WebAssembly: 网页应用的性能革命

​互联网技术日新月异，Web应用已经从简单的网页跃升为功能丰富的平台。然而，JavaScript作为Web的主力语言，在处理计算密集型任务时仍然存在性能瓶颈。今天，我们来聊一聊可能改变Web格局的技术—— WebAssembly。

从asm.js到WebAssembly：速度的进化

还记得几年前的asm.js吗？它通过一系列优化手段让JavaScript运行更快：

• 跳过语法分析，直接转成汇编语言
• 调用WebGL通过GPU执行计算
• 去掉大部分自动GC机制，采用强类型设计

这些"奇技淫巧"确实提升了性能，但依然受限于JavaScript本身。而WebAssembly则是一次质的飞跃！

WebAssembly是什么？

WebAssembly（简称Wasm）是一种新型的二进制格式，它有几个关键特点：

• 它是一门面向底层的"汇编语言"，但不需要开发者直接编写
• 它是预编译的二进制格式，类似Java的ByteCode
• 它是专为Web设计的，所有主流浏览器都能执行它
• 它可以用C/C++/Rust等多种语言开发后编译生成

为什么WebAssembly碾压asm.js？

简单来说，WebAssembly在各方面都优于asm.js：

1. 体积更小：二进制格式比文本JavaScript更紧凑
2. 解析更快：比JavaScript快一个数量级
3. 更好利用CPU特性：不再受限于JavaScript实现
4. 编译工具链更优：使用Binaryen替代Emscripten，性能提升5%-7%

WebAssembly的应用场景

如果你的Web应用中有这些场景，考虑使用WebAssembly吧：

• 视频处理与编解码
• 3D渲染与游戏
• 图像处理
• 数据分析与可视化
• 加密算法

WebAssembly的三大价值

1. PC端应用无缝移植：C++/C/Rust等语言编写的应用可直接编译到Web，无需重写
2. 高性能计算场景：音视频处理、游戏等领域性能提升显著
3. 微服务/Serverless：支持多语言的云函数平台

引用一个wasm文件

先去下载wasm测试文件： wasm

async function run() {
    const response = await fetch("./test.wasm")
    const buffer  = await response.arrayBuffer()
    const wasm = await WebAssembly.instantiate(buffer)
    const addTwoFunction = wasm.instance.exports.addTwo
    const result = addTwoFunction(10, 20)
    console.log(result)
}

会加载wasm文件，并且执行addTwo函数。

亲手尝试WebAssembly

想尝试WebAssembly的威力吗？以下是使用Rust开发WebAssembly的简易教程：

准备工作

1. 安装Rust和Node环境
2. 创建项目结构：

# 创建项目主目录
cargo new --lib wasm-project

# 创建前端目录
cd wasm-project
mkdir www
cd www
npm init -y
npm i -S webpack-cli copy-webpack-plugin
npm i -D webpack-dev-server

编写cargo.toml 文件

[dependencies]
wasm-bindgen = "0.2.78"

[lib]
crate-type = ["cdylib"]

[package.metadata.wasm-pack.profile.release]
wasm-opt = false

1. wasm-bindgen: 是一个 Rust 库，用于让 Rust 代码与 JavaScript 互操作。
2. crate-type : 配置告诉 Rust 编译器，生成的库是 动态库（cdylib），用于 WebAssembly 目标;cdylib（C dynamic library）用于生成可以与 C 兼容的动态库

编写Rust代码

在lib.rs中：

use wasm_bindgen::prelude::*;

#[wasm_bindgen]
extern "C" {
    pub fn alert(name: &str);
}

#[wasm_bindgen]
pub fn hello(name: &str) {
    alert(name);
}

这个简单的函数可以调用浏览器的alert功能。

1. #[wasm_bindgen]：告诉 wasm-bindgen 这个 hello 函数应该暴露给 JavaScript 使用。
2. extern “C”：声明一个 外部函数接口 (FFI)，它告诉编译器，这个函数的实现不是 Rust 提供的，而是来自外部（这里是 JavaScript)

编译WebAssembly

安装wasm-pack工具并编译：

cargo install wasm-pack
wasm-pack build --target web

完成后，在pkg目录中会生成WebAssembly文件和JavaScript胶水代码。

在前端使用

在JavaScript中引入并使用：

import initSync, { hello } from "../pkg/wasm_project"

initSync().then(() => {
    hello("WebAssembly已加载！")
})

运行后，你会看到一个弹窗，这就是Rust代码通过WebAssembly在浏览器中执行的结果！

你可能好奇为什么引用js文件。我们可以看一下打包出来的源码：

可以看出来还是wasm文件，在wasm-bindgen 自动生成的代码简化了这种交互，使开发者可以专注于核心逻辑而非低级互操作细节。

结语

WebAssembly正在悄然改变Web开发的格局。无论是提升现有应用性能，还是将桌面级应用搬上Web，它都提供了前所未有的可能性。

在Web性能至关重要的今天，掌握WebAssembly技术无疑是前端开发者的一项重要技能。未来，我们可能会看到更多复杂应用通过WebAssembly在浏览器中流畅运行。

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