Node.js 与 WebAssembly

WebAssembly 是一种高性能的类汇编语言,可以由多种语言编译而成,包括 C/C++、Rust 和 AssemblyScript。目前,它已被 Chrome、Firefox、Safari、Edge 和 Node.js 支持!

WebAssembly 规范详细说明了两种文件格式:一种是扩展名为 .wasm 的二进制格式,称为 WebAssembly 模块;另一种是相应的文本表示形式,称为 WebAssembly 文本格式,扩展名为 .wat

核心概念

  • 模块(Module)- 一个已编译的 WebAssembly 二进制文件,即 .wasm 文件。
  • 内存(Memory)- 一个可调整大小的 ArrayBuffer。
  • 表(Table)- 一个可调整大小的类型化数组,其中包含未存储在内存中的引用。
  • 实例(Instance)- 模块的实例化,包含其内存、表和变量。

为了使用 WebAssembly,你需要一个 .wasm 二进制文件和一组用于与 WebAssembly 通信的 API。Node.js 通过全局 WebAssembly 对象提供了必要的 API。

.(WebAssembly);
/*
Object [WebAssembly] {
  compile: [Function: compile],
  validate: [Function: validate],
  instantiate: [Function: instantiate]
}
*/

生成 WebAssembly 模块

有多种方法可用于生成 WebAssembly 二进制文件,包括:

  • 手写 WebAssembly (.wat) 并使用 wabt 等工具将其转换为二进制格式
  • emscripten 用于 C/C++ 应用程序
  • wasm-pack 用于 Rust 应用程序
  • 如果你更喜欢类似 TypeScript 的体验,可以使用 AssemblyScript

其中一些工具不仅生成二进制文件,还生成用于在浏览器中运行的 JavaScript “粘合”代码和相应的 HTML 文件。

如何使用

一旦有了 WebAssembly 模块,就可以使用 Node.js 的 WebAssembly 对象来实例化它。

// Assume add.wasm file exists that contains a single function adding 2 provided arguments
const  = ('node:fs');

// Use the readFileSync function to read the contents of the "add.wasm" file
const  = .('/path/to/add.wasm');

// Use the WebAssembly.instantiate method to instantiate the WebAssembly module
WebAssembly.().( => {
  // Exported function lives under instance.exports object
  const {  } = ..;
  const  = (5, 6);
  .(); // Outputs: 11
});

与操作系统交互

WebAssembly 模块本身无法直接访问操作系统的功能。可以使用第三方工具 Wasmtime 来访问此功能。Wasmtime 利用 WASI API 来访问操作系统功能。

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