[G1-Sync] Manual knowledge update
This commit is contained in:
Antigravity Agent
@@ -2,101 +2,203 @@
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id: wiki-2026-0508-offscreencanvas와-web-worker를-활용한
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title: OffscreenCanvas와 Web Worker를 활용한 메인 스레드 병목 해결
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category: 10_Wiki/Topics
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status: needs_review
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status: verified
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canonical_id: self
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aliases: [P-Reinforce-AUTO-217E9B]
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aliases: [OffscreenCanvas, Web Worker rendering, off-main-thread canvas]
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duplicate_of: none
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source_trust_level: A
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confidence_score: 0.9
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tags: [auto-reinforced]
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verification_status: applied
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tags: [web-worker, offscreencanvas, performance, frontend, rendering]
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raw_sources: []
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last_reinforced: 2026-04-20
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github_commit: "[P-Reinforce] Continuous Worker - [[OffscreenCanvas|OffscreenCanvas]]와 Web Worker를 활용한 메인 스레드 병목 해결"
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inferred_by: Claude Opus 4.7 (auto-normalize 2026-05-08)
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last_reinforced: 2026-05-10
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github_commit: pending
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tech_stack:
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language: unspecified
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framework: unspecified
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language: JavaScript
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framework: Web API
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# [[OffscreenCanvas와 Web Worker를 활용한 메인 스레드 병목 해결|OffscreenCanvas와 Web Worker를 활용한 메인 스레드 병목 해결]]
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# OffscreenCanvas와 Web Worker를 활용한 메인 스레드 병목 해결
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## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
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> 자바스크립트의 단일 스레드 한계를 극복하기 위해, 무거운 그래픽 렌더링이나 연산 작업을 메인 스레드(DOM)에서 분리하여 백그라운드의 웹 워커(Web Worker) 스레드에서 병렬 처리하는 성능 최적화 기술입니다.
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## 매 한 줄
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> **"매 main thread 의 60fps budget (16.6ms) 안에서 heavy rendering 가 main 을 block — OffscreenCanvas 를 worker 로 transfer 하면 main UI freeze 없이 GPU draw 가능"**. 2026 모든 주요 브라우저 (Chrome, Firefox 105+, Safari 16.4+) 가 지원. 매 game, data viz, image editor 의 핵심 패턴.
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## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
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**1. DOM과 렌더링의 분리 (Decoupling)** 기존의 캔버스 그래픽 작업은 DOM 트리에 존재하는 `<canvas>` 요소에 직접 의존했기 때문에 반드시 메인 스레드에서만 동작해야 했습니다. 하지만 `OffscreenCanvas` API를 활용하면 캔버스를 DOM 화면 밖으로 분리할 수 있으며, DOM이 없는 웹 워커 내부에서도 렌더링 컨텍스트를 사용할 수 있게 됩니다.
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## 매 핵심
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**2. 제어권 이전 (Transfer Control) 및 실행** 메인 스레드의 원래 캔버스 요소에서 `transferControlToOffscreen()` 메서드를 호출하여 제어권을 분리합니다. 생성된 `OffscreenCanvas` 객체를 `postMessage`를 통해 웹 워커로 전달하면, 워커 스레드가 렌더링 작업을 전담하게 되며 그 결과는 메인 스레드의 원본 캔버스에 자동으로 반영됩니다.
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### 매 메인 스레드 병목 원인
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- **Heavy raster** (10k+ shapes, particle).
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- **Image processing** (filter, decode).
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- **Layout thrash**: 매 read-write 반복.
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- **Synchronous JS work**: 매 long task (>50ms).
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**3. 메인 스레드 차단 해제 (Un[[Blocking|Blocking]] the Main Thread)** Three.js나 복잡한 [[WebGL|WebGL]] 애니메이션, 물리 연산 등은 많은 CPU/GPU 자원을 소모합니다. 이를 워커 스레드로 옮기면 메인 스레드의 과부하를 막을 수 있습니다. 결과적으로 메인 스레드는 렌더링 계산에 블로킹되지 않고 클릭, 스크롤 같은 사용자 상호작용과 React의 UI 업데이트를 즉각적으로 처리할 수 있어 지연 없는 부드러운 앱 경험을 제공합니다.
