Web Workers
Web Workers 简单介绍
至 2008 年 W3C 制定出第一个 HTML5 草案開始。HTML5 承载了越来越多崭新的特性和功能。它不但强化了 Web 系统或网页的表现性能，并且还添加了对本地数据库等 Web 应用功能的支持。
当中，最重要的一个便是对多线程的支持。在 HTML5 中提出了工作线程（Web Workers）的概念。并且规范出 Web Workers 的三大主要特征：可以长时间执行（响应），理想的启动性能以及理想的内存消耗。Web Workers 同意开发者编写可以长时间执行而不被用户所中断的后台程序，去执行事务或者逻辑，并同一时候保证页面对用户的及时响应。
Web Workers 为 Web 前端网页上的脚本提供了一种能在后台进程中执行的方法。一旦它被创建，Web Workers 就行通过 postMessage 向任务池发送任务请求。执行完之后再通过 postMessage 返回消息给创建者指定的事件处理程序 ( 通过 onmessage 进行捕获 )。
Web Workers 进程可以在不影响用户界面的情况下处理任务。而且，它还可以使用 XMLHttpRequest 来处理 I/O，但通常，后台进程（包含 Web Workers 进程）不能对 DOM 进行操作。假设希望后台程序处理的结果可以改变 DOM，仅仅能通过返回消息给创建者的回调函数进行处理。
浏览器对 HTML5 支持情况能够參考站点 When can I use...
在 Web Workers 中使用 postMessage 和 onmessage
首先，须要在client页面的 JavaScript 代码中 new 一个 Worker 实例出来，參数是须要在还有一个线程中执行的 JavaScript 文件名。然后在这个实例上监听 onmessage 事件。
最后还有一个线程中的 JavaScript 就能够通过调用 postMessage 方法在这两个线程间传递数据了。
清单 1. 主线程中创建 Worker 实例，并监听 onmessage 事件
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">
<title>Test Web worker</title>
<script type="text/JavaScript">
function init(){
var worker = new Worker(‘compute.js‘);
//event 參数中有 data 属性，就是子线程中返回的结果数据
worker.onmessage= function (event) {
// 把子线程返回的结果加入到 div 上
document.getElementById("result").innerHTML +=
event.data+"<br/>";
};
}
</script>
</head>
<body onload="init()">
<div id="result"></div>
</body>
</html>
在client的 compute.js 中，仅仅是简单的反复多次加和操作，最后通过 postMessage 方法把结果返回给主线程，目的就是等待一段时间。而在这段时间内，主线程不应该被堵塞，用户能够通过拖拽浏览器，变大缩小浏览器窗体等操作測试这一现象。这个非堵塞主线程的结果就是 Web Workers 想达到的目的。
清单 2. compute.js 中调用 postMessage 方法返回计算结果
var i=0;
function timedCount(){
for(var j=0,sum=0;j<100;j++){
for(var i=0;i<100000000;i++){
sum+=i;
}
}
// 调用 postMessage 向主线程发送消息
postMessage(sum);
}
postMessage("Before computing,"+new Date());
timedCount();
postMessage("After computing,"+new Date());
图 1. 浏览器中执行结果
Cross-document messaging
Cross-document messaging 简单介绍
因为同源策略的限制。JavaScript 跨域的问题。一直是一个颇为棘手的问题。
HTML5 提供了在网页文档之间互相接收与发送信息的功能。使用这个功能，仅仅要获取到网页所在窗体对象的实例。不仅同源（域 + port号）的 Web 网页之间能够互相通信，甚至能够实现跨域通信。 要想接收从其他窗体发送来的信息，必须对窗体对象的 onmessage 事件进行监听，其他窗体能够通过 postMessage 方法来传递数据。该方法使用两个參数：第一个參数为所发送的消息文本，但也能够是不论什么 JavaScript 对象（通过 JSON 转换对象为文本），第二个參数为接收消息的对象窗体的 URL 地址，能够在 URL 地址字符串中使用通配符‘*‘指定所有地。
在 Cross-document messaging 中使用 postMessage 和 onmessage
为了实现不同域之间的通信，须要在操作系统的 hosts 文件加入两个域名。进行模拟。
清单 3. hosts 文件里加入两个不同的域名
127.0.0.1 parent.com 127.0.0.1 child.com
在父网页中通过 iframe 嵌入子页面。并在 JavaScript 代码中调用 postMessage 方法发送数据到子窗体。
清单 4. 父页面中嵌入子页面，调用 postMessage 方法发送数据
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>Test Cross-domain communication using HTML5</title>
<script type="text/JavaScript">
function sendIt(){
// 通过 postMessage 向子窗体发送数据
document.getElementById("otherPage").contentWindow
.postMessage(
document.getElementById("message").value,
"http://child.com:8080"
);
}
</script>
</head>
<body>
<!-- 通过 iframe 嵌入子页面 -->
<iframe src="http://child.com:8080/TestHTML5/other-domain.html"
id="otherPage"></iframe>
<br/><br/>
<input type="text" id="message"><input type="button"
value="Send to child.com" onclick="sendIt()" />
</body>
</html>
在子窗体中监听 onmessage 事件，并用 JavaScript 实现显示父窗体发送过来的数据。
清单 5. 子窗体中监听 onmessage 事件，显示父窗体发送来的数据
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>Web page from child.com</title>
<script type="text/JavaScript">
//event 參数中有 data 属性。就是父窗体发送过来的数据
