背景
在Web应用程序中,JavaScript
是主要的编程语言,但是JavaScript
的执行效率相对较低,特别是在处理大量数据和复杂计算时,性能问题尤为明显。此外,JavaScript
是一种解释型语言,容易受到攻击者的注入攻击和代码篡改攻击。
因此,需要一种更高效、更安全的解决方案来替代JavaScript
。 WebAssembly
就是为了解决这些问题而出现的。WebAssembly
是一种可移植、高性能的虚拟机技术,可以将其他编程语言编写的代码编译成WebAssembly
二进制格式,然后在浏览器中运行,从而提高了Web应用的性能和安全性。
WebAssembly
的执行效率相对于JavaScript
来说更高,可以处理更大量的数据和更复杂的计算。此外,WebAssembly
的二进制格式不容易被攻击者篡改,可以提高Web应用的安全性。 综上所述,WebAssembly
的出现是为了解决Web应用程序在性能和安全方面的问题,提高Web应用的性能和安全性。
什么是WebAssembly
实现原理
- 编写源代码:使用其他编程语言(如C++、Rust等)编写程序的源代码。
- 编译成WebAssembly二进制格式:使用编译器将源代码编译成
WebAssembly
二进制格式,这个二进制文件包含了可执行代码和数据,以及其他必要的元数据信息。 - 将二进制文件传输到浏览器:将编译后的
WebAssembly
二进制文件传输到浏览器中。 - 在浏览器中解释执行:浏览器内置了
WebAssembly虚拟机
,它可以解释执行WebAssembly二进制文件中的代码,从而在浏览器中运行程序。
具体来说,WebAssembly的实现主要依赖以下几个模块:
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WebAssembly二进制格式:
WebAssembly二进制格式
是一种轻量级的二进制格式,它可以在浏览器中快速加载和解析。WebAssembly二进制文件包含了可执行代码和数据,以及其他必要的元数据信息,如函数、变量、内存、表等等。WebAssembly的二进制格式具有可移植性,可以在不同的平台上运行。 -
编译器:编译器是将源代码编译成WebAssembly二进制格式的工具。编译器可以将其他编程语言编写的代码转换成WebAssembly二进制格式,如C++、Rust、Go等等。编译器将源代码分为三个步骤:词法分析、语法分析和代码生成。
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浏览器:浏览器是WebAssembly的运行环境,它内置了WebAssembly虚拟机,可以解释执行WebAssembly二进制文件中的代码,从而在浏览器中运行程序。浏览器需要支持WebAssembly的底层API,如WebAssembly.Instance、WebAssembly.Memory、WebAssembly.Table等等。
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WebAssembly虚拟机:WebAssembly虚拟机是WebAssembly的核心组件,它负责解释执行WebAssembly二进制文件中的代码,从而在浏览器中运行程序。WebAssembly虚拟机是一种堆栈式虚拟机,它具有高效的执行速度和低的内存占用,可以将WebAssembly二进制文件转换成机器码,实现快速的执行。 综上所述,WebAssembly的实现原理是将其他编程语言编写的代码编译成WebAssembly二进制格式,然后在浏览器中解释执行,从而提高Web应用的性能和安全性。
开发语言
WebAssembly可以使用多种编程语言进行开发,包括但不限于以下几种:
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C/C++:WebAssembly最早就是为C/C++代码编写的,因此C/C++是WebAssembly最常用的开发语言之一。可以使用Emscripten等工具将C/C++代码编译成WebAssembly二进制格式。
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Rust:Rust是一种系统级编程语言,被广泛用于WebAssembly的开发。Rust可以提供高效和安全的代码,同时也可以使用Emscripten等工具将Rust代码编译成WebAssembly二进制格式。
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Go:Go是一种开发效率高的编程语言,也可以用来开发WebAssembly应用程序。Go可以使用TinyGo等工具将Go代码编译成WebAssembly二进制格式。
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AssemblyScript:AssemblyScript是一种类似于TypeScript的语言,被设计用于WebAssembly的开发。AssemblyScript可以直接编译成WebAssembly二进制格式,同时也可以与JavaScript进行交互。
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Swift:Swift是一种由苹果公司开发的编程语言,也可以用来开发WebAssembly应用程序。Swift可以使用SwiftWasm等工具将Swift代码编译成WebAssembly二进制格式。 除了上述编程语言之外,还有许多其他的编程语言可以用于WebAssembly的开发,如Python、Java、Kotlin等等。虽然这些语言不是专门为WebAssembly设计的,但也可以通过一些工具将它们的代码编译成WebAssembly二进制格式。
发布流程
WebAssembly的发布主要分为两个方面。
一方面是将其他语言编译成WebAssembly产物,另一方面是将WebAssembly应用程序部署到浏览器或其他环境中。
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编译WebAssembly字节码文件:在将其他语言编译为WebAssembly字节码文件时,需要使用WebAssembly编译器,例如Emscripten、Binaryen、wabt等。这些编译器可以将C/C++、Rust、Go等语言编译成WebAssembly字节码文件。编译后的WebAssembly字节码文件可以在浏览器或其他WebAssembly运行时环境中运行。
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部署WebAssembly应用程序:将WebAssembly应用程序部署到浏览器或其他环境中,需要将WebAssembly字节码文件加载到浏览器中,并在JavaScript中实例化WebAssembly模块。可以使用WebAssembly.instantiate()函数加载WebAssembly字节码文件,并在回调函数中实例化WebAssembly模块。例如:
fetch('example.wasm')
