WebAssembly 简介

WebAssembly (WASM) – 深入探讨：第 1 部分

这篇文章开启了探索 WebAssembly 的系列。 在下面查找该系列其他部分的链接。

WebAssembly，或 WASM，是一种低级的、类似汇编的语言，旨在运行在 Web 浏览器中使用各种编程语言构建的应用程序。 其跨平台特性和底层设计提供了接近原生的速度，解锁了以前仅使用 JavaScript 无法实现的 Web 功能。 如果您渴望能够处理计算密集型任务的更快的 Web 应用程序，那么 WASM 就是解决方案。本介绍将涵盖 WASM 的核心功能、其起源以及如何开始使用它。

什么是 WebAssembly？

WebAssembly 是专为 Web 浏览器设计的低级编译目标。 它不是一种直接执行的语言；相反，它定义了一个类似程序集的结构，其他语言可以将其编译成。这个“编译目标”方面是关键。

考虑这个 C 代码示例：

<code class="language-c">int a = 1;
int b = 2;
int c = a + b;</code>

C 编译器将其翻译为汇编指令（或机器代码）：

<code class="language-assembly">mov eax, 1    ; Load 1 into register EAX
mov ebx, 2    ; Load 2 into register EBX
add eax, ebx  ; Add EAX and EBX, result in EAX</code>

这又会产生二进制表示：

<code>00000000000000000000000000000011</code>

（注意：确切的二进制输出因 CPU 架构而异。这是一个简化的说明。）

C 代码转换为汇编代码，然后转换为二进制文件——可由计算机直接执行。 WebAssembly 修改了这个过程。 编译器可能会生成：

，而不是标准汇编

<code>$a int
$b int
$c int

set $a 1
set $b 2
set $c = add $a $b</code>

（这是仅用于说明目的的假设语法，并非实际的 WASM 语法。）

如果所有浏览器都能理解这种语法，它将彻底改变 Web 开发。 C、Rust 和 Go 等语言的编译器可以生成此输出，从而使浏览器能够执行用任何语言编写的程序，无论操作系统或浏览器如何。

W3C 定义的 WebAssembly 规范确保浏览器对 WASM 的处理保持一致。 主流浏览器已经原生支持 WebAssembly。

WebAssembly 表示

WebAssembly 有两种主要格式：

• WAT（WebAssembly 文本）： 用于调试和代码理解的文本格式。
• WASM（WebAssembly 模块）： 用于浏览器执行的二进制格式。

这些格式是可以互换的； WAT 可以转换为 WASM，反之亦然。 编译为任一版本都是可能的。

基本 WebAssembly 语法 (WAT)

让我们回顾一下使用 WAT 的示例：

1. 声明三个32位整型变量：

<code class="language-c">int a = 1;
int b = 2;
int c = a + b;</code>

2. 赋值：

<code class="language-assembly">mov eax, 1    ; Load 1 into register EAX
mov ebx, 2    ; Load 2 into register EBX
add eax, ebx  ; Add EAX and EBX, result in EAX</code>

3. 添加并存储结果：

<code>00000000000000000000000000000011</code>

WebAssembly 使用堆栈机。 get_local 将值压入堆栈，i32.add 添加堆栈顶部的两个元素，set_local 存储结果。 WASM 二进制等效项是：

<code>$a int
$b int
$c int

set $a 1
set $b 2
set $c = add $a $b</code>

虽然这看起来很复杂，但请记住 WASM 是编译目标，而不是主要编程语言。 您通常会使用高级语言编写代码并编译为 WASM。

WebAssembly 会取代 JavaScript 吗？

不。 WASM 旨在补充 JavaScript，而不是取代它。 JavaScript 擅长 DOM 操作和基本的 Web 交互，而 WASM 则以接近原生的性能处理计算密集型任务。 这种协同作用可以实现高效的任务分配。

WebAssembly 用例

WASM 的性能使其非常适合：

1. 图像和视频处理
2. 游戏（包括 3D）
3. 音乐应用
4. 密码学
5. 可视化工具
6. 模拟器和模拟器

现有 WASM 应用程序的示例包括 Figma、Amazon Prime Video 和 Google Earth。

超越浏览器的 WebAssembly

虽然最初以浏览器为中心，但 WASM 的功能通过 WASI（WebAssembly 系统接口）扩展到了 Web 之外。 WASI 提供标准 API，允许从单个二进制文件创建跨平台应用程序，从而无需特定于平台的构建。

WebAssembly 之前

之前的几个项目尝试在浏览器中运行其他语言，但由于缺乏标准化、安全漏洞或性能问题（ActiveX、Java Applets、Flash、NaCl、asm.js、Dart），经常面临限制。 WebAssembly 通过标准化、可移植性、安全性、性能和可扩展性解决了这些缺点。

结论

本介绍提供了 WebAssembly 的高级概述。后续帖子将更深入地探讨特定主题并探索实用的 WebAssembly 项目。

以上是WebAssembly 简介的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！