這篇文章主要講解了“WebAssembly及其API的知識點(diǎn)總結(jié)”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“WebAssembly及其API的知識點(diǎn)總結(jié)”吧！

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什么是 WebAssembly?

在了解 WebAssembly 之前，讓我們看一下什么是 Assembly。

Assembly(匯編)是一種低級編程語言，它與體系結(jié)構(gòu)的機(jī)器級指令有著非常密切的聯(lián)系。換句話說，它只需一個進(jìn)程就可以轉(zhuǎn)換為機(jī)器可以理解的代碼，即機(jī)器代碼。此轉(zhuǎn)換過程稱為匯編。

WebAssembly可以簡稱為 Web  的匯編。它是一種類似于匯編語言的低級語言，具有緊湊的二進(jìn)制格式，使您能夠以類似本機(jī)的速度運(yùn)行Web應(yīng)用程序。它還為C，C  ++和Rust等語言提供了編譯目標(biāo)，從而使客戶端應(yīng)用程序能夠以接近本地的性能在Web上運(yùn)行。

此外，WebAssembly 的出現(xiàn)是與 JS 一起運(yùn)行，而不是取代 JS。使用 WebAssembly JavaScript  API，你可以交替地運(yùn)行來自任一種語言的代碼，來回沒有任何問題。這為我們提供了利用 WebAssembly 的強(qiáng)大功能和性能以及 JS  的通用性和適應(yīng)性的應(yīng)用程序。這為web應(yīng)用程序打開了一個全新的世界，它可以運(yùn)行最初并不打算用于web的代碼和功能。

有什么區(qū)別

Lin Clark預(yù)測，2017年 WebAssembly 的引入可能會引發(fā) web 開發(fā)生命中的一個新的拐點(diǎn)。早期的另一個拐點(diǎn) 生在引入 JITs  編譯的時候，JIT 編譯使JS 的速度提高了近10倍。

如果將 WebAssembly 的編譯過程與 JS 的編譯過程進(jìn)行比較，會注意到幾個過程已被剝離，其余過程已被修剪，如下所示：

JIT 是使 JavaScript 運(yùn)行更快的一種手段，通過監(jiān)視代碼的運(yùn)行狀態(tài)，把 hot 代碼(重復(fù)執(zhí)行多次的代碼)進(jìn)行優(yōu)化。通過這種方式，可以使  JavaScript 應(yīng)用的性能提升很多倍。

仔細(xì)比較上圖，注意到,重新參與WebAssembly已經(jīng)完全被剝奪掉了。這主要是因?yàn)榫幾g器不需要對WebAssembly代碼做任何假設(shè),因?yàn)橹T如數(shù)據(jù)類型是在代碼中明確提及。

但是 JS 不是這樣的，因?yàn)镴IT應(yīng)該做一些假設(shè)來運(yùn)行代碼，如果假設(shè)失敗，它需要重新優(yōu)化它的代碼。

如何獲取 WebAssembly 代碼

WebAssembly是一項(xiàng)偉大的技術(shù)，我們需要如何利用 WebAssembly 的強(qiáng)大功能呢?

有幾種方法：

• 不推薦從頭編寫 WebAssembly 代碼，除非你非常了解基本知識

• 從 C 編譯為 WebAssembly

• 從 C++ 編譯為 WebAssembly

• 從 Rust 編譯為 WebAssembly

• 使用 AssemblyScript 將 Typescript 編譯為WebAssembly。對于不熟悉C/C ++或Rust 的  Web開發(fā)人員來說，這是一個不錯的選擇

• 支持更多的語言選項(xiàng)。

此外，還有Emscripten和WebAssembly Studio之類的工具可以幫助您完成上述過程。

JS 的 WebAssembly API

為了充分利用 WebAssembly 的特性，我們必須將其與 JS 代碼集成在一起，這可以在JavaScript WebAssembly  API的幫助下完成。

模塊編譯和實(shí)例化

WebAssembly代  碼駐留在.wasm文件中。這個文件應(yīng)該被編譯成特定于它所運(yùn)行的機(jī)器的機(jī)器碼。我們可以使用WebAssembly.compile方法來編譯 WebAssembly  模塊。

WebAssembly.instantiate方法實(shí)例化已編譯模塊。另外，我們也可以從.wasm文件獲得的數(shù)組緩沖區(qū)傳遞到WebAssembly.instantiate方法中。這也適用，因?yàn)閷?shí)例化方法有兩個重載。

let exports  fetch('sample.wasm').then(response =>   response.arrayBuffer() ).then(bytes =>   WebAssembly.instantiate(bytes) ).then(results => {   exports = results.instance.exports })

上述方法的缺點(diǎn)之一是這些方法不能直接訪問字節(jié)碼，因此在編譯/實(shí)例化wasm模塊之前，需要采取額外的步驟將響應(yīng)轉(zhuǎn)換為ArrayBuffer。

相反，我們可以使用WebAssembly.compileStreaming /  WebAssembly.instantiateStreaming方法來實(shí)現(xiàn)與上述相同的功能，其優(yōu)點(diǎn)是可以直接訪問字節(jié)碼，而無需將響應(yīng)轉(zhuǎn)換為ArrayBuffer。

let exports  WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('sample.wasm')) .then(obj => {   exports = obj.instance.exports })

