了解 WebAssembly

WebAssembly (WASM) 是一種低階二進位指令格式，設(shè)計為程式語言的可移植編譯目標(biāo)。對於尋求電子商務(wù)網(wǎng)站開發(fā)服務(wù)的企業(yè) (https://expert-soft.com/services/ecommerce-web-development/)，WASM 提供強大的技術(shù)能力?？梢詫⑵湟暈槌淌酱a的通用翻譯器 - 允許開發(fā)人員以接近本機的速度在 Web 瀏覽器上執(zhí)行高效能應(yīng)用程式。它不是傳統(tǒng)意義上的程式語言，而是一種緊湊、高效的格式，彌合了不同程式語言和 Web 環(huán)境之間的差距。

WASM 的工作原理

要理解 WebAssembly 革命性的 Web 程式設(shè)計方法，必須了解其基本原理和運作機制。這項創(chuàng)新技術(shù)代表了 Web 開發(fā)的重大飛躍，提供了前所未有的效能和跨平臺相容性。

WebAssembly 從根本上改變了複雜運算任務(wù)在 Web 環(huán)境中執(zhí)行的方式。透過讓開發(fā)人員能夠?qū)⒍喾N高級程式語言的程式碼編譯為超高效的二進位格式，它創(chuàng)建了一個通用執(zhí)行平臺，可以直接在網(wǎng)頁瀏覽器中以驚人的速度和效率運行複雜的應(yīng)用程式。

在 WebAssembly 出現(xiàn)之前，JavaScript 是 Web 瀏覽器支援的唯一程式語言。然而，WASM 從來不是為了取代 JavaScript，而是為了增強其功能。該技術(shù)專門解決了 JavaScript 在計算密集型場景中的效能限制，例如影片編輯、遊戲開發(fā)和複雜的設(shè)計應(yīng)用。

WebAssembly 執(zhí)行模型：詳細分解

- 編譯過程。
開發(fā)人員首先使用 C、Rust 或其他相容的高階程式語言等語言編寫程式碼。他們使用專門的 WASM 編譯器（例如 Emscripten）將此原始程式碼轉(zhuǎn)換為緊湊、高度最佳化的字節(jié)碼。該字節(jié)碼代表了一種中間格式，它彌合了高級程式設(shè)計結(jié)構(gòu)和機器可執(zhí)行指令之間的差距。

- 模組載入和執(zhí)行。
當(dāng)網(wǎng)頁包含 WebAssembly 模組時，瀏覽器會啟動複雜的載入機制。 WASM 引擎檢索編譯後的模組，並將字節(jié)碼動態(tài)翻譯為可由底層硬體架構(gòu)直接執(zhí)行的本機機器碼。

- 即時 (JIT) 編譯。
Technique WebAssembly 採用智慧即時編譯策略，可即時最佳化程式碼執(zhí)行。透過在需要時精確編譯程式碼並根據(jù)特定裝置和平臺自訂編譯，WASM 實現(xiàn)了接近本機的效能水準。這種方法使其特別適合資源密集型應(yīng)用程序，例如複雜的基於網(wǎng)路的遊戲和多媒體工具。

WebAssembly 的關(guān)鍵架構(gòu)元件

- 模組：編譯基石
WASM 模組表示由瀏覽器執(zhí)行的已編譯二進位轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行機器碼。它的特點是無狀態(tài)，與 Blob 物件有顯著的相似之處，可以透過 postMessage() 在不同的視窗和 Web Worker 之間明確共享。與 ECMAScript 模組類似，WebAssembly 模組具有強大的導(dǎo)入和導(dǎo)出機制，有助於無縫整合和模組化程式碼設(shè)計。

- 記憶體：動態(tài)位元組管理
WebAssembly 中的記憶體充當(dāng)動態(tài)調(diào)整大小的 ArrayBuffer，充當(dāng)線性位元組數(shù)組。這種低階記憶體存取機制使 WebAssembly 能夠透過專門的指令讀取和寫入字節(jié)，從而提供對記憶體管理和資料操作的前所未有的控制。

