จาวาสคริปต์และเว็บแอสเซมบลีย์

บทความนี้อธิบายเกี่ยวกับจาวาสคริปต์และเว็บแอสเซมบลีย์

เราจะแนะนำพื้นฐานของ WebAssembly และดูความสัมพันธ์ระหว่าง JavaScript กับ WebAssembly อย่างใกล้ชิด รวมถึงการใช้งานในกรณีต่าง ๆ ของพวกมัน

YouTube Video

จาวาสคริปต์และเว็บแอสเซมบลีย์

จาวาสคริปต์และเว็บแอสเซมบลีย์ (Wasm) เป็นเทคโนโลยีสำคัญในด้านการพัฒนาเว็บไซต์ แต่ละอย่างมีบทบาทที่แตกต่างกัน แต่เมื่อทำงานร่วมกันจะเสริมสร้างแอปพลิเคชันเว็บให้ทำงานได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

เว็บแอสเซมบลีย์คืออะไร?

เว็บแอสเซมบลีย์ เป็นรูปแบบคำสั่งไบนารีที่สามารถรันได้ในเบราว์เซอร์ ซึ่งสร้างมาจากการคอมไพล์ภาษาระดับสูง เช่น C, C++ และ Rust เว็บแอสเซมบลีย์สามารถรันได้เร็วกว่า JavaScript มาก ทำให้แอปพลิเคชันเว็บมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับแอปพลิเคชันแบบเนทีฟ

คุณสมบัติของเว็บแอสเซมบลีย์

• ประสิทธิภาพสูง เนื่องจากถูกคอมไพล์เป็นรูปแบบไบนารี จึงทำงานได้รวดเร็วมากและโดดเด่นในงานที่ใช้ CPU หนัก
• ไม่ขึ้นกับภาษาโปรแกรม คุณสามารถสร้าง WebAssembly จากภาษาที่คอมไพล์แล้ว เช่น C และ Rust ทำให้การพอร์ตโค้ดเนทีฟที่มีอยู่เดิมไปยังเว็บทำได้ง่ายขึ้น
• ความเข้ากันได้กว้างขวาง เบราว์เซอร์หลักอย่างเช่น Chrome และ Safari รองรับ WebAssembly

การผสานรวม JavaScript และ WebAssembly

WebAssembly ไม่ได้มาแทนที่ JavaScript แต่เป็นเทคโนโลยีที่เสริมกัน JavaScript เหนือกว่าด้านการจัดการ UI และการสื่อสารเครือข่าย ขณะที่ WebAssembly รับมือกับงานที่ใช้การคำนวณหนัก เมื่อผสานทั้งสองเข้าด้วยกัน คุณจะได้ทั้งประสิทธิภาพและความยืดหยุ่น

การเรียกใช้ WebAssembly

โมดูล WebAssembly สามารถเรียกใช้ได้จาก JavaScript JavaScript สามารถเข้าถึงหน่วยความจำและฟังก์ชันของโมดูล WebAssembly ซึ่งทำให้สามารถดำเนินกระบวนการที่ซับซ้อนใน WebAssembly และรับผลลัพธ์มาใช้ใน JavaScript ได้

ด้านล่างนี้คือตัวอย่างพื้นฐานของการโหลดโมดูล WebAssembly จาก 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    });

ในตัวอย่างนี้ .wasm ไฟล์จะถูกเรียก และข้อมูลไบนารีของมันจะถูกส่งไปยังฟังก์ชัน WebAssembly.instantiate เพื่อสร้างอินสแตนซ์ คุณสามารถเรียกใช้ฟังก์ชันที่ส่งออกจากโมดูล WebAssembly ที่ถูกสร้างอินสแตนซ์จาก JavaScript และรับผลลัพธ์ได้

ตัวอย่างการใช้ WebAssembly จาก JavaScript

ต่อไปนี้ เรามาดูตัวอย่างง่ายๆ เกี่ยวกับการเรียกฟังก์ชันที่ทำการบวกจำนวนเต็มอย่างรวดเร็วใน WebAssembly เริ่มแรก เราสร้างฟังก์ชันง่ายๆ ในภาษา C ที่จะถูกคอมไพล์เป็น WebAssembly

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

คอมไพล์ไฟล์นี้ด้วย Emscripten (เครื่องมือที่แปลง C/C++ เป็น WebAssembly)