window.addEventListener("message", function( event ) {
// 把父窗体发送过来的数据显示在子窗体中
document.getElementById("content").innerHTML+=event.data+"<br/>";
}, false );
</script>
</head>
<body>
Web page from http://child.com:8080
<div id="content"></div>
</body>
</html>
图 2. 父窗体嵌入子窗体
图 3. 父窗体发送数据到子窗体
WebSockets
WebSockets 简单介绍
在 Web 应用中，HTTP 协议决定了client和服务端连接是短连接，即client Request，服务端 Response。连接断开。要想实现client和服务端实时通信，仅仅能通过client轮询来实现。服务端推送数据也并非字面上意思上的直接推。事实上还是client自己取。WebSockets 是 HTML5 规范新引入的功能。用于解决浏览器与后台server双向通讯的问题，使用 WebSockets 技术，后台能够随时向前端推送消息，以保证前后台状态统一。
在 WebSockets 中使用 send 和 onmessage
因为文本主要介绍 postMessage(send) 和 onmessage client API 的应用，而 WebSockets 涉及到server端代码的实现，所以本文将选取最简单的server端框架来编写server代码。WebSockets server端有 jetty 提供的基于 Java 的实现。有 WebSocket-Node 基于 node.js 的实现，在 .Net 4.5 中也直接提供了 WebSockets 的支持。本文将使用 WebSocket-Node 提供的演示样例代码，稍作改动作为 WebSockets 的server端。
关于 node.js 的介绍以及使用请參考 node.js 官方站点 node.js，关于 WebSocket-Node 的使用请參考 WebSocket-Node。
首先。须要在client通过 JavaScript 代码 new 一个 WebSocket 实例出来，參数是实现 WebSocket server端 URL 地址。然后在这个实例上监听 onmessage 事件接收server端发送过来的数据。当然。client也能够调用 send 方法，发送数据到server端。
清单 6. 创建 WebSocket 对象。并监听 onmessage 事件
connect : function() {
var location ="ws://localhost:8000/";
// 创建 WebSockets 并传入 WebSockets server 地址
this._ws =new WebSocket(location);
this._ws.onmessage=this._onmessage;
//WebSockets 还提供了 onopen 以及 onclose 事件
this._ws.onopen =this._onopen;
this._ws.onclose =this._onclose;
}
在 _onmessage 方法中，接收数据，并显示在页面上
清单 7. _onmessage 方法
_onmessage : function(event) {
//event 參数中有 data 属性。就是server发送过来的数据
if (event.data) {
var messageBox = document.getElementById(‘messageBox‘);
var spanText = document.createElement(‘span‘);
spanText.className =‘text‘;
// 把server发送过来的数据显示在窗体中
spanText.innerHTML = event.data;
var lineBreak = document.createElement(‘br‘);
messageBox.appendChild(spanText);
messageBox.appendChild(lineBreak);
messageBox.scrollTop = messageBox.scrollHeight
- messageBox.clientHeight;
}
},
在 _onopen 方法中，调用 _send 方法发送一条消息到server端，告之连接已经建立。在 _onclose 方法中，把 WebSocket 的实例设置成 null，释放资源。
清单 8. _onopen，_onclose 以及 send 方法
_onopen : function() {
server._send("Client:Open WebSockets,"+new Date());
},
//message 參数就是client向服务器端发送的数据
_send : function(message) {
if (this._ws)
this._ws.send(message);
},
// 此方法提供外部代码调用
send : function(text) {
if (text !=null&& text.length >0)
server._send(text);
},
_onclose : function(m) {
this._ws =null;
}
把这些方法封装在一个 server 对象中。方便提供外部调用。用户仅仅须要先调用 server 的 connect 方法建立连接，然后调用 send 方法发送数据。
清单 9. 封装client实现
var server = {
// 对外主要提供 connect 和 send 方法
connect : function() {...},
_onopen : function() {...},
_send : function(message) {...},
send : function(text) {...},
_onmessage : function(event) {...},
_onclose : function(m) {...}
};
在服务器端，通过 JavaScript 语言简单改动 WebSocket-Node 中提供的 echo-server.js 演示样例就可以。
这里仅仅展示关键代码部分，其他代码请參见 WebSocket-Node 演示样例。
清单 10. WebSockets server端简单实现
// 监听client的连接请求
wsServer.on(‘connect‘, function(connection) {
function sendCallback(err) {
if (err) console.error("send() error: " + err);
}
// 监听client发送数据的请求
connection.on(‘message‘, function(message) {
if (message.type === ‘utf8‘) {// 差别client发过来的数据是文本还是二进制类型
connection.sendUTF(
"Server:Get message:<br/>"+message.utf8Data, sendCallback
);
}
else if (message.type === ‘binary‘) {
connection.sendBytes(message.binaryData, sendCallback);
