JavaScript och WebAssembly

Den här artikeln förklarar JavaScript och WebAssembly.

Vi förklarar grunderna i WebAssembly och tittar närmare på förhållandet mellan JavaScript och WebAssembly samt deras användningsområden.

YouTube Video

JavaScript och WebAssembly

JavaScript och WebAssembly (Wasm) är viktiga teknologier inom webbutveckling. Var och en har en annan roll, men tillsammans kompletterar de varandra för att möjliggöra snabbare och mer effektiva webbapplikationer.

Vad är WebAssembly?

WebAssembly är ett binärt instruktionformat som kan exekveras i webbläsare och genereras från kompilerade högnivåspråk som C, C++ och Rust. WebAssembly exekveras mycket snabbare än JavaScript och erbjuder webbapplikationer prestanda jämförbar med inbyggda applikationer.

Egenskaper hos WebAssembly

• Hög prestanda Eftersom det kompileras till ett binärt format körs det mycket snabbt och utmärker sig vid CPU-intensiva uppgifter.
• Språkoberoende Du kan generera WebAssembly från kompilerade språk som C och Rust, vilket gör det enklare att porta befintlig native-kod till webben.
• Bred kompatibilitet Stora webbläsare som Chrome och Safari stöder WebAssembly.

Integration av JavaScript och WebAssembly

WebAssembly är inte en ersättning för JavaScript, utan en kompletterande teknik. JavaScript är utmärkt för UI-manipulation och nätverkskommunikation, medan WebAssembly hanterar beräkningsintensiva uppgifter. Genom att kombinera de två kan du uppnå både prestanda och flexibilitet.

Anropa WebAssembly

WebAssembly-moduler kan anropas från JavaScript. JavaScript kan komma åt minnet och funktionerna i WebAssembly-moduler, vilket möjliggör scenarier där komplexa processer körs i WebAssembly och resultaten tas emot och bearbetas av JavaScript.

Nedan visas ett grundläggande exempel på hur man laddar en WebAssembly-modul från 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 det här exemplet hämtas en .wasm-fil, och dess binära data skickas till funktionen WebAssembly.instantiate för instansiering. Du kan anropa de exporterade funktionerna i en instansierad WebAssembly-modul från JavaScript och hämta resultaten.

Exempel på att använda WebAssembly från JavaScript

Låt oss nu titta på ett enkelt exempel på hur man anropar en funktion som utför snabb heltalsaddition i WebAssembly. Först skapar vi en enkel funktion i C som kommer att kompileras till WebAssembly.

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

Kompilera den här filen med Emscripten (ett verktyg som konverterar C/C++ till WebAssembly).

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

Därefter anropar du denna funktion från JavaScript för att få 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 så sätt kan beräkningsprocesser köras i WebAssembly och resultaten kan hanteras i JavaScript. WebAssembly lämpar sig väl för beräkningstunga arbetslaster som videobearbetning och fysiksimuleringar, och levererar prestanda som JavaScript ensamt inte kan uppnå.

Faktiska användningsscenarier för WebAssembly

WebAssembly är särskilt användbart i följande scenarier:.

1. Spelutveckling WebAssembly möjliggör de snabba beräkningar som krävs för webbläsarbaserade spel. Du kan implementera fysikberäkningar och avancerade grafikmotorer i WebAssembly, samtidigt som de interaktiva delarna hanteras med JavaScript.

2. Video- och ljudbearbetning Storskalig mediabearbetning—som videokodning/avkodning och realtidsljudeffekter—drar också nytta av WebAssemblys prestandavinster.

3. Vetenskapliga beräkningar Beräkningsintensiva simuleringar och dataanalys kan också kraftigt snabbas upp med WebAssembly. Exempel inkluderar numeriska analyser och körning av maskininlärningsmodeller.

4. Portering av befintliga native-applikationer Med WebAssembly kan du köra befintlig native-kod skriven i C eller Rust i webbläsaren. Detta gör det möjligt att använda befintliga mjukvarutillgångar och erbjuda dem som webbapplikationer.

Begränsningar och utmaningar med WebAssembly

WebAssembly är mycket kraftfullt, men det finns också vissa begränsningar och utmaningar.

• Begränsad DOM-åtkomst WebAssembly i sig kan inte komma åt DOM direkt. JavaScript fungerar som en mellanhand, vilket gör att WebAssembly kan fokusera på högpresterande beräkningar.
• Svårigheter vid felsökning Eftersom WebAssembly är ett binärt format är felsökning svårare jämfört med JavaScript. Webbläsarens utvecklingsverktyg stöder felsökning av WebAssembly, men det är inte lika enkelt som att felsöka JavaScript.
• Inlärningskurva Att använda WebAssembly kräver kunskap om kompilerade språk som C och Rust. Om du inte är bekant med dessa språk kan tröskeln för att lära sig WebAssembly vara högre.

Sammanfattning

WebAssembly kompletterar JavaScripts flexibilitet och möjliggör nära native-prestanda i webbläsaren. Genom att låta JavaScript hantera UI och dynamiska interaktioner och låta WebAssembly sköta beräkningarna kan du utnyttja bådas styrkor fullt ut. Genom att kombinera de två blir det möjligt att utveckla snabbare och mer avancerade webbapplikationer.

Du kan följa med i artikeln ovan med hjälp av Visual Studio Code på vår YouTube-kanal. Vänligen kolla även in YouTube-kanalen.

YouTube Video