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

จากนั้นเรียกใช้ฟังก์ชันนี้จาก JavaScript เพื่อรับผลลัพธ์

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    });

ด้วยวิธีนี้ กระบวนการคำนวณสามารถดำเนินการใน WebAssembly และสามารถจัดการผลลัพธ์ใน JavaScript ได้ WebAssembly เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานที่ใช้การคำนวณหนัก เช่น การประมวลผลวิดีโอและการจำลองฟิสิกส์ มอบประสิทธิภาพที่ JavaScript เพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำได้

สถานการณ์การใช้งานจริงของ WebAssembly

WebAssembly มีประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ต่อไปนี้:

1. การพัฒนาเกม WebAssembly มอบการคำนวณความเร็วสูงที่จำเป็นสำหรับเกมที่ทำงานบนเบราว์เซอร์ คุณสามารถดำเนินการคำนวณฟิสิกส์และเครื่องเรนเดอร์กราฟิกขั้นสูงใน WebAssembly ขณะที่จัดการส่วนที่เป็นการโต้ตอบด้วย JavaScript

2. การประมวลผลวิดีโอและเสียง การประมวลผลมีเดียขนาดใหญ่—เช่น การเข้ารหัส/ถอดรหัสวิดีโอและเอฟเฟ็กต์เสียงแบบเรียลไทม์—ก็ได้รับประโยชน์จากประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของ WebAssembly เช่นกัน

3. การคำนวณเชิงวิทยาศาสตร์ การจำลองและการวิเคราะห์ข้อมูลที่ใช้การคำนวณหนักสามารถเร่งความเร็วได้อย่างมากด้วย WebAssembly ตัวอย่างรวมถึงการวิเคราะห์ทางตัวเลขและการดำเนินการของโมเดลการเรียนรู้ของเครื่อง

4. การพอร์ตแอปเนทีฟที่มีอยู่เดิม ด้วย WebAssembly คุณสามารถรันโค้ดเนทีฟที่เขียนด้วย C หรือ Rust ซึ่งมีอยู่เดิมในเบราว์เซอร์ได้ สิ่งนี้ช่วยให้สามารถใช้สินทรัพย์ซอฟต์แวร์ที่มีอยู่แล้วและเสนอสิ่งเหล่านั้นในรูปแบบเว็บแอปพลิเคชัน

ข้อจำกัดและความท้าทายของ WebAssembly

WebAssembly ทรงพลังมาก แต่ก็ยังมีข้อจำกัดและความท้าทายบางประการ

• การเข้าถึง DOM ที่จำกัด ตัว WebAssembly เองไม่สามารถเข้าถึง DOM ได้โดยตรง JavaScript ปฏิบัติหน้าที่เป็นตัวกลาง ช่วยให้ WebAssembly มุ่งเน้นที่การคำนวณประสิทธิภาพสูง
• ความยากในการดีบัก เนื่องจาก WebAssembly เป็นรูปแบบไบนารี การดีบักจึงทำได้ยากกว่าเมื่อเทียบกับ JavaScript เครื่องมือพัฒนาเบราว์เซอร์รองรับการดีบัก WebAssembly แต่ไม่ได้ง่ายเหมือนการดีบัก JavaScript
• เส้นโค้งการเรียนรู้ การใช้ WebAssembly ต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับภาษาที่คอมไพล์แล้ว เช่น C และ Rust หากคุณไม่คุ้นเคยกับภาษาพวกนี้ อุปสรรคในการเรียนรู้ WebAssembly อาจจะสูงขึ้น

สรุป

WebAssembly เสริมความยืดหยุ่นของ JavaScript และทำให้ได้ประสิทธิภาพใกล้เคียงเนทีฟในเบราว์เซอร์ โดยให้ JavaScript จัดการ UI และปฏิสัมพันธ์แบบไดนามิก และให้ WebAssembly จัดการการคำนวณ คุณจะสามารถใช้จุดแข็งของทั้งสองได้อย่างเต็มที่ โดยการผสมผสานทั้งสองสิ่งเข้าด้วยกัน ทำให้สามารถพัฒนาเว็บแอปพลิเคชันที่เร็วขึ้นและก้าวหน้ามากขึ้นได้

คุณสามารถติดตามบทความข้างต้นโดยใช้ Visual Studio Code บนช่อง YouTube ของเรา กรุณาตรวจสอบช่อง YouTube ด้วย

YouTube Video