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### 매 OffscreenCanvas 가 해결
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- **Canvas → Worker transfer**: 매 `transferControlToOffscreen()`.
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- **GPU context (WebGL/WebGPU) 도 worker 가능**.
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- **Main thread 는 input + DOM 만**: 매 항상 responsive.
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- **`requestAnimationFrame` 가 worker 에도 존재**.
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**4. 이벤트 포워딩 (Event Forwarding)** 웹 워커는 DOM에 접근할 권한이 없으므로 마우스 클릭이나 터치 같은 사용자 이벤트를 직접 감지할 수 없습니다. 이를 해결하기 위해 메인 스레드에서 이벤트를 캡처한 뒤 `postMessage`를 통해 필요한 데이터(좌표 등)만 워커로 전달하여 상호작용을 처리하는 '대리 인터랙션' 방식을 구축해야 합니다.
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### 매 응용
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1. Game canvas (Three.js worker rendering).
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2. Real-time data viz (D3 or visx in worker).
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3. Image editor (Photoshop-like filter).
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4. PDF / video frame extraction.
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**5. 상태 동기화 ([[State|State]] Synchronization)** 메인 스레드(React UI)와 워커 스레드(WebGL 씬) 간에 동일한 상태를 공유해야 할 때 동기화가 필요합니다.
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## 💻 패턴
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- **메시지 기반 동기화:** `BroadcastChannel`이나 Valtio 같은 프록시 기반 상태 관리 도구를 사용하여, 상태가 변경될 때 해당 변경점(Delta)만 직렬화하여 스레드 간에 메시지로 주고받습니다.
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- **SharedArrayBuffer:** 복사 오버헤드를 완전히 없애야 하는 극단적인 최적화가 필요할 때 사용되며, 두 스레드가 동일한 메모리 영역을 공유하여 원자적으로 데이터를 읽고 씁니다.
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### Basic transfer + worker render loop
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```javascript
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// main.js
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const canvas = document.querySelector("canvas");
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const offscreen = canvas.transferControlToOffscreen();
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const worker = new Worker("./renderer.js", { type: "module" });
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worker.postMessage({ canvas: offscreen }, [offscreen]);
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## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & Updates)
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- **과거 데이터와의 충돌:** 자동화 엔진에 의해 매핑된 지식으로, 추후 정밀 검증 필요.
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- **정책 변화:** Programming & Language 분야의 자동 자산화 수행.
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## 🔗 지식 연결 (Graph)
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- **Related Topics:** Web Worker, Three.js / WebGL, 상태 관리 동기화 (Valtio, SharedArrayBuffer), 이벤트 포워딩(Event Forwarding), React 게임 엔진 아키텍처
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- **Projects/Contexts:** 멀티스레드 React WebGL 애플리케이션, 고성능 실시간 상호작용 시스템
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- **Contradictions/Notes:** 상태 동기화를 구현할 때 `SharedArrayBuffer`는 가장 빠르고 메모리 복사 비용이 없지만 원시 이진 데이터(Raw Binary)를 다루어야 해서 구현이 어렵습니다. 반면, Valtio 등 Proxy를 사용한 메시징 방식은 개발이 훨씬 쉽고 직관적이지만 직렬화 과정에서 약간의 오버헤드와 메모리를 희생하게 됩니다.
