了解 WebAssembly

WebAssembly (WASM) 是一種低級(jí)二進(jìn)制指令格式，設(shè)計(jì)為編程語(yǔ)言的可移植編譯目標(biāo)。對(duì)于尋求電子商務(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(qiáng)大的技術(shù)能力?？梢詫⑵湟暈榇a的通用翻譯器 - 允許開發(fā)人員以接近本機(jī)的速度在 Web 瀏覽器上運(yùn)行高性能應(yīng)用程序。它不是傳統(tǒng)意義上的編程語(yǔ)言，而是一種緊湊、高效的格式，彌合了不同編程語(yǔ)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 編程方法，必須了解其基本原理和運(yùn)行機(jī)制。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)代表了 Web 開發(fā)的重大飛躍，提供了前所未有的性能和跨平臺(tái)兼容性。

WebAssembly 從根本上改變了復(fù)雜計(jì)算任務(wù)在 Web 環(huán)境中執(zhí)行的方式。通過(guò)使開發(fā)人員能夠?qū)⒍喾N高級(jí)編程語(yǔ)言的代碼編譯為超高效的二進(jìn)制格式，它創(chuàng)建了一個(gè)通用執(zhí)行平臺(tái)，可以直接在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中以驚人的速度和效率運(yùn)行復(fù)雜的應(yīng)用程序。

在 WebAssembly 出現(xiàn)之前，JavaScript 是 Web 瀏覽器支持的唯一編程語(yǔ)言。然而，WASM 從來(lái)不是為了取代 JavaScript，而是為了增強(qiáng)其功能。該技術(shù)專門解決了 JavaScript 在計(jì)算密集型場(chǎng)景中的性能限制，例如視頻編輯、游戲開發(fā)和復(fù)雜的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

WebAssembly 執(zhí)行模型：詳細(xì)分解

- 編譯過(guò)程。
開發(fā)人員首先使用 C、Rust 或其他兼容的高級(jí)編程語(yǔ)言等語(yǔ)言編寫代碼。他們使用專門的 WASM 編譯器（例如 Emscripten）將此源代碼轉(zhuǎn)換為緊湊、高度優(yōu)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(jí)編程結(jié)構(gòu)和機(jī)器可執(zhí)行指令之間的差距。

- 模塊加載和執(zhí)行。
當(dāng)網(wǎng)頁(yè)包含 WebAssembly 模塊時(shí)，瀏覽器會(huì)啟動(dòng)復(fù)雜的加載機(jī)制。 WASM 引擎檢索編譯后的模塊，并將字節(jié)碼動(dòng)態(tài)翻譯為可由底層硬件架構(gòu)直接執(zhí)行的本機(jī)機(jī)器代碼。

- 即時(shí) (JIT) 編譯。
Technique WebAssembly 采用智能即時(shí)編譯策略，可實(shí)時(shí)優(yōu)化代碼執(zhí)行。通過(guò)在需要時(shí)精確編譯代碼并根據(jù)特定設(shè)備和平臺(tái)定制編譯，WASM 實(shí)現(xiàn)了接近本機(jī)的性能水平。這種方法使其特別適合資源密集型應(yīng)用程序，例如復(fù)雜的基于網(wǎng)絡(luò)的游戲和多媒體工具。

WebAssembly 的關(guān)鍵架構(gòu)組件

- 模塊：編譯基石
WASM 模塊表示由瀏覽器執(zhí)行的已編譯二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行機(jī)器代碼。它的特點(diǎn)是無(wú)狀態(tài)，與 Blob 對(duì)象有顯著的相似之處，可以通過(guò) postMessage() 在不同的窗口和 Web Worker 之間顯式共享。與 ECMAScript 模塊類似，WebAssembly 模塊具有強(qiáng)大的導(dǎo)入和導(dǎo)出機(jī)制，有助于無(wú)縫集成和模塊化代碼設(shè)計(jì)。

- 內(nèi)存：動(dòng)態(tài)字節(jié)管理
WebAssembly 中的內(nèi)存充當(dāng)動(dòng)態(tài)調(diào)整大小的 ArrayBuffer，充當(dāng)線性字節(jié)數(shù)組。這種低級(jí)內(nèi)存訪問(wèn)機(jī)制使 WebAssembly 能夠通過(guò)專門的指令讀取和寫入字節(jié)，從而提供對(duì)內(nèi)存管理和數(shù)據(jù)操作的前所未有的控制。

