[譯] WebAssembly: How and why

如何在瀏覽器中運行原生代碼，爲何要這樣作，這樣作對Javascript和Web開發的將來有何意義

在全部瀏覽器裏面，都運行着js代碼，它們被js引擎解析和執行。然而，js並沒有法最理想地處理全部任務。這就是WebAssembly介入的地方。

WebAssembly是一種新的能在現代瀏覽器中運行的代碼。爲了更高的性能而被設計出來，它是一種低級二進制格式，因此文件不大可以很快地被下載和執行。你不會直接去寫WebAssembly，而是把其餘高級語言編譯爲它。

Assembly一般是指與機器碼相似的人類可讀語言。機器碼是你的處理器才能理解的一堆數字。

全部的高級編程語言都須要編譯爲能在處理器上運行的機器碼。不一樣的處理器架構須要不一樣的機器碼和對應不一樣的Assembly。

不像它的名字那樣，WebAssembly不表明某種特定的Assembly語言，他不針對特定的機器。他是面向瀏覽器的，當你提供要在瀏覽器中執行的代碼時，你不須要考慮它會運行在什麼樣的機器上。

當瀏覽器下載了WebAssembly代碼後會快速將它轉換成某臺機器的assembly。

WebAssembly擁有可讀的文本格式（.wat），可是二進制格式是你真正交付給瀏覽器的（.wasm）。

WebAssembly能讓你作的是將C,C++或者Rust的代碼編譯爲叫作WebAssembly模塊的東西。你能夠在你的web應用中加載它並經過Javascript調用。

它並不是Javascript的替代品，它和js一同工做的。

爲何須要WebAssembly

想一想你不得不在瀏覽器外使用軟件的場景：視頻遊戲、視頻編輯，3D渲染，或音樂製做。這些應用都要進行大量的運算並須要很高的性能。Javascript並不能提供如此的性能。

Javascript最初被設計來給Web提供一些輕量級的交互。就是爲了讓人易學和好寫，可是並無從高性能角度去設計。近年來，瀏覽器們在解析Javascript上作了不少優化，有了很大的性能提高。

隨着性能的提高，能在瀏覽器作的事慢慢擴展。新的API帶來了可交互的圖像，視頻流，離線瀏覽等等。因此一些從前只做爲原生App的應用也出如今了Web上。如今你能夠在瀏覽器上編輯文檔，發送郵件。可是某些場景對Javascript來講仍是很吃力。

視頻遊戲是個巨大的挑戰，由於它們不只須要協調音頻和視頻，還須要協調物理和人工智能。若是能在Web上高效地運行遊戲的話，那麼咱們就可以將不少應用帶到Web上來。這就是WebAssembly要作的事。

爲何Web如此吸引人

Web的美麗之處在於它就像魔法同樣能在任何地方運行。沒有下載和安裝。只須要點點鼠標Web應用就能立刻出現。它比直接在計算機上下載和運行二進制文件更安全，由於瀏覽器提供了代碼運行的安全環境。並且經過Web分享是一件很容易的事，你能夠把連接複製到任何地方。

WebAssembly能帶來什麼

• 速度
• 可移植性
• 靈活性

WebAssembly就是爲了速度而設計的。它的二進制格式比Javascript的文本格式小巧不少。所以能夠很快地下載，在網絡較慢的狀況下尤其明顯。

而且也能很快地解碼和執行。Javascript是一種動態類型的語言，變量類型不須要事先定義，也不須要提早編譯。這使得js寫起來十分容易，不過這也意味着js引擎須要額外地作不少事。它須要在頁面執行的同時去解析、編譯而後優化代碼。

解析js代碼包括把純文本代碼轉換成抽象語法樹（AST），而後轉成二進制格式。WebAssembly直接以二進制形式提供，解碼速度更快。不像Javascript，它是靜態類型的，引擎在編譯期間不須要推測將使用哪一種類型。大多數優化都是在編譯源代碼期間，甚至在進入瀏覽器以前發生的。內存是手動管理的，就像C和C ++這樣的語言同樣，因此也沒有垃圾收集。WASM二進制代碼的執行時間僅僅只比原生代碼慢20%。

設計WebAssembly的主要目標之一是可移植性。要在設備上運行應用程序，它必須與設備的處理器體系結構和操做系統兼容。這意味着要爲全部須要支持的操做系統和CPU的組合編譯源代碼。使用WebAssembly，只有一個編譯步驟，你的應用程序將在每一個現代瀏覽器中運行。

WebAssembly最使人興奮的是它爲Web編寫帶來了更大的靈活性。到目前爲止，JavaScript一直是Web瀏覽器中惟一徹底支持的語言。使用WebAssembly，Web開發人員將可以選擇其餘語言，更多的開發人員將可以爲Web編寫代碼。JavaScript仍然是大多數狀況下的最佳選擇，但如今有一個在你須要更高性能時可以選擇的方案。

目前徹底支持的語言是C，C++和Rust，但還有不少其餘語言正在開發中，包括Kotlin和.NET，二者都已經提供了實驗支持。

它如何運做的

你須要一個將源代碼編譯爲WebAssembly的工具。如C何C++你可使用Emscripten。若是你有一個C語言寫的"Hello word"，Emscripten會生成必要的文件，你會獲得一個WebAssembly模塊和HTML以及JS文件。

emcc hello.c -s WASM=1 -o hello.html
複製代碼

你須要HTML和JS文件，由於WebAssembly沒法直接訪問任何平臺的API - DOM，WebGL，WebAudio等。要使用其中任何一個，即便要在頁面上顯示WebAssembly代碼的輸出，您也必須經過JavaScript。

您能夠將WebAssembly二進制文件視爲普通的應用程序模塊：瀏覽器能夠獲取，加載和執行它們。您能夠在JavaScript代碼中調用WebAssembly函數，也能夠在WebAssembly模塊中調用JavaScript函數。

若是你如今想試試，無需安裝，你能夠訪問webassembly.studio或WebAssembly Explorer

如今能使用它嗎？

YES！

WebAssembly幾乎在全部主流瀏覽器中獲得了支持。它目前在全球支持74.93％的用戶，82.92％的桌面用戶。咱們可使用Emscripten編譯爲asm.js（JavaScript的一個子集，只使用數字（沒有字符串，對象等））做爲老版本瀏覽器的兼容方案。

目前已經有不少很棒的WebAssembly例子。如上文提到的難點：視頻遊戲，Unity和虛幻4都有可運行的demo。好比這個在Unity引擎運行的坦克遊戲和Epic的一個Demo。

原文連接：WebAssembly: How and why