[G1-Sync] Manual knowledge update
This commit is contained in:
Antigravity Agent
@@ -2,94 +2,151 @@
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id: wiki-2026-0508-sharedarraybuffer로-스레드-간-메모리-공유-
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title: SharedArrayBuffer로 스레드 간 메모리 공유 효율 높이기
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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-4A9AE0]
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aliases: [SAB, SharedArrayBuffer, Shared Memory JS]
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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: [javascript, web-worker, concurrency, performance]
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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 - SharedArrayBuffer로 스레드 간 메모리 공유 효율 높이기"
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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 Workers
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# [[SharedArrayBuffer로 스레드 간 메모리 공유 효율 높이기]]
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# SharedArrayBuffer로 스레드 간 메모리 공유 효율 높이기
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## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
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> **SharedArrayBuffer**는 웹 워커(Web Worker)와 메인 스레드 간의 전통적인 통신 방식인 `postMessage`의 데이터 직렬화(Serialization) 및 복사 오버헤드를 제거하고, **두 스레드가 동일한 메모리 영역을 복사 없이(Zero-copy) 직접 접근하고 공유**할 수 있게 해주는 저수준(Low-level)의 고성능 최적화 기법입니다.
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## 매 한 줄
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> **"매 zero-copy shared memory between JS threads"**. SharedArrayBuffer (SAB) 는 main thread + Web Worker 간 동일 raw bytes 를 공유. postMessage structured clone 의 copy 비용 제거 + Atomics 로 race-free coordination 가능.
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## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
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**1. 직렬화(Serialization) 병목 제거** 자바스크립트 환경에서 메인 스레드와 워커 스레드는 기본적으로 메모리를 공유하지 않기 때문에, 데이터를 주고받으려면 내부적으로 데이터를 복사하고 직렬화/역직렬화하는 과정을 거쳐야 합니다. 그러나 `SharedArrayBuffer`를 사용하면 이러한 복사 과정 없이 데이터가 포함된 원시 바이너리 버퍼 자체를 공유하므로, 메모리 전송에 소모되는 지연 시간(오버헤드)이 '0'에 가까워집니다.
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## 매 핵심
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**2. ECS(Entity Component[[ system]]) 기반 아키텍처와의 시너지** 이 기술은 `bitECS`와 같은 고성능 게임 아키텍처 패턴(ECS)과 결합할 때 진가를 발휘합니다. 게임 내 수만 개의 엔티티(파티클, 총알, 적 등) 정보를 무거운 자바스크립트 객체 대신 연속된 메모리 블록인 `[[TypedArray]]` 구조로 구성한 뒤, 이를 `SharedArrayBuffer`에 적재합니다.
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### 매 동작 모델
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- 매 buffer instance 는 multiple threads 에서 동일 backing store 참조.
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- 매 TypedArray view (Int32Array, Float64Array) 로 typed access.
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- 매 Atomics.load/store/add 로 atomic ops.
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- 매 Atomics.wait/notify 로 futex-like blocking sync.
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- **워커 스레드(물리 엔진/AI):** 물리 연산을 수행하여 버퍼 내의 좌표($x, y, z$) 데이터를 업데이트합니다.
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- **메인 스레드(React/Three.js):** 메시지 수신을 기다릴 필요 없이, 버퍼의 메모리 주소를 즉시 읽어와 `[[InstancedMesh]]` 등을 60FPS로 렌더링합니다.
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### 매 vs ArrayBuffer
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- 매 ArrayBuffer: postMessage 시 structured clone (copy) 또는 transfer (ownership move).
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- 매 SharedArrayBuffer: postMessage 시 reference 전달, 양쪽 동시 access.
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**3. Atomics API를 통한 원자적(Atomic) 동기화 보장** 여러 스레드가 동시에 동일한 메모리 공간에 읽기/쓰기를 수행하면 데이터가 꼬이는 경쟁 상태(Race Condition)가 발생할 수 있습니다. `SharedArrayBuffer`는 `Atomics` 객체에서 제공하는 원자적 연산을 지원하여, 스레드 간에 안전하게 메모리를 조작하고 동기화할 수 있도록 보장합니다.
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### 매 응용
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1. WASM linear memory 공유 (multi-threaded WASM).
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2. 매 large image/audio buffer worker 처리 (zero-copy).
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3. Lock-free queue / ring buffer 구현.
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**4. 한계점 및 개발 트레이드오프 (Trade-offs)**
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## 💻 패턴
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- **매우 낮은 추상화 수준:** 일반적인 JSON 객체나 유연한 자바스크립트 데이터 구조를 사용할 수 없으며, 바이트 단위의 로우 레벨 바이너리 버퍼를 직접 계산하고 다뤄야 하므로 개발 난이도가 매우 높고 사용자 친화적이지 않습니다.
