WebAssembly: Web 上の高パフォーマンスの状態

ここ数年、多くの根本的なイノベーションが Web 開発エコシステムを形成してきましたが、WebAssembly (略して Wasm) ほどエキサイティングなものはほとんどありません。これは、開発者がネイティブ アプリケーションと同じくらい高速な Web エクスペリエンスを作成できるようにする、高性能 Web アプリケーションの未来として宣伝されているテクノロジです。以下では、WebAssembly の強力な理由、Web の変革をもたらす理由、および WebAssembly を活用してアプリケーションを改善する方法について詳しく説明します。

WebAssembly とは何ですか?
WebAssembly (一般的には Wasm と呼ばれます) は、ブラウザーでネイティブに近い速度で実行されるバイナリ命令形式です。これにより、C、C、Rust などのコンパイル可能な言語で記述されたコードをブラウザーで直接実行できるようになります。 WebAssembly はプリコンパイルされたマシン コードを使用するのに対し、JavaScript は解釈されるため、大幅に高速に実行されます。

言い換えれば、WebAssembly を使用すると、Web 開発者はパフォーマンスを犠牲にすることなく、ビデオ編集、ゲーム、さらには 3D モデリングなど、大量の計算を必要とするアプリケーションをブラウザ内で直接作成できます。

WebAssembly が Web のゲームチェンジャーである理由

1. 素晴らしいパフォーマンス おそらく、WebAssembly を使用する最大の理由の 1 つはパフォーマンスに関係しています。 Wasm では、低レベル言語でコードをコンパイルできるため、ネイティブ デスクトップ アプリケーションと同様のパフォーマンスが提供されます。これは、科学シミュレーション、ビデオ レンダリング、さらには重いゲーム アプリケーションなど、重い処理を必要とするアプリに特に最適です。

Unity または洗練された 3D エディターで開発されたゲームを考えてください。これまでは、このような重量のあるアプリケーションを実行するには、ネイティブ アプリケーションに頼る必要がありました。ただし、WebAssembly を使用すると、このようなアプリケーションは最新のブラウザ上でスムーズに実行できるため、ユーザーは必ずしもダウンロードしてインストールすることなく、これらのアプリケーションを操作できるようになります。

1. クロスプラットフォームの互換性 WebAssembly は、Chrome、Firefox、Safari、Edge などのすべての主要なブラウザとの互換性を提供します。つまり、開発者は一度記述すれば、互換性の問題やブラウザの動作の不一致が発生することなく、どこでも実行できることを確認できます。この点で、開発者は時間とリソースの両方を節約できます。

ブラウザのサポートに加えて、ブラウザ外の一部の開発では Wasm が使用され始めています。サーバーレス環境、クラウド コンピューティング、さらには IoT デバイスでも使用されることが増えています。この種のクロスプラットフォームの多機能性により、開発者にとって本当に価値のあるツールになります。

1. セキュリティの向上
   WebAssembly は、サンドボックス化されているため、非常に安全な環境で実行されます。実行スペースの厳密な制御に関して、WebAssembly は、悪意のあるコードがシステムを侵害する可能性を最小限に抑えます。たとえば、Wasm モジュール内に何らかの脆弱性があった場合でも、それはアプリケーションやオペレーティング システムの残りの部分から切り離されます。したがって、バッファ オーバーフロー攻撃やメモリ破損の可能性が低くなります。

2. 開発者に対する柔軟性
   WebAssembly のもう 1 つの優れた点は、言語に依存しないことです。 JavaScript との関係がついに解消されました。アプリケーションのロジックを Rust または C で記述したいですか? WebAssembly を使用すると、コードを Wasm にコンパイルし、ブラウザーで実行できます。これにより、他の言語の構文と構造を好むが、実行環境として Web を必要とする開発者にとって、可能性の世界が開かれます。

WebAssembly を始めるための重要なヒント
WebAssembly の可能性を確信したら、どのようにして WebAssembly を使い始めればよいでしょうか?いくつかの便利なヒントは、正しい足場を築くのに大いに役立ちます:

1. パフォーマンス指向のタスクが関与する場合は WebAssembly を採用する WebAssembly は、アプリケーションの重いパフォーマンス指向の部分の負荷を軽減するために適用すると真価を発揮します。たとえば、画像操作、さらにはリアルタイムで行われるビデオ処理、暗号化、分析など、これらすべてが Wasm による高速化によって実現できます。

この経験からヒントが得られます。Web ベースのゲームを開発している場合は、グラフィックス、物理エンジン、集中的な計算のレンダリングを WebAssembly で行い、UI は JavaScript のままにしてください。このようにして、WebAssembly と JavaScript の両方の力を活用します。

1. タスクに適切な言語を選択してください WebAssembly は、C、C Rust、Go を含むがこれらに限定されない無数の言語をサポートしています。パフォーマンスが重要な場合は、メモリセーフで同時実行向けに設計されている Rust が最適な選択肢になります。チームがすでに C または C を使用している場合は、そのコードを WebAssembly に簡単に移植できます。

アプローチ方法: C などの言語で大規模なレガシー システムを操作していることに気付いた場合は、コードのパフォーマンスが重要な部分を Rust で書き直し、WebAssembly にコンパイルする価値があります。こうすることで、メモリ リークなど、古い言語によくある落とし穴のいくつかを回避できます。

1. ツールとライブラリを活用する 特に、この負担を軽減するためにいくつかのツールとライブラリが存在します。たとえば、Emscripten は最も広く使用されているツールチェーンの 1 つで、C および C コードを WebAssembly にコンパイルします。 Rust を使用している場合は、wasm-bindgen があります。これは、WebAssembly と JavaScript 間の対話を抽象化する非常に便利なライブラリです。

ヒント: Rust で生成された WebAssembly パッケージをスキャフォールディング、コンパイル、公開する wasm-pack を見てください。これは、Rust ベースの Wasm プロジェクトを開始する最も簡単な方法の 1 つです。

1. WebAssembly と JavaScript の統合 WebAssembly は JavaScript を置き換えるように設計されているのではなく、JavaScript と並行して存在するように設計されています。ほとんどの Web アプリケーションでは、ユーザー対話ロジックはすべて JavaScript で実行する必要があり、パフォーマンスが重要なコードは WebAssembly によって処理されます。

その秘訣は、すべてのバックエンド ロジックと計算を WebAssembly に保持し、それを UI/UX タスクを処理できる JavaScript に渡すことです。そうすることで、滑らかでシームレスなユーザー エクスペリエンスを提供し、JavaScript を停止させる可能性のあるタスクのパフォーマンスをスムーズにします。

WebAssembly で未来に目を向ける
WebAssembly は継続的に進化しており、将来の Web 開発に不可欠なスタックの一部となることは間違いありません。 WASI (WebAssembly System Interface) は、ブラウザから Wasm を取り除き、サーバー側や IoT アプリケーションでさえも使用できるようにしようと懸命に取り組んでいる新興テクノロジーの 1 つです。とはいえ、近いうちに、WebAssembly がサーバーサイド プログラミングにおいて Node.js などのプラットフォームに強力な競争をもたらす可能性は十分にあります。

あなたが経験豊富な開発者であっても、コーディングを始めたばかりであっても、WebAssembly は注目すべきものです。パフォーマンスの向上、セキュリティの強化、クロスプラットフォームの柔軟性により、Wasm は Web の可能性を再考します。

WebAssembly を使い始めて、より高速に実行され、より強力な Web アプリケーションを作成してください!

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