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WebAssembly相關技術介紹

來源: 責編: 時間:2023-12-11 09:28:22 267觀看
導讀Labs 導讀WebAssembly(簡稱Wasm)是一種可在Web瀏覽器中運行的低級字節碼格式,它在瀏覽器中執行速度快、占用資源少,并且可以與JavaScript無縫集成,為開發者提供了一種新的選擇,可以將現有的代碼和工具遷移到Web平臺,提供更好

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Labs 導讀

WebAssembly(簡稱Wasm)是一種可在Web瀏覽器中運行的低級字節碼格式,它在瀏覽器中執行速度快、占用資源少,并且可以與JavaScript無縫集成,為開發者提供了一種新的選擇,可以將現有的代碼和工具遷移到Web平臺,提供更好的性能和更廣泛的應用場景。、wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

Part 01、  背景 

WebAssembly(簡稱Wasm)是一種可在Web瀏覽器中運行的低級字節碼格式。它的發展伴隨著Web平臺上的一系列關鍵事件,2011年asm.js作為使用JavaScript的子集來提高性能技術,它通過限制JavaScript的特性和引入類型注解,使得現有的C/C++代碼可以在瀏覽器中運行得更快。2013年Emscripten工具鏈將C/C++代碼編譯為JavaScript或WebAssembly,它利用LLVM編譯器,將原生代碼轉換為JavaScript或WebAssembly模塊。2015年通過asm.js和Emscripten結合,將C/C++代碼編譯為asm.js格式,再在瀏覽器中運行,實現了更高效的Web應用。2017年WebAssembly標準的發布標志著一個重要的里程碑。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

WebAssembly定義了一種二進制格式,可以直接在瀏覽器中執行,而無需通過解釋器或即時編譯器。目前它提供了一種有效且安全的方式,將高性能的編程語言(如C++、Rust、Go等)編譯為Web平臺可識別、可移植、高性能的字節碼的格式,并且可以在不同瀏覽器,不同的設備和操作系統上運行。WebAssembly在瀏覽器中執行速度快、占用資源少,并且可以與JavaScript無縫集成,為開發者提供了一種新的選擇,可以將現有的代碼和工具遷移到Web平臺,提供更好的性能和更廣泛的應用場景。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

圖1 WebAssembly在瀏覽器與后端程序中的使用wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

Part 02、 工具棧 

2.1 編譯器和工具鏈

  • Emscripten:一個常用的C/C++到WebAssembly的編譯器,它使用LLVM將C/C++代碼編譯成JavaScript或WebAssembly。
  • Rust:Rust編程語言提供了內置的WebAssembly支持,通過rustc編譯器可以將Rust代碼直接編譯成WebAssembly模塊。

2.2 運行時環境

  • WebAssembly JavaScript API:提供了與JavaScript進行交互的API,允許在JavaScript中加載和執行WebAssembly模塊。
  • WebAssembly System Interface (WASI):一個與操作系統無關的WebAssembly執行環境,提供了標準的系統調用接口,使得WebAssembly可以直接與底層操作系統進行交互。

2.3 調試和性能優化工具

  • WebAssembly Binary Toolkit (wabt):一個用于處理和分析WebAssembly二進制文件的工具集,包括編譯、反編譯、驗證等功能。
  • Chrome DevTools:Chrome瀏覽器提供了WebAssembly的調試支持,可以在DevTools中進行斷點調試、性能分析等操作。

Part 03、  研發示例  

當將C/C++代碼帶入Web平臺并在瀏覽器中執行時,可以按照以下步驟進行操作:wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

(1)安裝 Emscripten:Emscripten 是一個常用的將 C/C++ 代碼編譯為 WebAssembly 的工具鏈。首先,前往 Emscripten 官網(https://emscripten.org/)按照指南安裝 Emscripten。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

(2)編寫 C/C++ 代碼:創建一個 C/C++ 源文件(例如 example.c),并添加以下示例代碼:wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

圖2 C/C++源語言程序wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

(3)編譯為 WebAssembly 模塊:在終端中執行以下命令,使用 Emscripten 將 C/C++ 代碼編譯為 WebAssembly 模塊:wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

圖3 將源語言編譯為wasm模塊wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

(4)創建 HTML 文件:創建一個 HTML 文件(例如 index.html),并添加以下內容:wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

圖4 在HTML中嵌入wasm模塊并使用wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

(5)在瀏覽器中運行:使用任意靜態文件服務器(如 VS Code Live Server 插件或 Python 的 http.server 模塊)啟動本地服務器,并在瀏覽器中打開 index.html 文件。打開瀏覽器開發者工具:在瀏覽器的開發者工具中查看控制臺輸出,應該會顯示 Result: 5。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

Part 04、 工程應用  

? Web應用加速:通過將計算密集型任務委托給WebAssembly模塊,可以在Web應用程序中提供更快的性能和更好的用戶體驗。例如,圖像和視頻處理、音頻編解碼、數據壓縮等任務可以使用WebAssembly模塊來提高性能。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 游戲開發:WebAssembly為游戲開發者提供了一個高性能的平臺,使得復雜的3D游戲可以在瀏覽器中運行。游戲引擎如Unity和Unreal Engine已經開始支持WebAssembly,使得開發者可以將游戲直接發布到Web平臺。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 跨平臺應用程序:WebAssembly可以在不同的操作系統和設備上運行,為跨平臺應用程序提供了一種可移植的解決方案。通過將現有的C/C++代碼編譯為WebAssembly模塊,開發者可以快速將應用程序移植到Web平臺,實現跨平臺的部署。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 科學計算和數據處理:對于需要進行大量計算和數據處理的科學和工程應用,WebAssembly提供了高性能和并行計算的能力。從數值模擬到數據分析,WebAssembly可以加速各種科學計算任務。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 虛擬現實和增強現實:WebAssembly為虛擬現實(VR)和增強現實(AR)應用提供了一種可行的解決方案。通過在瀏覽器中運行WebAssembly模塊,用戶可以直接在Web平臺上體驗虛擬現實和增強現實內容,無需額外的軟件安裝。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

Part 05、  未來發展  

WebAssembly技術正處于快速發展階段,并且有著廣闊的未來發展前景。以下是一些WebAssembly技術未來可能的發展方向:wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 性能優化:繼續改進WebAssembly的執行性能,包括加載速度、運行時性能和內存占用等方面。這將進一步推動WebAssembly的廣泛應用。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 擴展功能:將來的WebAssembly版本可能會引入新的功能和特性,如多線程支持、垃圾回收等,以滿足更多復雜應用的需求。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 生態系統發展:WebAssembly的生態系統將繼續發展壯大,包括工具鏈、框架、庫等,以提供更多的開發和優化選擇。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 更多領域的應用:隨著WebAssembly技術的不斷成熟,它將在更多領域得到應用,如人工智能、物聯網、區塊鏈等。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

? 標準化和跨平臺支持:WebAssembly的標準化將會進一步完善,并得到更多平臺和設備的廣泛支持,包括移動設備、嵌入式系統等。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

總體而言,WebAssembly技術有著廣泛的應用前景,并將在Web開發和跨平臺應用領域發揮重要作用。隨著技術的發展和生態系統的成熟,我們可以預期更多創新和工程應用的涌現。wn528資訊網——每日最新資訊28at.com

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