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- **보안 제약 (COOP/COEP):** 멜트다운(Meltdown) 및 스펙터([[Spectre]])와 같은 CPU 보안 취약점을 방지하기 위해, 웹 서버에서 보안 헤더(`Cross-Origin-Opener-Policy` 및 `Cross-Origin-Embedder-Policy`)를 엄격하게 설정해야만 브라우저에서 `SharedArrayBuffer` 기능을 활성화할 수 있습니다. (※ 이 내용은 제공된 소스 외부의 일반적인 웹 보안 지식입니다. 실제 도입 시 서버 설정 확인이 필요합니다.)
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### Worker 에 SAB 전달
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```js
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// main.js
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const sab = new SharedArrayBuffer(1024);
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const view = new Int32Array(sab);
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const worker = new Worker('worker.js');
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worker.postMessage({ sab });
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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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## 🤖 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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// worker.js
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self.onmessage = ({ data }) => {
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const view = new Int32Array(data.sab);
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Atomics.store(view, 0, 42);
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||||
Atomics.notify(view, 0, 1);
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};
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```
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## 🤔 의사결정 기준 (Decision Criteria)
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### Atomic counter
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```js
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const sab = new SharedArrayBuffer(4);
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const counter = new Int32Array(sab);
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Atomics.add(counter, 0, 1); // race-free increment
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const value = Atomics.load(counter, 0);
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```
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**선택 A를 써야 할 때:**
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- *(TODO)*
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### Producer / Consumer wait+notify
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```js
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// consumer
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Atomics.wait(view, 0, 0); // sleep until view[0] != 0
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const data = Atomics.load(view, 0);
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**선택 B를 써야 할 때:**
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- *(TODO)*
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// producer
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||||
Atomics.store(view, 0, 99);
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Atomics.notify(view, 0, 1); // wake 1 waiter
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||||
```
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||||
**기본값:**
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> *(TODO)*
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### Lock (spinlock)
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```js
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function lock(view, idx) {
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while (Atomics.compareExchange(view, idx, 0, 1) !== 0) {
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Atomics.wait(view, idx, 1);
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}
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||||
}
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||||
function unlock(view, idx) {
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||||
Atomics.store(view, idx, 0);
|
||||
Atomics.notify(view, idx, 1);
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||||
}
|
||||
```
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## ❌ 안티패턴 (Anti-Patterns)
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### Ring buffer (lock-free SPSC)
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```js
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||||
class RingBuffer {
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constructor(sab, capacity) {
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this.head = new Int32Array(sab, 0, 1);
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this.tail = new Int32Array(sab, 4, 1);
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this.data = new Int32Array(sab, 8, capacity);
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||||
this.cap = capacity;
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}
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push(v) {
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const t = Atomics.load(this.tail, 0);
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const next = (t + 1) % this.cap;
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||||
if (next === Atomics.load(this.head, 0)) return false; // full
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||||
this.data[t] = v;
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||||
Atomics.store(this.tail, 0, next);
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||||
return true;
|
||||
}
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||||
}
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||||
```
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||||
- **[안티패턴]:** *(TODO: 무엇을 하면 안 되는가 + 이유 + 대신 무엇을)*
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### WASM threads memory
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```js
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||||
const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 10, maximum: 100, shared: true });
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// memory.buffer is SharedArrayBuffer
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||||
```
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## 매 결정 기준
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| 상황 | Approach |
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|---|---|
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| Small data, infrequent | postMessage (clone) |
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| Large buffer, hot path | SAB + Atomics |
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| Transfer ownership once | postMessage with transfer list |
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| Multi-threaded WASM | shared:true Memory |
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||||
**기본값**: 매 small data postMessage, 매 hot-path large buffer SAB.
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[Web_Workers]] · [[JavaScript_Concurrency]]
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- 변형: [[SharedArrayBuffer_보안_이슈와_Cross-Origin_Isolation]]
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- 응용: [[WebAssembly_Threads]] · [[OffscreenCanvas]]
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||||
- Adjacent: [[Atomics_API]] · [[Structured_Clone]]
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: 매 large data parallel processing (image/video/ML inference) 의 + 매 worker 간 frequent sync 필요 시.
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**언제 X**: 매 simple task offload (postMessage 충분) 또는 매 COOP/COEP 헤더 설정 불가능한 환경.
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## ❌ 안티패턴
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- **Non-atomic access on shared view**: 매 race condition. 매 always Atomics.* 사용.
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- **Spin without wait**: 매 CPU burn. 매 Atomics.wait 으로 block.
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- **Missing COOP/COEP**: 매 modern browser 에서 SAB 비활성화. 매 cross-origin isolation 필수.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (MDN SharedArrayBuffer, ECMAScript Atomics spec).
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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 — SAB + Atomics patterns |
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