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JavaScript共享内存与Atomics数据同步详解

2026-02-24 18:09:36 0浏览 收藏
JavaScript 的 SharedArrayBuffer 与 Atomics 共同构成了一套面向 Web Workers 等多线程场景的底层无锁同步机制:SharedArrayBuffer 提供真正共享的原始内存,避免数据拷贝;Atomics 则通过 load、store、add、wait、notify 等不可中断、不可重排的原子操作,确保跨线程读写安全、可见且一致——它不依赖事件循环或异步抽象,而是直击并发本质,让开发者能可靠地构建计数器、信号量、条件变量等同步原语,彻底规避竞态风险。

什么是JavaScript共享内存_Atomics对象如何同步数据

JavaScript 的共享内存(SharedArrayBuffer)配合 Atomics 对象,是为多线程环境(如 Web Workers)提供低层、无锁同步能力的机制。它不依赖事件循环或 Promise,而是直接在共享内存上做原子操作,避免竞态条件。

SharedArrayBuffer 是什么

SharedArrayBuffer 是一块可以被多个 JavaScript 线程(比如主线程和 Worker)同时访问的原始内存区域。和普通 ArrayBuffer 不同,它不拷贝数据,而是真正“共享”——所有持有它的线程读写的是同一块物理内存。

创建方式很简单:

const sab = new SharedArrayBuffer(1024); // 1KB 共享内存

然后把它传给 Worker:

worker.postMessage(sab, [sab]);

注意:必须显式将 sab 加入 transfer list(第二个参数),否则会报错。

Atomics 提供哪些原子操作

Atomics 是一个静态对象,所有方法都作用于 Int32Array、Uint32Array 或 Float64Array 等视图(这些视图需基于 SharedArrayBuffer 构建)。关键操作包括:

  • Atomics.load(array, index):安全读取指定位置的值(防止重排序)
  • Atomics.store(array, index, value):安全写入,保证写入立即对其他线程可见
  • Atomics.add(array, index, value):原子加法,返回旧值(类似 C 的 ++i)
  • Atomics.wait(array, index, value, timeout):阻塞当前线程,直到该位置值 ≠ value(需搭配 Atomics.notify 使用)
  • Atomics.notify(array, index, count):唤醒最多 count 个正在 wait 的线程

这些操作不可中断、不可重排,是构建锁、信号量、队列等同步原语的基础。

用 Atomics 实现简单计数器同步

假设有两个 Worker 同时对共享内存中的一个整数累加:

const sab = new SharedArrayBuffer(4);
const ia = new Int32Array(sab); // 视图指向共享内存
ia[0] = 0; // 初始化为 0

Worker 内部代码:

for (let i = 0; i   Atomics.add(ia, 0, 1); // 原子递增
}

主线程最后读取:
console.log(Atomics.load(ia, 0)); // 稳定输出 2000(两个 Worker 各加 1000)

若不用 Atomics 直接写 ia[0]++,结果很可能小于 2000——因为读-改-写不是原子的,存在覆盖丢失。

wait/notify 实现线程协作

这是模拟“条件变量”的常用模式:一个线程等待某个条件成立,另一个线程改变状态后通知它。

例如:Worker A 等待主线程把 ia[0] 设为 1 才继续执行:

// Worker A
Atomics.wait(ia, 0, 0); // 阻塞,直到 ia[0] != 0
console.log('go!');

主线程稍后:

Atomics.store(ia, 0, 1);
Atomics.notify(ia, 0, 1); // 唤醒 1 个等待者

注意:wait 必须在 while 循环中使用(防虚假唤醒),且调用前应确保数组视图合法、浏览器支持(Safari 曾长期禁用 SharedArrayBuffer 出于 Spectre 缓解)。

好了,本文到此结束,带大家了解了《JavaScript共享内存与Atomics数据同步详解》,希望本文对你有所帮助!关注golang学习网公众号,给大家分享更多文章知识!

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