- 表：參考管理
表表示一個複雜的、可調(diào)整大小的類型數(shù)組，專門用於儲存不能直接作為原始位元組儲存在記憶體中的參考。這種架構(gòu)設(shè)計確保增強的安全性和可移植性，防止直接記憶體操作固有的潛在安全漏洞。

- 實例：運行時執(zhí)行上下文
實例是模組與其綜合運行時狀態(tài)融合而成的。這包括關(guān)聯(lián)的記憶體、表和一組導(dǎo)入的值。從概念上講，實例鏡像了一個 ECMAScript 模組，透過一組預(yù)先定義的導(dǎo)入載入到特定的全域上下文中，從而創(chuàng)建了一個完整的可執(zhí)行環(huán)境。

堆疊機力學(xué)
WebAssembly 的核心是作為堆疊機運行，實現(xiàn)複雜的指令集架構(gòu) (ISA)。這種設(shè)計可以精確控制計算過程，包括循環(huán)管理、算術(shù)運算、記憶體存取機制。堆疊機範(fàn)例提供了一種標(biāo)準化、高效的方法，用於在不同的硬體環(huán)境中執(zhí)行複雜的計算任務(wù)，確保一致的效能和可預(yù)測的行為。

WebAssembly 的用例

網(wǎng)頁瀏覽器
現(xiàn)代 Web 瀏覽器已採用 WASM，支援更複雜且效能密集的 Web 應(yīng)用程式。從進階照片編輯器到複雜的資料視覺化工具，WebAssembly 正在突破網(wǎng)頁瀏覽器的可能性界限。
更具體的例子：

1。進階照片編輯
傳統(tǒng)上，照片編輯需要 Photoshop 等桌面應(yīng)用程式。借助 WebAssembly，複雜的影像處理現(xiàn)在可以直接在瀏覽器中進行。例如：

• 即時影像濾鏡
• 像素級操作
• 進階色彩校正 複雜影像壓縮與解壓縮 業(yè)界領(lǐng)先的影像編輯軟體 Adob??e Photoshop 透過採用 WebAssembly 將其影響力擴展到了網(wǎng)絡(luò)，這是一項重大舉措。

2。數(shù)據(jù)視覺化
WASM 支援極為複雜的資料視覺化工具：

• 互動式 3D 資料模型
• 即時資料處理與渲染
• 複雜的科學(xué)與金融視覺化
• 機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的數(shù)據(jù)洞察 例如 Tableau 和 D3.js 等工具，它們現(xiàn)在可以以前所未有的速度和互動性處理大量資料集。

遊戲開發(fā)
遊戲產(chǎn)業(yè)很快就採用了 WebAssembly。複雜的遊戲引擎現(xiàn)在可以以最小的效能損失移植到網(wǎng)路平臺，直接為網(wǎng)路瀏覽器帶來高階遊戲體驗。想像一下無需下載大量應(yīng)用程式即可玩主機品質(zhì)的遊戲！
現(xiàn)實世界的例子包括：

• 《毀滅戰(zhàn)士 3》移植到瀏覽器
• Unity 使用 WebAssembly 匯出 WebGL

科學(xué)計算
對於需要大量數(shù)字運算的科學(xué)和計算任務(wù)，WebAssembly 提供了理想的解決方案。複雜的數(shù)學(xué)模型、模擬軟體和資料分析工具現(xiàn)在可以在 Web 環(huán)境中有效運作。
實際例子：

• 瀏覽器中類似 MATLAB 的運算環(huán)境
• 具有 WebAssembly 驅(qū)動運算的 Jupyter Notebook
• 在客戶端運行複雜的實體模擬
• 無需伺服器端處理的機器學(xué)習(xí)模型預(yù)測。

以上是什麼是 WebAssembly 以及它的用途是什麼？的詳細內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！