注意，WebAssembly.instantiate和WebAssembly.instantiateStreaming會返回實(shí)例以及已編譯的模塊，它們可用于快速啟動模塊的實(shí)例。

let exports; let compiledModule;  WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('sample.wasm')) .then(obj => {   exports = obj.instance.exports;   //access compiled module   compiledModule = obj.module; })

導(dǎo)入對象

實(shí)例化 WebAssembly 模塊實(shí)例時，可以選擇傳遞一個導(dǎo)入對象，該對象將包含要導(dǎo)入到新創(chuàng)建的模塊實(shí)例中的值，有 4 種類型：

• global values

• functions

• memory

• tables

可以將導(dǎo)入對象視為提供給模塊實(shí)例的工具，以幫助它實(shí)現(xiàn)其任務(wù)。如果沒有提供導(dǎo)入對象，編譯器將分配默認(rèn)值。

Global

WebAssembly.Global 對象表示一個全局變量實(shí)例, 可以被JavaScript 和importable/exportable 訪問  ,跨越一個或多個WebAssembly.Module 實(shí)例. 他允許被多個modules動態(tài)連接.

可以使用WebAssembly.Global()構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建全局實(shí)例。

const global = new WebAssembly.Global({     value: 'i64',     mutable: true }, 20)

語法

var myGlobal = new WebAssembly.Global(descriptor, value)

global 構(gòu)造函數(shù)接受兩個參數(shù)。

descriptor

GlobalDescriptor 包含2個屬性的表:

• value: A USVString 表示全局變量的數(shù)據(jù)類型. 可以是i32, i64, f32, 或 f64

• mutable: 布爾值決定是否可以修改. 默認(rèn)是 false

value可以是任意變量值，需要其類型與變量類型匹配. 如果變量沒有定義, 使用0代替

const global = new WebAssembly.Global({     value: 'i64',     mutable: true }, 20);  let importObject = {     js: {         global     } };  WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('global.wasm'), importObject)

全局實(shí)例應(yīng)該傳遞給importObject，以便在 WebAssembly 模塊實(shí)例中可以訪問它。

Memory

當(dāng) WebAssembly 模塊被實(shí)例化時，它需要一個 memory  對象。你可以創(chuàng)建一個新的WebAssembly.Memory并傳遞該對象。如果沒有創(chuàng)建 memory  對象，在模塊實(shí)例化的時候?qū)詣觿?chuàng)建，并且傳遞給實(shí)例。

JS引擎創(chuàng)建一個ArrayBuffer來做這件事情。ArrayBuffer 是 JS 引用的 JavaScript 對象。JS  為你分配內(nèi)存。你告訴它需要多少內(nèi)存，它會創(chuàng)建一個對應(yīng)大小的ArrayBuffer

ArrayBuffer 做了兩件事情，一件是做 WebAssembly 的內(nèi)存，另外一件是做 JavaScript 的對象。

它使 JS 和 WebAssembly 之間傳遞內(nèi)容更方便。

使內(nèi)存管理更安全。

Table

WebAssembly.Table() 構(gòu)造函數(shù)根據(jù)給定的大小和元素類型創(chuàng)建一個Table對象。

這是一個包裝了WebAssemble Table 的Javascript包裝對象，具有類數(shù)組結(jié)構(gòu)，存儲了多個函數(shù)引用。在 JS  或者WebAssemble中創(chuàng)建Table 對象可以同時被JS 或WebAssemble 訪問和更改。

引入Table的主要原因是提高了安全性。我們可以使用set()、grow()和get()方法來操作表。

事例

為了演示，我將使用WebAssembly Studio應(yīng)用程序?qū)文件編譯為.wasm。

我已經(jīng)在wasm文件中創(chuàng)建了一個函數(shù)來計算一個數(shù)字的冪。我將必要的值傳遞給函數(shù)，然后用JavaScript接收輸出。

同樣，我在wasm中進(jìn)行了一些字符串操作。需要注意，wasm沒有字符串類型。因此，它將使用ASCII值。返回到 JS  的值將指向存儲輸出的內(nèi)存位置。由于內(nèi)存對象是ArrayBuffer，因此我要進(jìn)行迭代，直到收到字符串中的所有字符為止。

JavaScript文件

let exports; let buffer; (async() => {   let response = await fetch('../out/main.wasm');   let results = await WebAssembly.instantiate(await response.arrayBuffer());   //or   // let results = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('../out/main.wasm'));   let instance = results.instance;   exports = instance.exports;   buffer = new Uint8Array(exports.memory.buffer);    findPower(5,3);      printHelloWorld();    })();  const findPower = (base = 0, power = 0) => {   console.log(exports.power(base,power)); }  const printHelloWorld = () => {   let pointer = exports.helloWorld();   let str = "";   for(let i = pointer;buffer[i];i++){     str += String.fromCharCode(buffer[i]);   }   console.log(str); }

C 文件

#define WASM_EXPORT __attribute__((visibility("default"))) #include    WASM_EXPORT double power(double number,double power_value) {   return pow(number,power_value); }  WASM_EXPORT char* helloWorld(){   return "hello world"; }

應(yīng)用

WebAssembly 更適合用于寫模塊，承接各種復(fù)雜的計算，如圖像處理、3D運(yùn)算、語音識別、視音頻編碼解碼這種工作，主體程序還是要用  javascript 來寫的。

感謝各位的閱讀，以上就是“WebAssembly及其API的知識點(diǎn)總結(jié)”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對WebAssembly及其API的知識點(diǎn)總結(jié)這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！