WebAssembly 基礎(chǔ)
詳情參考《WebAssembly | MDN》
（1）概述
- WebAssembly 簡(jiǎn)稱 WASM 或 WA，是一種新的編碼方式，可以在現(xiàn)代的 Web 瀏覽器中運(yùn)行
- 可以通過(guò)編譯器，把多種編程語(yǔ)言（如 C/C++、C#、Go、Python、Rust、TypeScript 等）編寫的代碼轉(zhuǎn)化為 WA，并在瀏覽器中使用
- 特點(diǎn)：
- 靈活度高：是一種低級(jí)的類匯編語(yǔ)言
- 體積較小：具有緊湊的二進(jìn)制格式
- 性能提升：接近原生的性能運(yùn)行
- WA 可以與 JavaScript 共存，允許兩者一起工作
- WA 關(guān)鍵概念：
- 模塊：表示一個(gè)已經(jīng)被瀏覽器編譯為可執(zhí)行機(jī)器碼的 WA 二進(jìn)制代碼
- 內(nèi)存：一個(gè)可變長(zhǎng)的
ArrayBuffer - 表格：一個(gè)可變長(zhǎng)的類型化數(shù)組
- 實(shí)例：一個(gè)模塊及其在運(yùn)行時(shí)使用的所有狀態(tài)（包括內(nèi)存、表格和一系列導(dǎo)入值）
- 使用 WA 編寫的相關(guān)應(yīng)用：Figma 等
（2）加載與運(yùn)行
通常，編譯器將其他語(yǔ)言的代碼編譯成 .wasm 文件，以便在 WA 環(huán)境中使用
在瀏覽器環(huán)境中，可以通過(guò) AJAX 導(dǎo)入外部文件，如導(dǎo)入 .wasm 文件
JavaScript 中的 WebAssembly 對(duì)象是所有 WA 相關(guān)功能的命名空間，其中 WebAssembly.compile / WebAssembly.instantiate 或 WebAssembly.compileStreaming / WebAssembly.instantiateStreaming 方法組合可以用于加載和運(yùn)行 WA 代碼
| fetch("main.wasm") |
| .then((response) => response.arrayBuffer()) |
| .then((bytes) => WebAssembly.compile(bytes)) |
| .then((module) => { |
| const instance = new WebAssembly.Instance(module); |
| console.log(instance.exports); |
| }); |
或
| WebAssembly.instantiateStreaming(fetch("main.wasm")).then( |
| (results) => { |
| const instance = results.instance; |
| console.log(instance.exports); |
| }, |
| ); |
（3）相關(guān) JavaScript API
WebAssembly：所有 WA 相關(guān)功能的命名空間
a. 對(duì)象
WebAssembly.Module：包含已經(jīng)由瀏覽器編譯的無(wú)狀態(tài) WebAssembly 代碼WebAssembly.Global：一個(gè)全局變量實(shí)例，可以被 JavaScript 和 importable/exportable 訪問(wèn)WebAssembly.Instance：有狀態(tài)，是 WebAssembly.Module 的一個(gè)可執(zhí)行實(shí)例WebAssembly.Table：代表 WA 表格概念的 JavaScript 包裝對(duì)象，具有類數(shù)組結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)了多個(gè)函數(shù)引用WebAssembly.Tag：定義了一種 WA 異常的類型，該異?？梢詮?WA 代碼拋出或拋出WebAssembly.Exception：表示從 WA 拋出到 JavaScript 的運(yùn)行時(shí)異常，或者從 JavaScript 拋出到 WA 異常處理程序的運(yùn)行時(shí)異常WebAssembly.LinkError：表示在模塊實(shí)例化期間發(fā)生錯(cuò)誤
b. 方法
WebAssembly.Memory()：用于創(chuàng)建一個(gè)新的 Memory 內(nèi)存對(duì)象WebAssembly.CompileError()：創(chuàng)建一個(gè)新的 WA 編譯錯(cuò)誤對(duì)象WebAssembly.RuntimeError()：創(chuàng)建一個(gè)新的 WA 運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤對(duì)象
0x01 結(jié)合 C/C++
使用 C 或 C++ 編寫一段代碼（以 C 為例）
| |
| #include<stdio.h> |
|
|
| int main(){ |
| printf("Hello, WebAssembly!"); |
| return 0; |
| } |
運(yùn)行測(cè)試無(wú)誤后繼續(xù)
下載并安裝用于編譯 C/C++ 到 WA 的 Emscripten
