JavaScript og WebAssembly

Denne artikel forklarer JavaScript og WebAssembly.

Vi vil forklare det grundlæggende i WebAssembly og se nærmere på forholdet mellem JavaScript og WebAssembly samt deres anvendelsesmuligheder.

YouTube Video

JavaScript og WebAssembly

JavaScript og WebAssembly (Wasm) er afgørende teknologier inden for webudvikling. Hver har en forskellig rolle, men sammen komplementerer de hinanden for at muliggøre hurtigere og mere effektive webapplikationer.

Hvad er WebAssembly?

WebAssembly er et binært instruktionsformat, der kan udføres i browsere og genereres fra kompilerede højniveausprog som C, C++ og Rust. WebAssembly udføres langt hurtigere end JavaScript og giver webapplikationer ydeevne, der kan sammenlignes med native applikationer.

Egenskaber ved WebAssembly

• Høj ydeevne Fordi det kompileres til et binært format, kører det meget hurtigt og udmærker sig ved CPU-intensive opgaver.
• Sproguafhængig Du kan generere WebAssembly fra kompilerede sprog som C og Rust, hvilket gør det lettere at portere eksisterende native kode til nettet.
• Bred kompatibilitet Store browsere som Chrome og Safari understøtter WebAssembly.

Integration af JavaScript og WebAssembly

WebAssembly er ikke en erstatning for JavaScript, men en komplementær teknologi. JavaScript er stærkt til UI-manipulation og netværkskommunikation, mens WebAssembly håndterer beregningstunge opgaver. Ved at kombinere de to kan du opnå både ydeevne og fleksibilitet.

Kald af WebAssembly

WebAssembly-moduler kan kaldes fra JavaScript. JavaScript kan få adgang til hukommelsen og funktionerne i WebAssembly-moduler, hvilket åbner op for scenarier, hvor komplekse processer udføres i WebAssembly, og resultaterne modtages og behandles af JavaScript.

Nedenfor er et grundlæggende eksempel på, hvordan man indlæser et WebAssembly-modul fra JavaScript.

1// Fetch and initialize the WebAssembly module
2fetch('module.wasm')
3    .then(response => response.arrayBuffer())
4    .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes, {}))
5    .then(results => {
6        const instance = results.instance;
7        // Example: Call the add function
8        console.log(instance.exports.add(10, 20));
9    });

I dette eksempel hentes en .wasm-fil, og dens binære data gives videre til funktionen WebAssembly.instantiate for instansiering. Du kan kalde de eksporterede funktioner i et instansieret WebAssembly-modul fra JavaScript og hente resultaterne.

Eksempel på, hvordan WebAssembly bruges fra JavaScript

Lad os derefter se på et simpelt eksempel på, hvordan man kalder en funktion, der udfører hurtig heltalsaddition i WebAssembly. Først opretter vi en simpel funktion i C, som vil blive kompileret til WebAssembly.

1// add.c
2int add(int a, int b) {
3    return a + b;
4}

Kompiler denne fil med Emscripten (et værktøj, der konverterer C/C++ til WebAssembly).

1emcc add.c -s WASM=1 -s EXPORTED_FUNCTIONS='["_add"]' -o add.wasm --no-entry

Kald derefter denne funktion fra JavaScript for at opnå resultatet.

1fetch('http://localhost:3000/add.wasm')
2    .then(response => response.arrayBuffer())
3    .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes, {}))
4    .then(results => {
5        const { add } = results.instance.exports;
6        console.log(add(5, 7)); // 12
7    });

På denne måde kan beregningsprocesser udføres i WebAssembly, og resultaterne kan manipuleres i JavaScript. WebAssembly er velegnet til beregningstunge arbejdsbelastninger som videobehandling og fysiksimuleringer og leverer en ydeevne, som JavaScript alene ikke kan opnå.

Praktiske anvendelsesscenarier for WebAssembly

WebAssembly er særligt nyttigt i følgende scenarier:.

1. Spiludvikling WebAssembly leverer de hurtige beregninger, der kræves til browserbaserede spil. Du kan implementere fysikberegninger og avancerede grafikmotorer i WebAssembly, mens de interaktive dele håndteres med JavaScript.

2. Video- og lydbehandling Storskalabehandling af medier — såsom videoindkodning/-afkodning og realtids-lydeffekter — drager også fordel af WebAssemblys ydelsesforbedringer.

3. Videnskabelig beregning Beregningstunge simuleringer og dataanalyse kan også accelereres markant med WebAssembly. Eksempler inkluderer numerisk analyse og udførelse af maskinlæringsmodeller.

4. Portering af eksisterende native applikationer Med WebAssembly kan du køre eksisterende native kode skrevet i C eller Rust i browseren. Dette giver dig mulighed for at udnytte eksisterende software-ressourcer og tilbyde dem som webapplikationer.

Begrænsninger og udfordringer ved WebAssembly

WebAssembly er meget kraftfuldt, men der er også nogle begrænsninger og udfordringer.

• Begrænset DOM-adgang WebAssembly kan ikke i sig selv tilgå DOM'en direkte. JavaScript fungerer som en mellemmand, hvilket giver WebAssembly mulighed for at fokusere på højtydende beregninger.
• Vanskelig fejlfinding Da WebAssembly er et binært format, er fejlfinding sværere end med JavaScript. Browserens udviklingsværktøjer understøtter fejlfinding af WebAssembly, men det er ikke lige så enkelt som at fejlfinde JavaScript.
• Læringskurve Brug af WebAssembly kræver kendskab til kompilerede sprog som C og Rust. Hvis du ikke er bekendt med disse sprog, kan det være en større udfordring at lære WebAssembly.

Sammendrag

WebAssembly komplementerer JavaScripts fleksibilitet og muliggør næsten native ydeevne i browseren. Ved at lade JavaScript håndtere UI og dynamiske interaktioner og lade WebAssembly stå for beregningerne kan du udnytte styrkerne ved begge fuldt ud. Ved at kombinere de to bliver det muligt at udvikle hurtigere og mere avancerede webapplikationer.

Du kan følge med i ovenstående artikel ved hjælp af Visual Studio Code på vores YouTube-kanal. Husk også at tjekke YouTube-kanalen.

YouTube Video