Что такое WASM (WebAssembly)

WASM — это аббревиатура от WebAssembly, что можно перевести как «веб-асемблер». WebAssembly — это бинарный формат исполняемого кода, который разработан для выполнения в веб-браузерах. Он представляет собой низкоуровневое бинарное представление программного кода, который может выполняться в виртуальной машине, встроенной в браузеры.

Основные характеристики фреймворка включают в себя:

1. Портативность: WebAssembly позволяет запускать код на разных платформах и архитектурах, что делает его независимым от конкретного браузера или операционной системы.
2. Высокая производительность: WebAssembly обеспечивает более высокую производительность по сравнению с интерпретируемым JavaScript благодаря тому, что он компилируется в машинный код браузера.
3. Безопасность: WebAssembly имеет механизмы безопасности, которые предотвращают выполнение опасных операций и обеспечивают изоляцию кода.
4. Интеграция с JavaScript: WebAssembly может взаимодействовать с JavaScript, позволяя разработчикам использовать его вместе с существующими веб-приложениями.

WASM используется для улучшения производительности веб-приложений, особенно тех, где требуется выполнение вычислительно интенсивных операций, например, игры, веб-приложения для обработки изображений, аудио/видео обработка и многое другое.

Кто поддерживает WASM

WebAssembly поддерживается множеством ведущих браузеров и платформ. Как минимум, все ведущие браузеры поддерживают WASM:

1. Google Chrome
2. Mozilla Firefox
3. Microsoft Edge
4. Apple Safari

Эти браузеры внедрили его поддержку, что позволяет веб-разработчикам использовать WebAssembly в своих проектах для улучшения производительности и функциональности веб-приложений.

Кроме того, веб-ассемблер также можно использовать вне веб-браузера для выполнения кода на различных платформах. Существуют инструменты и среды выполнения WebAssembly, такие как Node.js, которые позволяют запускать WASM-модули на серверах и вне браузерной среды.

Фреймворк является открытым стандартом и имеет широкую поддержку в различных экосистемах, что делает его мощным инструментом для создания переносимых и производительных веб- и не веб-приложений.

Недостатки WASM

WebAssembly представляет собой мощную и полезную технологию, но у него также есть некоторые недостатки и ограничения:

1. Сложность чтения и отладки: Бинарный формат делает его сложным для чтения и отладки в сравнении с текстовым кодом на языке JavaScript. Это может создавать трудности при разработке и отладке модулей.
2. Ограниченные возможности доступа к DOM: WebAssembly сам по себе не имеет прямого доступа к DOM (Document Object Model), что делает его менее удобным для манипуляции с веб-страницей и взаимодействия с ней. Для этой цели часто требуется JavaScript.
3. Сложности в интеграции: Интеграция с существующими веб-приложениями, написанными на JavaScript, может быть сложной задачей. Переход между WASM и JavaScript, передача данных и вызов функций между этими двумя окружениями требует некоторой дополнительной работы.
4. Размер файлов: Некоторые WASM-модули могут быть довольно большими по размеру, что может увеличивать время загрузки веб-страницы. Это особенно критично для пользователей с медленным интернет-соединением.
5. Безопасность: Виртуальная машина WebAssembly создана с учетом безопасности, но неправильно написанный код все равно может представлять угрозу для безопасности, так как может выполниться в окружении браузера. Это означает, что разработчики должны быть осторожными и следить за безопасностью своих программ.
6. Ограниченная стандартная библиотека: В WASM нет полноценной стандартной библиотеки, как в языке JavaScript. Это означает, что для выполнения многих задач разработчику придется создавать собственный код или использовать библиотеки, что может потребовать дополнительных усилий.

Не смотря на эти недостатки, WASM остается мощным инструментом, который может быть полезен для определенных задач, особенно в области вычислительно интенсивных приложений и игр, где производительность критически важна.

Пример программы на WASM

Пример программы на WASM можно показать с использованием языка C/C++ и инструментов, таких как Emscripten, для компиляции кода в WASM. Давайте рассмотрим простой пример программы, которая складывает два числа:

// Пример кода на C
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

Этот пример представляет функцию add, которая принимает два целых числа и возвращает их сумму.

Далее, вы можете использовать Emscripten для компиляции этого кода в WASM. Предположим, что у вас есть файл с именем add.c с вышеприведенным кодом. Вы можете выполнить следующую команду для компиляции этого кода в WASM:

emcc add.c -o add.js -s WASM=1 -s EXPORTED_FUNCTIONS="['_add']"

Эта команда скомпилирует файл add.c в два файла: add.wasm (бинарный модуль) и add.js (JavaScript-обертка для взаимодействия с WASM). Она также определяет EXPORTED_FUNCTIONS, чтобы можно было вызывать функцию add из JavaScript.

Затем, в JavaScript, вы можете загрузить и использовать модуль:

// Пример кода на JavaScript
const Module = require('./add.js'); // Замените на путь к вашему add.js

Module.onRuntimeInitialized = function() {
    const result = Module._add(5, 7);
    console.log(`Результат сложения: ${result}`);
};

Этот JavaScript-код загружает WASM-модуль и вызывает функцию add из WASM, передавая ей два числа (5 и 7). Результат будет выведен в консоль.

Это простой пример, но WASM может использоваться для более сложных приложений и алгоритмов. Программы на WASM могут быть написаны на различных языках программирования, включая C/C++, Rust и др.

Таблица показывает три различных представления одного и того же исходного кода по мере трансляции его в wasm:

int factorial(int n) {
  if (n == 0)
    return 1;
  else
    return n * factorial(n-1);
}

get_local 0
i64.eqz
if i64
    i64.const 1
else
    get_local 0
    get_local 0
    i64.const 1
    i64.sub
    call 0
    i64.mul
end

20 00
50
04 7e
42 01
05
20 00
20 00
42 01
7d
10 00
7e
0b

Ссылки

• Официальный сайт
• Podlodka #165: WebAssembly
• Почему WebAssembly значительно изменит веб