Golang WebAssembly 前端开发

本文使用的环境：

• go1.11.4 linux/amd64
• chrome 70.0.3538.67

1. Hello world

Golang 源文件 main.go 如下：

package main

func main() {
    println("Hello, world!")
}

在 Golang 源文件目录下，将 Golang 代码编译为 wasm 后缀的 WebAssembly 二进制文件，再将该文件复制到一个工作目录中：

GOOS=js GOARCH=wasm go build -o go_main.wasm
cp go_main.wasm /path/to/static

工作目录下的 HTML 源文件 go_index.html 如下：

将 Golang SDK 中的 wasm_exec.js 复制到工作目录：

cp "$GOROOT/misc/wasm/wasm_exec.js" /path/to/static

使用诸如 nginx 之类的工具，将工作目录映射到 HTTP 服务。本文使用 nginx，配置如下：

server {
    listen 8081;
    location /static/ {
        root /path/to/;
    }
}

如果使用 nginx，可能需要在 types 指令中加上 wasm 文件的 content type：

application/wasm wasm;

此时在 Chrome 中访问：

http://127.0.0.1:8081/static/go_index.html

打开调试器，可以在 console 里看到打印的 "Hello, world!"

2. Golang/JS 交互

2.1. 函数调用

Golang 标准库中的 syscall/js 包提供了一系列接口。其中 js.Global() 返回一个 js.Value 类型的结构体，它指代 JS 中的全局对象，在浏览器环境中即为 window 对象。可以通过其 Get() 方法获取 window 对象中的字段，也是 js.Value 类型，包括其中的函数对象，并使用其 Invoke() 方法调用 JS 函数。

另一方面，可以使用 js.Value 类型的 Set() 方法向 JS 中注入字段，包括用 js.NewCallback() 封装的 Golang 函数，这样就能在 JS 中调用 Golang 的函数。Golang 函数必须是 func(args []js.Value) 形式的，使用 args 参数接收 JS 调用的参数，且没有返回值。

package main

import (
    "sync"
    "syscall/js"
)

func main() {
    jsGlobal := js.Global()
    goFuncs := jsGlobal.Get("goFuncs")
    goFuncs.Set("goFunc", js.NewCallback(func(args []js.Value) {
        i, s := args[0].Int(), args[1].String()
        i, s = i+2, s+"b"
        res := jsGlobal.Get("jsFunc").Invoke(i, s)
        i, s = res.Get("i").Int(), res.Get("s").String()
        ret := args[2]
        ret.Set("i", i)
        ret.Set("s", s)
    }))

    wg := &sync.WaitGroup{}
    wg.Add(1)
    wg.Wait()
}

编译、部署、运行方式与上一节相同。从上述例子也能看出 Golang 和 JS 两端的代码运行的生命周期，JS 中的 go.run() 异步执行对应 Golang 模块中的 main()，main() 作为 Golang 端的 main loop 在整个页面的生命周期中不能返回，因为后续在 JS 中对该模块中 Golang 函数的调用，会在 main loop 的子协程中执行。

2.2. 内存访问

除了函数调用的交互，还可以通过内存直接共享数据。

Golang 端使用的内存空间，通过 instance.exports.mem 暴露给 JS 端，这里 instance 为 WebAssembly.instantiate* 函数实例化 wasm 模块得到的 instance。可以通过 mem 创建 TypedArray，以此在 JS 直接读写 Golang 使用的内存。

下面的例子会在 JS 端打开一个图片文件，显示在页面上，并将文件内容直接写入 Golang 使用的内存，在 Golang 中将图片的色调改变，再回调 JS 端来读取改变之后的图片，并显示在页面上。

package main

import (
    "bytes"
    "image"
    "reflect"
    "sync"
    "syscall/js"
    "unsafe"

    "github.com/anthonynsimon/bild/adjust"
    "github.com/anthonynsimon/bild/imgio"
)

type Ctx struct {
    SetFileArrCb    js.Value
    SetImageToHueCb js.Value
}

func setFile(ctx *Ctx, fileJsArr js.Value, length int) {
    bs := make([]byte, length)
    ptr := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&bs)).Data
    ctx.SetFileArrCb.Invoke(fileJsArr, ptr)

    img, _, _ := image.Decode(bytes.NewReader(bs))
    buf := &bytes.Buffer{}
    imgio.JPEGEncoder(93)(buf, adjust.Hue(img, -150))

    bs = buf.Bytes()
    ptr = (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&bs)).Data
    ctx.SetImageToHueCb.Invoke(ptr, len(bs))
}

func main() {
    jsGlobal := js.Global()
    ctx := &Ctx{
        SetFileArrCb:    jsGlobal.Get("setFileArrCb"),
        SetImageToHueCb: jsGlobal.Get("setImageToHueCb"),
    }

    goFuncs := jsGlobal.Get("goFuncs")
    goFuncs.Set("setFile", js.NewCallback(func(args []js.Value) {
        setFile(ctx, args[0], args[1].Int())
    }))

    wg := &sync.WaitGroup{}
    wg.Add(1)
    wg.Wait()
}

放上一张浏览器截图，笔者选择了一张摄影名作《曼联球迷罗玉phone》，可以看到下方的图片色调被调整，球衣的颜色变为城城（队徽为笔者头像）的天蓝色。

screenshot.png

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