}
});
connection.on(‘close‘, function(reasonCode, description) {
});
});
图 4. 点击 Connect button
图 5. 输入内容，单击 Send Message button
Server-Sent Events
Server-Sent Events 简单介绍
HTML5 Server-Sent 事件模型同意您从server push 实时数据到浏览器。本文我们将介绍利用 Eventsource 对象处理与页面间的接收和发送数据。在client。我们使用 HTML5+JavaScript。服务端使用 Java。在现存的 Ajax 模式中，web 页面会持续不断地请求server传输新数据，由client负责请求数据。而在服务端发送模式下。无需在client代码中运行连续的数据请求。而是由服务端 push 推送更新。一旦您在页面中初始化了 Server-Sent 事件。服务端脚本将持续地发送更新。
client JavaScript 代码一旦接收到更新就将新的数据写入页面中展示出来。
在 Server-Sent Events 中使用 onmessage
Server-Sent Events 和 WebSockets 有相同之处，WebSockets 实现了server端以及client的双向通信功能，而 Server-Sent Events 则仅是指server端到client的单向通信。并且 Server-Sent Events 相同须要server端的实现。本文将使用基于 Java 的 Servlet 技术实现server端。
关于server端向client写数据的格式。能够參考 W3C 关于 Server-Sent Events 的规范文档 Server-Sent Events。因为是server端到client的单向通信。所以在 Server-Sent Events 中没有 postMessage 方法。
首先，在client通过 JavaScript 代码 new 一个 EventSource 实例出来，參数是实现 EventSource server端 URL 地址。
然后在这个实例上监听 onmessage 事件接收server端发送过来的数据。
清单 11. 创建 EventSource 对象，并监听 onmessage 事件
if (!!window.EventSource) {
// 创建 EventSource 实例，传入 server 地址
var source = new EventSource(‘/TestHTML5/ServerSentEvent‘);
} else {
console.log("Your browser doesn‘t support server-sent event");
}
// 监听 message 事件，等待接收服务器端发送过来的数据
source.addEventListener(‘message‘, function(event) {
//event 參数中有 data 属性，就是服务器发送过来的数据
console.log(event.data);
}, false);
//EventSource 还提供了 onopen 以及 onerror 事件
source.addEventListener(‘open‘, function(event) {
}, false);
source.addEventListener(‘error‘, function(event) {
if (event.readyState == EventSource.CLOSED) {
}
}, false);
server端，在 Java 语言实现的 Servlet doGet 方法中使用 response 对象向client写数据
清单 10. server端简单实现
// 这里必须设置 Content-Type 为 text/event-stream
response.setHeader("Content-Type", "text/event-stream");
response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");
response.setCharacterEncoding ("UTF-8");
String id = new Date().toString();
response.getWriter().println("id:"+id);
// 向client写两行数据
response.getWriter().println("data:server-sent event is working.");
response.getWriter().println("data:test server-sent event multi-line data");
response.getWriter().println();
response.getWriter().flush();
图 6. Server-Sent Events 执行结果
结束语
本文具体介绍了 postMessage（send）和 onmessage API 在client的应用情况。能够看到在不同的场景中这两个方法的应用模式都是类似的。
postMessage 的作用就是传递数据，而 onmessage 的作用就是接收数据。
掌握此组 API 对以后开发 HTML 5 应用程序将会有所帮助。本文 Web Workers，Cross-document messaging，WebSockets 的代码在 Firefox 14 下通过測试，Server-Sent Events 的代码在 Chrome 16 下通过測试。
下载
| 描写叙述 | 名字 | 大小 |
|---|---|---|
| 演示样例代码 | TestHTML5.zip | 13KB |
參考资料
学习
- 关于 HTML5 的规范，请參考 HTML5
- 关于 HTML5 WebSockets 的规范。请參考 WebSockets。
- 关于 HTML5 Web Workers 的规范，请參考 Web Workers。
- 关于 HTML5 Cross-document messaging 的规范，请參考 Cross-document messaging。
- 关于 HTML5 Server-Sent Events 的规范，请參考 Server-Sent Events。
- 关于 node.js 的信息，请參考 node.js。
- 关于 WebSocket-Node 的信息。请參考 WebSocket-Node。
- developerWorks Web development 专区：通过专门关于 Web 技术的文章和教程。扩展您在站点开发方面的技能。
- developerWorks Ajax 资源中心：这是有关 Ajax 编程模型信息的一站式中心。包含非常多文档、教程、论坛、blog、wiki 和新闻。不论什么 Ajax 的新信息都能在这里找到。
- developerWorks Web 2.0 资源中心，这是有关 Web 2.0 相关信息的一站式中心，包含大量 Web 2.0 技术文章、教程、下载和相关技术资源。
- 查看 HTML5 专题，了解很多其它和 HTML5 相关的知识和动向。
讨论
- 增加 developerWorks 中文社区。查看开发者推动的博客、论坛、组和维基，并与其它 developerWorks 用户交流。
