JavaScript - Atomics-Objekte

Willkommen, angehende Programmierer! Heute tauchen wir in die faszinierende Welt der Atomics-Objekte in JavaScript ein. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie neu im Programmieren sind; ich werde Ihr freundlicher Guide auf dieser Reise sein und alles Schritt für Schritt erklären. Also, los geht's!

Atomics-Objekt

Das Atomics-Objekt ist wie eine besondere Werkzeugkiste in JavaScript, die uns hilft, mit geteilter Speicher auf sichere und koordinierte Weise zu arbeiten. Stellen Sie sich vor, Sie und Ihre Freunde arbeiten an einem Gruppenprojekt, aber Sie sind alle in verschiedenen Räumen. Das Atomics-Objekt ist wie ein Satz von Regeln, der Ihnen hilft, miteinander zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten, ohne sich gegenseitig in die Quere zu kommen.

Was ist geteilter Speicher?

Bevor wir tiefer einsteigen, lassen Sie uns verstehen, was geteilter Speicher ist. In der Programmierung ist geteilter Speicher wie eine的白板, auf die mehrere Menschen (oder in unserem Fall, mehrere Teile eines Programms) gleichzeitig lesen und schreiben können. Das kann sehr nützlich sein, kann aber auch zu Verwirrung führen, wenn er nicht richtig verwaltet wird.

Die Essenz von "atomar"

Nun mogą Sie sich fragen, "Warum wird es 'atomar' genannt?" In der Welt der Programmierung bedeutet "atomar" nicht winzige Teilchen wie in der Chemie. Stattdessen bedeutet es etwas, das auf einmal und ohne Unterbrechung passiert.

Stellen Sie sich vor, Sie machen sich ein Sandwich. Wenn dies eine atomare Operation wäre, würde das bedeuten, dass Sie das Sandwich von Anfang bis Ende in einem Durchgang machen und niemand anderes die Zutaten berührt oder Sie unterbricht. Das ist die Essenz von atomaren Operationen in der Programmierung!

Atomare Operationen

Schauen wir uns einige der Operationen an, die wir mit dem Atomics-Objekt ausführen können. Diese Operationen helfen uns, sicher und effizient mit geteiltem Speicher zu arbeiten.

Tabelle der atomaren Operationen

Operation	Beschreibung
add()	Fügt einen gegebenen Wert zum Wert an einer spezifischen Position im Array hinzu
and()	Führt eine bitweise UND-Operation durch
compareExchange()	Vergleicht einen Wert mit dem im Array und ersetzt ihn, wenn sie übereinstimmen
exchange()	Ersetzt den Wert an einer gegebenen Position durch einen neuen Wert
load()	Liest den Wert an einer gegebenen Position
or()	Führt eine bitweise ODER-Operation durch
store()	Speichert einen Wert an einer gegebenen Position
sub()	Subtrahiert einen Wert vom Wert an einer gegebenen Position
xor()	Führt eine bitweise XOR-Operation durch
wait()	Wartet, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist
notify()	Weckt einen wartenden Prozess auf

Beispiele

Nun schauen wir uns einige Beispiele an, um zu sehen, wie wir diese atomaren Operationen in der Praxis verwenden können.

Beispiel 1: Zahlen atomar hinzufügen

// Erstellen eines geteilten Int32Array
const buffer = new SharedArrayBuffer(4);
const intArray = new Int32Array(buffer);

// Initialisieren des ersten Elements auf 0
intArray[0] = 0;

// Atomar 5 zum Wert hinzufügen
Atomics.add(intArray, 0, 5);

console.log(intArray[0]); // Ausgabe: 5

In diesem Beispiel erstellen wir ein geteiltes Array und fügen eine Zahl mithilfe von Atomics.add() hinzu. Dies stellt sicher, dass selbst wenn mehrere Teile unseres Programms gleichzeitig diesen Wert ändern, sie sich nicht gegenseitig behindern.

Beispiel 2: Werte vergleichen und austauschen

const buffer = new SharedArrayBuffer(4);
const intArray = new Int32Array(buffer);

intArray[0] = 10;

// Versuchen, 10 durch 20 zu ersetzen
const oldValue = Atomics.compareExchange(intArray, 0, 10, 20);

console.log(oldValue); // Ausgabe: 10
console.log(intArray[0]); // Ausgabe: 20

Hier verwenden wir Atomics.compareExchange(). Diese Operation überprüft, ob der Wert an Index 0 10 ist, und wenn ja, ersetzt sie ihn durch 20. Dies ist nützlich, wenn Sie einen Wert nur dann aktualisieren möchten, wenn er nicht von einem anderen Teil Ihres Programms geändert wurde.

Beispiel 3: Warten und Benachrichtigen

const buffer = new SharedArrayBuffer(4);
const intArray = new Int32Array(buffer);

// In einem Teil Ihres Codes (z.B. einem Worker-Thread)
Atomics.wait(intArray, 0, 0);

// In einem anderen Teil (z.B. Hauptthread)
intArray[0] = 1;
Atomics.notify(intArray, 0, 1);

Dieses Beispiel zeigt, wie wir Atomics.wait() und Atomics.notify() zur Koordination zwischen verschiedenen Teilen eines Programms verwenden können. Ein Teil wartet auf eine Änderung, während ein anderer Teil die Änderung vornimmt und eine Benachrichtigung sendet.

Fazit

Glückwunsch! Sie haben gerade Ihre ersten Schritte in die Welt der Atomics-Objekte in JavaScript gewagt. Diese Werkzeuge mögen jetzt noch etwas abstrakt erscheinen, aber sie sind unglaublich leistungsstark für den Aufbau effizienter, mehrthreadiger Anwendungen.

Erinnern Sie sich daran, dass Programmieren wie das Lernen einer neuen Sprache ist. Es dauert Zeit und Übung, aber mit jedem neuen Konzept, das Sie lernen, öffnen Sie sich für eine Welt voller Möglichkeiten. Halten Sie experimentierfreudig, stellen Sie Fragen und vor allem, haben Sie Spaß dabei!

In meinen Jahren des Unterrichtens habe ich unzählige Schüler gesehen, die von complete Anfängern zu selbstbewussten Programmierern wurden. Sie befinden sich jetzt auf derselben aufregenden Reise. Also, probieren Sie diese Beispiele aus, verändern Sie sie und sehen Sie, was passiert. Das ist, wie echtes Lernen geschieht!

Bis zum nächsten Mal, fröhliches Coden!

Credits: Image by storyset