.then(response => response.arrayBuffer())
.then(buffer => WebAssembly.instantiate(buffer))
.then(module => {
// 使用WebAssembly模块
});
此外,还可以使用诸如webpack、Rollup等构建工具将WebAssembly应用程序打包为JavaScript模块,以方便部署和使用。 总之,WebAssembly的发布需要将其他语言编译为WebAssembly字节码文件,并将其部署到浏览器或其他环境中。使用WebAssembly.instantiate()函数可以加载WebAssembly字节码文件,并在JavaScript中实例化WebAssembly模块。
浏览器兼容性
WebAssembly的目标及其优势
WebAssembly的目标是在Web上提供一种高效、可移植、安全的执行环境,使得Web应用程序可以获得接近本地代码的性能表现,同时也可以保证代码的安全性和可移植性。WebAssembly的优势主要有以下几点:
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高效性:WebAssembly被设计为一种底层的虚拟机技术,可以提供接近本地代码的性能表现。这使得Web应用程序可以处理更大量的数据和更复杂的计算,同时也可以提高用户的体验和响应速度。
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可移植性:WebAssembly的二进制格式是一种平台无关的格式,可以在不同的操作系统和硬件平台上运行。这使得Web应用程序可以保持一致的性能表现和用户体验,不受不同平台的影响。
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安全性:WebAssembly的代码是在沙箱环境中运行的,可以隔离Web应用程序和用户的本地系统,从而保证Web应用程序的安全性。此外,WebAssembly的二进制格式不容易被攻击者篡改,可以提高Web应用程序的安全性。
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对JavaScript的兼容性:WebAssembly可以与JavaScript进行交互,可以调用JavaScript函数,也可以被JavaScript调用。这使得Web应用程序可以利用现有的JavaScript代码和库,同时也可以逐步将JavaScript代码替换为WebAssembly代码,提高应用程序的性能。
传统的JavaScript
是一种解释性的脚本语言,WebAssembly
则是一种底层的虚拟机技术。JavaScript和WebAssembly的目标和优势有所不同:
- 目标不同:
JavaScript
的目标是提供一种方便开发的脚本语言,使得Web应用程序可以通过浏览器来运行。JavaScript可以与HTML和CSS等技术结合使用,实现动态的Web界面。- 而
WebAssembly
的目标是提供一种高效、可移植、安全的执行环境,使得Web应用程序可以获得接近本地代码的性能表现,同时也可以保证代码的安全性和可移植性。
- 优势不同:
JavaScript
的优势主要体现在开发效率高、与HTML和CSS等技术结合使用方便、可以逐步加载和渲染页面等方面。而WebAssembly的优势主要包括高效性、可移植性、安全性和与JavaScript的兼容性。WebAssembly可以提供接近本地代码的性能表现,可以处理更大量的数据和更复杂的计算,同时也可以保持一致的性能表现和用户体验。WebAssembly
的二进制格式是平台无关的,可以在不同的操作系统和硬件平台上运行。此外,WebAssembly可以与JavaScript进行交互,可以调用JavaScript函数,也可以被JavaScript调用,这使得Web应用程序可以利用现有的JavaScript代码和库,并且逐步将JavaScript代码替换为WebAssembly代码,提高应用程序的性能。 综上所述,JavaScript和WebAssembly的目标和优势有所不同。JavaScript主要是为了提供一种方便开发的脚本语言,可以与HTML和CSS等技术结合使用,实现动态的Web界面。而WebAssembly主要是为了提供一种高效、可移植、安全的执行环境,使得Web应用程序可以获得接近本地代码的性能表现,并且可以保证代码的安全性和可移植性。
综上所述,WebAssembly
的目标是提供一种高效、可移植、安全的执行环境,使得Web应用程序可以获得接近本地代码的性能表现,同时也可以保证代码的安全性和可移植性。WebAssembly的优势主要包括高效性、可移植性、安全性和与JavaScript的兼容性。
发展趋势
WebAssembly作为一种新兴的技术,具有很大的发展潜力。
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更广泛的应用场景:随着WebAssembly的不断发展和完善,它将会在更广泛的应用场景中得到应用,如Web应用程序、游戏开发、科学计算和服务器端应用程序等任务。WebAssembly还可以与JavaScript和其他Web技术结合使用,从而提供更好的用户体验和更高效的性能。
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更好的性能和安全性:WebAssembly将继续优化其性能和安全性,以提供更好的用户体验和更高效的性能。WebAssembly还可以提供更好的安全性,因为WebAssembly的字节码是一种低级别的、类型安全的格式,可以避免内存泄漏和其他安全问题。
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更好的工具和生态系统支持:随着WebAssembly的逐渐普及,将会出现更多的工具和生态系统支持,如编译器、调试器、模块库和框架等。这些工具和生态系统支持将使得WebAssembly更易于开发和使用。
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更好的跨平台支持:WebAssembly可以在任何支持WebAssembly的浏览器或其他环境中运行,这使得WebAssembly成为一种很有前途的跨平台技术。随着WebAssembly的不断发展和完善,它将会在更多的平台和设备上得到应用,如移动设备、物联网设备、桌面应用程序等。 总之,WebAssembly具有很大的发展潜力,将会在更广泛的应用场景中得到应用,并不断优化其性能和安全性。同时,WebAssembly还将得到更好的工具和生态系统支持,以及更好的跨平台支持,从而使得WebAssembly成为一种很有前途的技术。
写在最后
随着WebAssembly的日益成熟,他的高效性与安全性将会愈加成为前端实现的高优选择。
而作为前端开发的我们,也很有必要不断更新自己的武器库,让自己在这场“技术革新”中,能够拥有更强的核心竞争力。
原文链接:https://juejin.cn/post/7214831216028237879 作者:__不想说话__