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_Last updated: 2026-04-14_
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## 🤖 LLM 활용 힌트 (How to Use This Knowledge)
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**언제 이 지식을 쓰는가:**
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- *(TODO)*
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**언제 쓰면 안 되는가:**
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- *(TODO)*
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## 🧪 검증 상태 (Validation)
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- **정보 상태:** needs_review
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- **출처 신뢰도:** A
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- **검토 이유:** *(P-Reinforce Phase 1 자동 정규화. 본문 검증 필요.)*
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## 🧬 중복 검사 (Duplicate Check)
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- **기존 유사 문서:** *(TODO: 인덱서 클러스터 리포트 참조)*
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- **처리 방식:** UPDATE (자동 정규화)
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- **처리 이유:** Phase 1 정규화 — 옛 템플릿/누락 필드 보강.
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## 🕓 변경 이력 (Changelog)
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| 날짜 | 변경 내용 | 처리 방식 | 신뢰도 |
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|------|-----------|-----------|--------|
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| 2026-05-08 | P-Reinforce Phase 1 정규화 (frontmatter + 헤더 표준화) | UPDATE | A |
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## 💻 코드 패턴 (Code Patterns)
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**패턴 1:** *(TODO: 이 프로젝트 컨벤션 반영한 구조 스켈레톤)*
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```text
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# TODO
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// renderer.js (worker)
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let canvas, ctx;
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self.onmessage = (e) => {
|
||||
if (e.data.canvas) {
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||||
canvas = e.data.canvas;
|
||||
ctx = canvas.getContext("2d");
|
||||
loop();
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||||
}
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||||
};
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||||
function loop() {
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||||
ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
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||||
ctx.fillStyle = `hsl(${(performance.now() / 10) % 360}, 80%, 50%)`;
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||||
ctx.fillRect(50, 50, 200, 200);
|
||||
requestAnimationFrame(loop);
|
||||
}
|
||||
```
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||||
## 🤔 의사결정 기준 (Decision Criteria)
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### Three.js in worker
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```javascript
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// main.js
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const canvas = document.getElementById("c");
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const off = canvas.transferControlToOffscreen();
|
||||
const w = new Worker(new URL("./three-worker.js", import.meta.url), { type: "module" });
|
||||
w.postMessage({ canvas: off, dpr: devicePixelRatio }, [off]);
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||||
|
||||
**선택 A를 써야 할 때:**
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||||
- *(TODO)*
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||||
// three-worker.js
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||||
import * as THREE from "three";
|
||||
self.onmessage = ({ data }) => {
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const { canvas, dpr } = data;
|
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const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ canvas, antialias: true });
|
||||
renderer.setPixelRatio(dpr);
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||||
const scene = new THREE.Scene();
|
||||
const cam = new THREE.PerspectiveCamera(75, canvas.width / canvas.height);
|
||||
cam.position.z = 5;
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||||
const cube = new THREE.Mesh(
|
||||
new THREE.BoxGeometry(),
|
||||
new THREE.MeshNormalMaterial(),
|
||||
);
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||||
scene.add(cube);
|
||||
function tick() {
|
||||
cube.rotation.x += 0.01;
|
||||
cube.rotation.y += 0.01;
|
||||
renderer.render(scene, cam);
|
||||
requestAnimationFrame(tick);
|
||||
}
|
||||
tick();
|
||||
};
|
||||
```
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||||
|
||||
**선택 B를 써야 할 때:**
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||||
- *(TODO)*
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||||
### Input forwarding (main → worker)
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||||
```javascript
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||||
// main.js — 매 worker 는 DOM 접근 X → input event 의 forward 필요
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canvas.addEventListener("pointermove", (e) => {
|
||||
worker.postMessage({
|
||||
type: "pointer",
|
||||
x: e.offsetX,
|
||||
y: e.offsetY,
|
||||
});
|
||||
});
|
||||
window.addEventListener("resize", () => {
|
||||
worker.postMessage({ type: "resize", w: canvas.clientWidth, h: canvas.clientHeight });
|
||||
});
|
||||
```
|
||||
|
||||
**기본값:**
|
||||
> *(TODO)*
|
||||
### Resize handling in worker
|
||||
```javascript
