, 0, 3); // 原子减法 Atomics.and(intArray, 0, 0b1111); // 原子与运算 Atomics.or(intArray, 0, 0b1100); // 原子或运算 Atomics.xor(intArray, 0, 0b1010); // 原子异或运算 // 原子交换 let old = Atomics.exchange(intArray, 0, 100); // 交换为新值 let result = Atomics.compareExchange( intArray, 0, expectedValue, newValue ); // 仅在当前值等于期望值时交换

同步和等待：

javascript

// 等待和通知机制（类似锁） Atomics.wait(intArray, index, expectedValue, timeout); Atomics.notify(intArray, index, count); // 唤醒等待的线程 // 使用示例 // Worker 1: Atomics.store(intArray, 0, 0); Atomics.wait(intArray, 0, 0); // 等待值变为非0 // Worker 2: Atomics.store(intArray, 0, 1); Atomics.notify(intArray, 0, 1); // 唤醒一个等待的Worker

3. 典型用例示例

生产者-消费者模式：

javascript

// 创建共享内存 const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(12); const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer); // 主线程（生产者） const worker = new Worker('consumer.js'); worker.postMessage(sharedBuffer); // 生产者逻辑 function produce(data) { // 等待缓冲区有空位 while (Atomics.load(sharedArray, 0) !== 0) { Atomics.wait(sharedArray, 0, 1); } // 写入数据 Atomics.store(sharedArray, 2, data); // 设置标志通知消费者 Atomics.store(sharedArray, 0, 1); Atomics.notify(sharedArray, 0, 1); } // Worker（消费者） self.onmessage = function(e) { const sharedArray = new Int32Array(e.data); while (true) { // 等待有数据可读 if (Atomics.load(sharedArray, 0) === 0) { Atomics.wait(sharedArray, 0, 0); continue; } // 读取数据 const data = Atomics.load(sharedArray, 2); // 处理数据 console.log('Consumed:', data); // 重置标志通知生产者 Atomics.store(sharedArray, 0, 0); Atomics.notify(sharedArray, 0, 1); } };

互斥锁实现：

javascript

class Mutex { constructor(sharedArray, index = 0) { this.lock = new Int32Array(sharedArray); this.index = index; } acquire() { while (true) { // 尝试获取锁（0表示未锁定） if (Atomics.compareExchange(this.lock, this.index, 0, 1) === 0) { return; } // 等待锁释放 Atomics.wait(this.lock, this.index, 1); } } release() { // 释放锁 Atomics.store(this.lock, this.index, 0); Atomics.notify(this.lock, this.index, 1); } execute(callback) { this.acquire(); try { return callback(); } finally { this.release(); } } }

三、最佳实践和注意事项

1.性能考虑

• 尽量减少共享内存的访问

• 使用适当大小的内存块

• 避免频繁的跨线程通信

2. 错误处理

javascript

try { // 检查浏览器支持 if (typeof SharedArrayBuffer !== 'undefined') { const buffer = new SharedArrayBuffer(1024); } } catch (error) { console.error('SharedArrayBuffer not supported:', error); }

3. 调试技巧

• 使用断点和内存查看器

• 添加详细的日志记录

• 实现超时机制防止死锁

四、浏览器支持和安全限制

支持情况：

• Chrome 68+（需要安全上下文）

• Firefox 79+

• Safari 15.4+

• Edge 79+

安全限制：

1. 必须使用 HTTPS

2. 需要正确的 HTTP 头部

3. 某些 API 可能被限制使用

总结

SharedArrayBuffer 和 Atomics API 为 JavaScript 带来了真正的多线程编程能力，但同时也增加了复杂性。使用时需要注意：

• 线程安全：始终使用原子操作访问共享内存

• 性能：避免不必要的共享访问

• 调试：多线程调试较为困难，需有良好设计

• 兼容性：检查浏览器支持并准备降级方案

这些 API 特别适用于：

• 高性能计算

• 实时数据处理

• 游戏和图形应用

• 大规模并行计算任务

Atomics 对象方法总结表

参数说明表

使用场景速查表

注意事项表

典型示例代码片段

javascript

// 创建共享内存 const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024); const int32Array = new Int32Array(sharedBuffer); // 原子写入和读取 Atomics.store(int32Array, 0, 42); let value = Atomics.load(int32Array, 0); // 42 // 原子运算 let oldValue = Atomics.add(int32Array, 0, 10); // 返回42，位置0的值变为52 // 比较并交换 let result = Atomics.compareExchange(int32Array, 0, 52, 100); // 成功返回52 // 等待和通知 // 线程1: Atomics.wait(int32Array, 0, 100); // 等待值改变 // 线程2: Atomics.store(int32Array, 0, 200); Atomics.notify(int32Array, 0, 1); // 唤醒一个等待线程