Atomics

Atomics オブジェクトは、静的なメソッドとして不可分操作を提供します。これらは SharedArrayBuffer および ArrayBuffer オブジェクトで使用されます。

解説

不可分操作は、 Atomics モジュール上に装備されています。他のグローバルオブジェクトと異なり、 Atomics はコンストラクターではありません。 new 演算子と一緒に使用したり、 Atomics オブジェクトを関数として呼び出したりすることはできません。 Atomics のすべてのプロパティとメソッドは静的です (例えば、Math オブジェクトの場合と同様です)。

不可分操作

メモリが共有されている場合、複数のスレッドがメモリー内の同じデータを読み書きできます。不可分操作では、予測される値の書き込みと読み込みを保証するため、次の演算が開始される前に現在の演算が完了し、その演算が割り込まれないようにします。

wait と notify

wait() メソッドと notify() メソッドは、 Linux の futex ("fast user-space mutex") を原型としており、特定の条件が true になるまで待つ手段を提供します。一般的にはブロッキング構造として使用されます。

静的メソッド

Atomics.add(): 配列の指定した位置にある既存の値に指定した値を追加します。その位置にあった古い値を返します。
Atomics.and(): 配列の指定した位置の値と指定した値でビット単位の論理積 (AND) を計算します。その位置にあった古い値を返します。
Atomics.compareExchange(): 値が等しい場合、配列の指定した位置に値を格納します。古い値を返します。
Atomics.exchange(): 配列の指定した位置に値を格納します。古い値を返します。
Atomics.isLockFree(size): ロック機構と不可分操作のどちらを使用するかを決定するための最適化プリミティブです。指定した要素サイズの配列上の不可分操作が (ロックではなく) ハードウェアによる不可分操作を使用するよう実装されている場合、 true を返します。上級者だけが使用してください。
Atomics.load(): 配列の指定した位置の値を返します。
Atomics.notify(): 配列の指定した位置で待機中のエージェントに通知します。通知を受けたエージェントの数を返します。
Atomics.or(): 配列の指定した位置の値と指定した値でビット単位の論理和 (OR) を計算します。その位置にあった古い値を返します。
Atomics.store(): 配列の指定した位置に指定した値を格納します。その値を返します。
Atomics.sub(): 配列の指定した位置の値から指定した値を減算します。その位置にあった古い値を返します。
Atomics.wait(): 配列の指定位置に指定した値が含まれているか検証し、休止して待機するかタイムアウトします。 "ok"、"not-equal"、"timed-out" のいずれかの文字列を返します。呼び出したエージェントで待機が許可されていない場合は、 Error 例外を投げます (ほとんどのブラウザーは、ブラウザーのメインスレッドで wait() を許可していません)。
Atomics.xor(): 配列の指定した位置の値と指定した値でビット単位の排他的論理和 (XOR) を計算します。その位置にあった古い値を返します。

例

Atomics の使用

const sab = new SharedArrayBuffer(1024);
const ta = new Uint8Array(sab);

ta[0]; // 0
ta[0] = 5; // 5

Atomics.add(ta, 0, 12); // 5
Atomics.load(ta, 0); // 17

Atomics.and(ta, 0, 1); // 17
Atomics.load(ta, 0); // 1

Atomics.compareExchange(ta, 0, 5, 12); // 1
Atomics.load(ta, 0); // 1

Atomics.exchange(ta, 0, 12); // 1
Atomics.load(ta, 0); // 12

Atomics.isLockFree(1); // true
Atomics.isLockFree(2); // true
Atomics.isLockFree(3); // false
Atomics.isLockFree(4); // true

Atomics.or(ta, 0, 1); // 12
Atomics.load(ta, 0);  // 13

Atomics.store(ta, 0, 12); // 12

Atomics.sub(ta, 0, 2); // 12
Atomics.load(ta, 0); // 10

Atomics.xor(ta, 0, 1); // 10
Atomics.load(ta, 0); // 11

待機と通知

共有された Int32Array があるとします。

const sab = new SharedArrayBuffer(1024);
const int32 = new Int32Array(sab);

読み取りスレッドはスリープ状態で、 0 の位置が 0 である間は待機しています。これが true である限り、スレッドは進みません。しかし、書き込みスレッドが新しい値を格納すると、書き込みスレッドから通知され、新しい値 (123) を返します。

Atomics.wait(int32, 0, 0);
console.log(int32[0]); // 123

書き込みスレッドが新しい値を格納し、待機しているスレッドに書き込みが発生したことを通知します。

console.log(int32[0]); // 0;
Atomics.store(int32, 0, 123);
Atomics.notify(int32, 0, 1);

仕様書

Specification
ECMAScript Language Specification # sec-atomics-object

ブラウザーの互換性

BCD tables only load in the browser