詳細(xì)操作參考官方下載與安裝文檔：https://emscripten.org/docs/getting_started/downloads.html
使用命令 emcc main.c -s WASM=1 -o main.html 編譯
emcc：Emscripten 提供的工具main.c：基于 C 語(yǔ)言的代碼-s WASM=1：指定輸出 WA-o main.html：輸出 main.wasm、main.js 和 main.html 文件，按需使用
0x02 結(jié)合 C#
使用 C# 編寫一段代碼
| |
| public class Example |
| { |
| public static void Main() |
| { |
| System.Console.WriteLine("Hello, WebAssembly!"); |
| } |
| } |
安裝 .NET Core SDK、mono
使用命令 mcs --out:main.dll -t:library main.cs 將 C# 代碼編譯為 DLL
使用命令 mono --runtime=mono --aot=llvm main.dll 將 DLL 編譯為 WA
0x03 結(jié)合 Go
使用 Go 編寫一段代碼：
| |
| package main |
|
|
| import "fmt" |
|
|
| func main() { |
| fmt.Println("Hello, WebAssembly!") |
| } |
使用命令 GOOS=js GOARCH=wasm go build -o main.wasm main.go 通過(guò) GOCC 將 main.go 編譯為 main.wasm
0x04 結(jié)合 Python
- 可以通過(guò) py2wasm 工具將 Python 編譯為 WA，或使用 pyodide 直接在 JavaScript 中執(zhí)行 Python
a. py2wasm
使用 Python 編寫一段代碼：
| |
| if __name__ == '__main__': |
| print("Hello, WebAssembly!") |
使用命令 pip install py2wasm 安裝 py2wasm 工具
使用命令 py2wasm main.py -o main.wasm 將 main.py 編譯為 main.wasm
b. pyodide
在 HTML 頭中導(dǎo)入 pyodide.js 并編寫 Python 代碼
| <!DOCTYPE html> |
| <html> |
| <head> |
| <script src="https://cdn.jsdelivr.net/pyodide/v0.26.0/full/pyodide.js"></script> |
| </head> |
|
|
| <body> |
| <script> |
| async function main() { |
| let pyodide = await loadPyodide(); |
| await pyodide.loadPackage("numpy"); |
| let result = await pyodide.runPythonAsync(` |
| import numpy as np |
| np.sum([1, 2, 3, 4]) |
| `); |
| console.log(result); |
| } |
| main(); |
| </script> |
| </body> |
| </html> |
如果在 NodeJS 環(huán)境中，可以使用命令 npm install pyodide 導(dǎo)入
0x05 結(jié)合 Rust
參考自《將 Rust 代碼編譯為 WASM | 博客園-_zhiqiu》
使用命令 cargo add wasm-bindgen 添加依賴項(xiàng)
使用命令 rustup target add wasm32-unknown-unknown 安裝目標(biāo)
使用 Rust 編寫一段代碼：
| |
| use wasm_bindgen::prelude::*; |
|
|
| |
| #[wasm_bindgen] |
| pub fn greet(name: &str) -> String { |
| format!("Hello, {}!", name) |
| } |
使用命令 cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release 將 main.rs 編譯為 main.wasm 等文件
使用命令 wasm-bindgen --out-dir ./out --target web target/wasm32-unknown-unknown/release/lib_wasm.wasm 生成 JavaScript 綁定文件，并設(shè)置輸出目錄為 ./out
0x06 結(jié)合 TypeScript
- AssemblyScript 簡(jiǎn)稱 AS，可以將 TypeScript 的嚴(yán)格變體編譯為 WA
- 具體操作方法參考 AS 官方文檔
-End-
本文作者：SRIGT
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該文章在 2024/10/14 9:33:55 編輯過(guò)
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