JavaScript en WebAssembly

Dit artikel legt JavaScript en WebAssembly uit.

We zullen de basisprincipes van WebAssembly uitleggen en dieper ingaan op de relatie tussen JavaScript en WebAssembly, evenals hun toepassingen.

YouTube Video

JavaScript en WebAssembly

JavaScript en WebAssembly (Wasm) zijn cruciale technologieën in webontwikkeling. Elk heeft een andere rol, maar samen vullen ze elkaar aan om snellere en efficiëntere webapplicaties mogelijk te maken.

Wat is WebAssembly?

WebAssembly is een binair instructieformaat dat in browsers kan worden uitgevoerd, gegenereerd uit gecompileerde hogelniveautalen zoals C, C++ en Rust. WebAssembly wordt veel sneller uitgevoerd dan JavaScript en biedt webapplicaties prestaties die vergelijkbaar zijn met native applicaties.

Kenmerken van WebAssembly

• Hoge prestaties Doordat het naar een binair formaat wordt gecompileerd, draait het zeer snel en blinkt het uit in CPU-intensieve taken.
• Taalonafhankelijk Je kunt WebAssembly genereren uit gecompileerde talen zoals C en Rust, waardoor het eenvoudiger wordt om bestaande native code naar het web over te zetten.
• Brede compatibiliteit Belangrijke browsers zoals Chrome en Safari ondersteunen WebAssembly.

Integratie van JavaScript en WebAssembly

WebAssembly is geen vervanging voor JavaScript, maar een aanvullende technologie. JavaScript blinkt uit in UI-manipulatie en netwerkcommunicatie, terwijl WebAssembly rekenintensieve taken voor zijn rekening neemt. Door de twee te combineren, kun je zowel prestaties als flexibiliteit bereiken.

WebAssembly aanroepen

WebAssembly-modules kunnen vanuit JavaScript worden aangeroepen. JavaScript kan het geheugen en de functies van WebAssembly-modules benaderen, waardoor scenario's mogelijk worden waarin complexe processen in WebAssembly worden uitgevoerd en de resultaten door JavaScript worden ontvangen en verwerkt.

Hieronder staat een eenvoudig voorbeeld van het laden van een WebAssembly-module vanuit 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    });

In dit voorbeeld wordt een .wasm-bestand opgehaald en wordt de binaire data doorgegeven aan de functie WebAssembly.instantiate voor de initialisatie. Je kunt de geëxporteerde functies van een geïnitialiseerde WebAssembly-module vanuit JavaScript aanroepen en de resultaten ophalen.

Voorbeeld van het gebruik van WebAssembly vanuit JavaScript

Laten we vervolgens kijken naar een eenvoudig voorbeeld van hoe een functie aan te roepen die snelle gehele getallen optellingen uitvoert in WebAssembly. Eerst maken we een eenvoudige functie in C die zal worden gecompileerd naar WebAssembly.

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

Compileer dit bestand met Emscripten (een tool die C/C++ naar WebAssembly omzet).

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

Roep vervolgens deze functie aan vanuit JavaScript om het resultaat te verkrijgen.

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    });

Op deze manier kunnen berekeningen worden uitgevoerd in WebAssembly en kunnen de resultaten worden gemanipuleerd in JavaScript. WebAssembly is zeer geschikt voor rekenzware workloads zoals videobewerking en natuurkundige simulaties en levert prestaties die JavaScript alleen niet kan bereiken.

Reële gebruiksscenario's voor WebAssembly

WebAssembly is in het bijzonder nuttig in de volgende scenario's:.

1. Gameontwikkeling WebAssembly levert de snelle berekeningen die nodig zijn voor browsergebaseerde games. Je kunt fysica-berekeningen en geavanceerde grafische render-engines implementeren in WebAssembly, terwijl de interactieve onderdelen met JavaScript worden afgehandeld.

2. Video- en audiobewerking Grootschalige mediaverwerking—zoals video-encodering/-decodering en realtime audio-effecten—profiteert eveneens van de prestatiewinst van WebAssembly.

3. Wetenschappelijk rekenen Rekenintensieve simulaties en data-analyse kunnen met WebAssembly ook sterk worden versneld. Voorbeelden zijn numerieke analyse en het uitvoeren van machine learning-modellen.

4. Bestaande native applicaties porten Met WebAssembly kun je bestaande native code die in C of Rust is geschreven in de browser uitvoeren. Hierdoor kunt u bestaande software-assets benutten en deze als webapplicaties aanbieden.

Beperkingen en uitdagingen van WebAssembly

WebAssembly is zeer krachtig, maar er zijn ook enkele beperkingen en uitdagingen.

• Beperkte DOM-toegang WebAssembly zelf kan de DOM niet rechtstreeks benaderen. JavaScript fungeert als tussenpersoon, waardoor WebAssembly zich kan richten op berekeningen met hoge prestaties.
• Moeilijk te debuggen Omdat WebAssembly een binair formaat is, is debuggen moeilijker dan bij JavaScript. Ontwikkelingstools voor browsers ondersteunen het debuggen van WebAssembly, maar het is minder eenvoudig dan het debuggen van JavaScript.
• Leercurve Voor het gebruik van WebAssembly is kennis van gecompileerde talen zoals C en Rust vereist. Als u niet vertrouwd bent met deze talen, kan de drempel om WebAssembly te leren hoger zijn.

Samenvatting

WebAssembly vult de flexibiliteit van JavaScript aan en maakt bijna native prestaties in de browser mogelijk. Door JavaScript de UI en dynamische interacties te laten afhandelen en WebAssembly de berekeningen, kun je de sterke punten van beide optimaal benutten. Door beide te combineren, wordt het mogelijk om snellere en geavanceerdere webapplicaties te ontwikkelen.

Je kunt het bovenstaande artikel volgen met Visual Studio Code op ons YouTube-kanaal. Bekijk ook het YouTube-kanaal.

YouTube Video