面试题：JavaScript 数组复杂并发添加删除的优化与性能分析

设计思路

数据结构选择：
- 使用 Map 来代替普通数组存储数据。Map 可以通过键快速访问值，并且在添加和删除操作上平均时间复杂度为 $O(1)$，相比数组的 $O(n)$ 查找和删除（如果要保持数组顺序）有很大优势。键可以使用唯一标识符（例如递增的数字或者UUID），值为实际要存储的元素。
- 为了支持并发操作，引入 Worker 线程。在JavaScript中，Worker 允许创建多个线程并行执行代码，从而避免主线程阻塞，提高整体性能。每个 Worker 线程负责处理一部分并发请求，主线程则负责协调和汇总结果。
性能优化：
- 减少内存占用：避免在数组频繁增删操作时，因数组扩容和内存重新分配带来的额外内存开销。Map 本身相对数组在存储大量数据且频繁操作时，内存使用更高效。
- 提高执行效率：通过 Worker 线程并行处理请求，减少等待时间。同时，在 Worker 线程内部，使用高效的数据结构和算法处理具体的添加和删除操作。

核心代码

主线程代码（main.js）：

// 创建Worker实例
const worker = new Worker('worker.js');

// 模拟大量并发的添加和删除操作请求
const requests = [
    { type: 'add', value: 'element1' },
    { type: 'delete', key: 'key1' },
    // 更多请求...
];

// 向Worker发送请求
requests.forEach(request => {
    worker.postMessage(request);
});

// 接收Worker处理结果
worker.onmessage = function (e) {
    console.log('Received from worker:', e.data);
};

Worker线程代码（worker.js）：

// 使用Map存储数据
const dataMap = new Map();

self.onmessage = function (e) {
    const request = e.data;
    if (request.type === 'add') {
        const key = Date.now() + Math.random().toString(36).substr(2, 9); // 生成唯一键
        dataMap.set(key, request.value);
        self.postMessage({ result: `Added: ${request.value} with key ${key}` });
    } else if (request.type === 'delete') {
        const deleted = dataMap.delete(request.key);
        self.postMessage({ result: `Deleted: ${deleted}` });
    }
};

性能表现分析

低负载情况：
- 添加操作：因为使用 Map，添加操作平均时间复杂度为 $O(1)$。并且由于并发请求少，Worker 线程间几乎没有竞争，能快速完成操作，性能表现良好。
- 删除操作：同样，Map 的删除操作平均时间复杂度为 $O(1)$，在低负载下能迅速执行。
高负载情况：
- 添加操作：虽然 Map 的添加操作时间复杂度为 $O(1)$，但随着并发请求增加，Worker 线程间可能会出现资源竞争，比如对共享内存（这里指数据存储的 Map，虽然在不同线程有独立副本，但最终结果要汇总）的访问冲突。不过相比数组频繁增删导致的重新分配内存和索引调整，Map 的性能依然优势明显。通过合理调度 Worker 线程，可以一定程度上缓解竞争问题，保持较好的性能。
- 删除操作：删除操作在高负载下也会面临线程竞争问题，但由于 Map 本身删除效率高，通过优化线程调度，依然能维持相对稳定的性能，不会像数组删除操作那样随着元素增多和并发量增大性能急剧下降。

面试题：JavaScript 数组复杂并发添加删除的优化与性能分析

知识考点

面试题答案

设计思路

核心代码

性能表现分析