- 表：參考管理
表表示一個(gè)復(fù)雜的、可調(diào)整大小的類型數(shù)組，專門用于存儲(chǔ)不能直接作為原始字節(jié)存儲(chǔ)在內(nèi)存中的引用。這種架構(gòu)設(shè)計(jì)確保增強(qiáng)的安全性和可移植性，防止直接內(nèi)存操作固有的潛在安全漏洞。

- 實(shí)例：運(yùn)行時(shí)執(zhí)行上下文
實(shí)例是模塊與其綜合運(yùn)行時(shí)狀態(tài)融合而成的。這包括關(guān)聯(lián)的內(nèi)存、表和一組導(dǎo)入的值。從概念上講，實(shí)例鏡像了一個(gè) ECMAScript 模塊，該模塊通過(guò)一組預(yù)定義的導(dǎo)入加載到特定的全局上下文中，從而創(chuàng)建了一個(gè)完整的可執(zhí)行環(huán)境。

堆棧機(jī)力學(xué)
WebAssembly 的核心是作為堆棧機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的指令集架構(gòu) (ISA)。這種設(shè)計(jì)可以精確控制計(jì)算過(guò)程，包括循環(huán)管理、算術(shù)運(yùn)算、內(nèi)存訪問(wèn)機(jī)制。堆棧機(jī)范例提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化、高效的方法，用于在不同的硬件環(huán)境中執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，確保一致的性能和可預(yù)測(cè)的行為。

WebAssembly 的用例

網(wǎng)絡(luò)瀏覽器
現(xiàn)代 Web 瀏覽器已采用 WASM，支持更復(fù)雜和性能密集型的 Web 應(yīng)用程序。從高級(jí)照片編輯器到復(fù)雜的數(shù)據(jù)可視化工具，WebAssembly 正在突破網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的可能性界限。
更具體的例子：

1。高級(jí)照片編輯
傳統(tǒng)上，照片編輯需要 Photoshop 等桌面應(yīng)用程序。借助 WebAssembly，復(fù)雜的圖像處理現(xiàn)在可以直接在瀏覽器中進(jìn)行。例如：

• 實(shí)時(shí)圖像濾鏡
• 像素級(jí)操作
• 高級(jí)色彩校正 復(fù)雜圖像壓縮與解壓縮 業(yè)界領(lǐng)先的圖像編輯軟件 Adob??e Photoshop 通過(guò)采用 WebAssembly 將其影響力擴(kuò)展到了網(wǎng)絡(luò)，這是一項(xiàng)重大舉措。

2。數(shù)據(jù)可視化
WASM 支持極其復(fù)雜的數(shù)據(jù)可視化工具：

• 交互式 3D 數(shù)據(jù)模型
• 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和渲染
• 復(fù)雜的科學(xué)和金融可視化
• 機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)洞察 示例包括 Tableau 和 D3.js 等工具，它們現(xiàn)在可以以前所未有的速度和交互性處理海量數(shù)據(jù)集。

游戲開發(fā)
游戲行業(yè)很快就采用了 WebAssembly。復(fù)雜的游戲引擎現(xiàn)在可以以最小的性能損失移植到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，直接為網(wǎng)絡(luò)瀏覽器帶來(lái)高端游戲體驗(yàn)。想象一下無(wú)需下載大量應(yīng)用程序即可玩主機(jī)品質(zhì)的游戲！
現(xiàn)實(shí)世界的例子包括：

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

科學(xué)計(jì)算
對(duì)于需要大量數(shù)字運(yùn)算的科學(xué)和計(jì)算任務(wù)，WebAssembly 提供了理想的解決方案。復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型、仿真軟件和數(shù)據(jù)分析工具現(xiàn)在可以在 Web 環(huán)境中高效運(yùn)行。
實(shí)際例子：

• 瀏覽器中類似 MATLAB 的計(jì)算環(huán)境
• 具有 WebAssembly 驅(qū)動(dòng)計(jì)算的 Jupyter Notebook
• 在客戶端運(yùn)行復(fù)雜的物理模擬
• 無(wú)需服務(wù)器端處理的機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)。

以上是什么是 WebAssembly 以及它的用途是什么？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！