建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
自從引入計算機以來，本地應用程序的性能有了巨大的提高。相比之下，web 應用程序相當慢，因為 JS 一開始并不是為了速度而構建的。但是由于瀏覽器之間的激烈競爭以及JS 引擎如V8的快速開發(fā)，使得 JS 能夠在機器上快速運行。但是它仍然不能超過本機應用程序的性能。這主要是因為 JS 代碼必須經(jīng)歷幾個進程才能生成機器碼。
隨著 WebAssembly 的引入，現(xiàn)代 Web 發(fā)生革命性的變化，這項技術非?？臁Ｗ屛覀兛匆幌率裁词?WebAssembly，以及如何與 JS 集成以構建快速的應用程序。
什么是 WebAssembly?
在了解 WebAssembly 之前，讓我們看一下什么是 Assembly。
Assembly(匯編)是一種低級編程語言，它與體系結構的機器級指令有著非常密切的聯(lián)系。換句話說，它只需一個進程就可以轉換為機器可以理解的代碼，即機器代碼。此轉換過程稱為匯編。
WebAssembly可以簡稱為 Web 的匯編。它是一種類似于匯編語言的低級語言，具有緊湊的二進制格式，使您能夠以類似本機的速度運行Web應用程序。它還為C，C ++和Rust等語言提供了編譯目標，從而使客戶端應用程序能夠以接近本地的性能在Web上運行。
此外，WebAssembly 的出現(xiàn)是與 JS 一起運行，而不是取代 JS。使用 WebAssembly JavaScript API，你可以交替地運行來自任一種語言的代碼，來回沒有任何問題。這為我們提供了利用 WebAssembly 的強大功能和性能以及 JS 的通用性和適應性的應用程序。這為web應用程序打開了一個全新的世界，它可以運行最初并不打算用于web的代碼和功能。
有什么區(qū)別
Lin Clark預測，2017年 WebAssembly 的引入可能會引發(fā) web 開發(fā)生命中的一個新的拐點。早期的另一個拐點 生在引入 JITs 編譯的時候，JIT 編譯使JS 的速度提高了近10倍。
如果將 WebAssembly 的編譯過程與 JS 的編譯過程進行比較，會注意到幾個過程已被剝離，其余過程已被修剪，如下所示：
JIT 是使 JavaScript 運行更快的一種手段，通過監(jiān)視代碼的運行狀態(tài)，把 hot 代碼(重復執(zhí)行多次的代碼)進行優(yōu)化。通過這種方式，可以使 JavaScript 應用的性能提升很多倍。
仔細比較上圖，注意到,重新參與WebAssembly已經(jīng)完全被剝奪掉了。這主要是因為編譯器不需要對WebAssembly代碼做任何假設,因為諸如數(shù)據(jù)類型是在代碼中明確提及。
但是 JS 不是這樣的，因為JIT應該做一些假設來運行代碼，如果假設失敗，它需要重新優(yōu)化它的代碼。
如何獲取 WebAssembly 代碼
WebAssembly是一項偉大的技術，我們需要如何利用 WebAssembly 的強大功能呢?
有幾種方法：
- 不推薦從頭編寫 WebAssembly 代碼，除非你非常了解基本知識
- 從 C 編譯為 WebAssembly
- 從 C++ 編譯為 WebAssembly
- 從 Rust 編譯為 WebAssembly
- 使用 AssemblyScript 將 Typescript 編譯為WebAssembly。對于不熟悉C/C ++或Rust 的 Web開發(fā)人員來說，這是一個不錯的選擇
- 支持更多的語言選項。
此外，還有Emscripten和WebAssembly Studio之類的工具可以幫助您完成上述過程。
JS 的 WebAssembly API
為了充分利用 WebAssembly 的特性，我們必須將其與 JS 代碼集成在一起，這可以在JavaScript WebAssembly API的幫助下完成。
模塊編譯和實例化
WebAssembly代 碼駐留在.wasm文件中。這個文件應該被編譯成特定于它所運行的機器的機器碼。我們可以使用WebAssembly.compile方法來編譯 WebAssembly 模塊。
WebAssembly.instantiate方法實例化已編譯模塊。另外，我們也可以從.wasm文件獲得的數(shù)組緩沖區(qū)傳遞到WebAssembly.instantiate方法中。這也適用，因為實例化方法有兩個重載。
- let exports
- fetch('sample.wasm').then(response =>
- response.arrayBuffer()
- ).then(bytes =>
- WebAssembly.instantiate(bytes)
- ).then(results => {
- exports = results.instance.exports
- })
上述方法的缺點之一是這些方法不能直接訪問字節(jié)碼，因此在編譯/實例化wasm模塊之前，需要采取額外的步驟將響應轉換為ArrayBuffer。
相反，我們可以使用WebAssembly.compileStreaming / WebAssembly.instantiateStreaming方法來實現(xiàn)與上述相同的功能，其優(yōu)點是可以直接訪問字節(jié)碼，而無需將響應轉換為ArrayBuffer。
- let exports
- WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('sample.wasm'))
- .then(obj => {
- exports = obj.instance.exports
- })
注意，WebAssembly.instantiate和WebAssembly.instantiateStreaming會返回實例以及已編譯的模塊，它們可用于快速啟動模塊的實例。
- let exports;
- let compiledModule;
- WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('sample.wasm'))
- .then(obj => {
- exports = obj.instance.exports;
- //access compiled module
- compiledModule = obj.module;
- })
導入對象
實例化 WebAssembly 模塊實例時，可以選擇傳遞一個導入對象，該對象將包含要導入到新創(chuàng)建的模塊實例中的值，有 4 種類型：
- global values
- functions
- memory
- tables
可以將導入對象視為提供給模塊實例的工具，以幫助它實現(xiàn)其任務。如果沒有提供導入對象，編譯器將分配默認值。
Global
WebAssembly.Global 對象表示一個全局變量實例, 可以被JavaScript 和importable/exportable 訪問 ,跨越一個或多個WebAssembly.Module 實例. 他允許被多個modules動態(tài)連接.