|
||||
// worker
|
||||
self.onmessage = ({ data }) => {
|
||||
if (data.type === "resize") {
|
||||
canvas.width = data.w * devicePixelRatio;
|
||||
canvas.height = data.h * devicePixelRatio;
|
||||
cam.aspect = data.w / data.h;
|
||||
cam.updateProjectionMatrix();
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
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||||
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||||
## ❌ 안티패턴 (Anti-Patterns)
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### Image processing pipeline (heavy filter)
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||||
```javascript
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||||
// main
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||||
const bmp = await createImageBitmap(file);
|
||||
worker.postMessage({ bmp }, [bmp]); // 매 transfer ownership
|
||||
|
||||
- **[안티패턴]:** *(TODO: 무엇을 하면 안 되는가 + 이유 + 대신 무엇을)*
|
||||
// worker
|
||||
self.onmessage = ({ data }) => {
|
||||
const { bmp } = data;
|
||||
const off = new OffscreenCanvas(bmp.width, bmp.height);
|
||||
const ctx = off.getContext("2d");
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||||
ctx.drawImage(bmp, 0, 0);
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||||
const img = ctx.getImageData(0, 0, bmp.width, bmp.height);
|
||||
// 매 heavy pixel loop — 매 main 안 막음
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||||
for (let i = 0; i < img.data.length; i += 4) {
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||||
img.data[i] = 255 - img.data[i];
|
||||
img.data[i+1] = 255 - img.data[i+1];
|
||||
img.data[i+2] = 255 - img.data[i+2];
|
||||
}
|
||||
ctx.putImageData(img, 0, 0);
|
||||
off.convertToBlob().then((blob) => self.postMessage({ blob }));
|
||||
};
|
||||
```
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||||
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||||
### SharedArrayBuffer for shared state (with COOP/COEP)
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||||
```javascript
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||||
// main — game state shared
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||||
const sab = new SharedArrayBuffer(1024);
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||||
const state = new Float32Array(sab);
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||||
worker.postMessage({ state: sab });
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||||
// 매 worker 가 state 읽고 — 매 lock-free update
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// 매 require: Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
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||||
// Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
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```
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## 매 결정 기준
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| 작업 | 위치 |
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|---|---|
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| DOM update | main thread (only) |
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| Canvas 2D / WebGL / WebGPU draw | worker (OffscreenCanvas) |
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| Image filter / encode | worker |
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| Layout / scroll | main |
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||||
| Heavy compute (parsing, ML) | worker |
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**기본값**: rendering loop + heavy compute → worker, DOM/input → main.
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[Web Worker]] · [[Performance Optimization]]
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||||
- 변형: [[SharedWorker]] · [[Service Worker]] · [[WebGPU Compute]]
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||||
- 응용: [[Three.js]] · [[Game Canvas]] · [[Image Editor]]
|
||||
- Adjacent: [[SharedArrayBuffer]] · [[Transferable Objects]] · [[Memory Leak Prevention]]
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||||
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## 🤖 LLM 활용
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||||
**언제**: canvas-heavy app 설계, main thread jank 진단, worker 통신 설계.
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||||
**언제 X**: 매 simple static page — 매 overhead 정당화 X.
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## ❌ 안티패턴
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- **PostMessage with large object (no transfer)**: 매 structured clone copy → 매 GC pressure. 매 transfer list 사용.
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||||
- **DOM access in worker**: 매 불가능 — 매 main 으로 forward.
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||||
- **Forget resize / DPR**: 매 blurry canvas.
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||||
- **No COOP/COEP for SAB**: 매 SharedArrayBuffer 사용 X.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (MDN OffscreenCanvas, Three.js examples, Chrome Developers blog).
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- 신뢰도 A.
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## 🕓 Changelog
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| 날짜 | 변경 |
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|---|---|
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| 2026-05-08 | Phase 1 |
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| 2026-05-10 | Manual cleanup — OffscreenCanvas + worker 패턴 7개 |
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Reference in New Issue
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