WebAssembly发展史

1、WebAssembly和JavaScript的关系

JavaScript

• 特点：变量类型是不固定，使用变量前需要先判断类型。
• 影响：增加了运算的复杂度，降低了执行效能。

Asm.js

• 特点：预判变量类型的数值运算；数据类型只有符号整数、无符号整数和浮点数（谋智Mozilla)） 。
• 影响：避免了JavaScript弱类型变量语法带来的执行效能低下的问题。根据测试，针对asm.js优化的引擎执行速度和C/C++原生应用在一个数量级。

WebAssembly

• 特点：使用了二进制编码技术；
• 影响：比ams.js有更高的执行效能；模块体积更小；解析速度更快。接近机器码。

​​​​​​​2、WebAssembly的诞生与优势

诞生

• 2015年6月，谋智公司在asm.js的基础上发布了WebAssembly项目； 2018年7月WebAssembly1.0标准正式发布。WebAssembly是在谋智(Mozilla)、谷歌(Google)、微软(Microsoft)、苹果(Apple)等各大厂商的大力推进下诞生的。
• 目前包括Chrome、Firefox、Safari、Opera、Edge在内的大部分主流浏览器均已支持WebAssembly。

​​​​​​​特点

• 跨平台（浏览器。国产化,linux ,win,mac,Android,ios）；
• 更安全（无法读取本地数据）
• 免安装（不需下载插件/APP）
• 快速部署：升级只需在服务器更新代码
• 小体积：尽可能小的程序体积

​​​​​​​3、WebAssembly程序生命周期

• 使用WebAssembly文本格式或其他语言（C/C++、Go、Rust、C#等）编写程序，通过各自的工具链编译为WebAssembly汇编格式(.wasm文件)。
• 在网页使用fetch、XMLHttpRequest等获取.wasm文件。
• 网页将.wasm编译为模块。编译过程中进行合法性检查。
• 实例化。初始化导入对象，创建模块的实例。
• 执行实例的导出函数，完成所需操作。

4、Emscripten编译器

• 为了在浏览器中运行C/C++程序，从1995年起，许多知名项目相继开发。例如IE中可以直接嵌入运行本地代码的ActiveX控件。
• 除尝试直接运行本地C++代码外，也有技术人员另辟蹊径，将其他语言直接转译为JavaScript后运行，Emscripten就是其中一个，它利用LLVM编译器前端编译C++代码，生成LLVM特有的跨平台中间语言代码，最终再将LLVM跨平台中间语言代码转译为JavaScript的子集WebAssembly。
• 这样C/C++程序经过编译后不仅可在旧的JavaScript引擎上正确运行，同时也可以被优化为机器码之后高速运行。

​​​​​​​5、总结

• Emscripten是一种编译工具。可以将C++代码编译成WebAssembly汇编格式.wasm文件。

• WebAssembly是一种特有的汇编语言。JavaScript代码运行在JavaScript虚拟机上，相对地，WebAssembly代码也运行在其特有的虚拟机上；大部分最新的浏览器均提供了WebAssembly虚拟机(chrome、Edge、Firefox、Safari)；然而WebAssembly代码并非只能在浏览器中运行，Node.js 8.0之后的版本也能运行WebAssembly。

• JS或者网页可以通过获取.wasm文件运行C++程序。

​​​​​​​6、应用场景

• 对于后端技术团队：把复杂的原生应用通过编译成wasm，在 Web端进行跨平台的应用->非常有潜力。

• 对于前端技术团队：①既然WASM更快，是不是只要把JS里的代码/前端框架用C写出来，编成wasm就可以提高性能->①不一定(JS引擎中的JIT)，不要盲目all in，只是多了一种在性能、开发成本和效果之间权衡的选择；②前端框架引入wasm或完全用wasm重写，这种趋势已经开启。②对于计算密集型的应用，可以通过编写成wasm方式在前端运行。而前端应用大多是IO 密集型。

• 编译工具链和依赖库生态，基本完全不涉及 JS。①一个原生应用，需要编译、汇编和链接过程，才能变为一个可执行文件；②clang 、gcc->Emscripten；③Emscripten 提供了面向 WASM 平台，编译成 JS 格式的一套动态库；例如#include之后，调用glTexImage2D API就是动态库里提供的。​​​​​​​

​​​​​​​7、局限性

• WASM 是 CPU 上的计算：对于可以高度并行化的任务，使用 WebGL 来做 GPU 加速往往更快。但WebGL 的加速存在精度问题。
• 硬解：Mozilla尝试将WebIDL（浏览器原生的API）开发给WASM；引入了WASM Interface Types概念->也许未来WASM有硬解的功能。
• runtime：wasm寄生于 JS VM；heap memory 由 JS 提供；操作 DOM、WebGL 都要经过 JS API 。

WASM 是个革命性的技术，代表了一种跨平台的全新方向，wasm作为其他语言编译target，从而实现了绕开js写前端的可能，工程化效率很高，对于后端 Rust/C/C++/Go 开发者来说，机会去做一个复杂的前端App。