可以使用WebAssembly.Global()構造函數(shù)創(chuàng)建全局實例。
- const global = new WebAssembly.Global({
- value: 'i64',
- mutable: true
- }, 20)
語法
- var myGlobal = new WebAssembly.Global(descriptor, value)
global 構造函數(shù)接受兩個參數(shù)。
descriptor
GlobalDescriptor 包含2個屬性的表:
- value: A USVString 表示全局變量的數(shù)據(jù)類型. 可以是i32, i64, f32, 或 f64
- mutable: 布爾值決定是否可以修改. 默認是 false
value可以是任意變量值，需要其類型與變量類型匹配. 如果變量沒有定義, 使用0代替
- const global = new WebAssembly.Global({
- value: 'i64',
- mutable: true
- }, 20);
- let importObject = {
- js: {
- global
- }
- };
- WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('global.wasm'), importObject)
全局實例應該傳遞給importObject，以便在 WebAssembly 模塊實例中可以訪問它。
Memory
當 WebAssembly 模塊被實例化時，它需要一個 memory 對象。你可以創(chuàng)建一個新的WebAssembly.Memory并傳遞該對象。如果沒有創(chuàng)建 memory 對象，在模塊實例化的時候將會自動創(chuàng)建，并且傳遞給實例。
JS引擎創(chuàng)建一個ArrayBuffer來做這件事情。ArrayBuffer 是 JS 引用的 JavaScript 對象。JS 為你分配內存。你告訴它需要多少內存，它會創(chuàng)建一個對應大小的ArrayBuffer
ArrayBuffer 做了兩件事情，一件是做 WebAssembly 的內存，另外一件是做 JavaScript 的對象。
它使 JS 和 WebAssembly 之間傳遞內容更方便。
使內存管理更安全。
Table
WebAssembly.Table() 構造函數(shù)根據(jù)給定的大小和元素類型創(chuàng)建一個Table對象。
這是一個包裝了WebAssemble Table 的Javascript包裝對象，具有類數(shù)組結構，存儲了多個函數(shù)引用。在 JS 或者WebAssemble中創(chuàng)建Table 對象可以同時被JS 或WebAssemble 訪問和更改。
引入Table的主要原因是提高了安全性。我們可以使用set()、grow()和get()方法來操作表。
事例
為了演示，我將使用WebAssembly Studio應用程序將C文件編譯為.wasm。
我已經(jīng)在wasm文件中創(chuàng)建了一個函數(shù)來計算一個數(shù)字的冪。我將必要的值傳遞給函數(shù)，然后用JavaScript接收輸出。
同樣，我在wasm中進行了一些字符串操作。需要注意，wasm沒有字符串類型。因此，它將使用ASCII值。返回到 JS 的值將指向存儲輸出的內存位置。由于內存對象是ArrayBuffer，因此我要進行迭代，直到收到字符串中的所有字符為止。
JavaScript文件
- let exports;
- let buffer;
- (async() => {
- let response = await fetch('../out/main.wasm');
- let results = await WebAssembly.instantiate(await response.arrayBuffer());
- //or
- // let results = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('../out/main.wasm'));
- let instance = results.instance;
- exports = instance.exports;
- buffer = new Uint8Array(exports.memory.buffer);
- findPower(5,3);
- printHelloWorld();
- })();
- const findPower = (base = 0, power = 0) => {
- console.log(exports.power(base,power));
- }
- const printHelloWorld = () => {
- let pointer = exports.helloWorld();
- let str = "";
- for(let i = pointer;buffer[i];i++){
- str += String.fromCharCode(buffer[i]);
- }
- console.log(str);
- }
C 文件
- #define WASM_EXPORT __attribute__((visibility("default")))
- #include
- WASM_EXPORT
- double power(double number,double power_value) {
- return pow(number,power_value);
- }
- WASM_EXPORT
- char* helloWorld(){
- return "hello world";
- }
應用
WebAssembly 更適合用于寫模塊，承接各種復雜的計算，如圖像處理、3D運算、語音識別、視音頻編碼解碼這種工作，主體程序還是要用 javascript 來寫的。
可以找我返現(xiàn)15(https://cn.aliyun.com/1111/home?userCode=pxuujn3r)
作者：Mahdhi Rezvi 譯者：前端小智 來源：medium
原文：https://blog.bitsrc.io/a-complete-introduction-to-webassembly-and-its-javascript-api-3474a9845206 11111
菜v菜 本文轉載自微信公眾號「大遷世界」，可以通過以下二維碼關注。轉載本文請聯(lián)系大遷世界公眾號。
當前題目：WebAssembly及其API的完整介紹
分享URL：http://www.5511xx.com/article/dpeppig.html
