WebAssembly入门笔记[1]如何与JavaScript实现高效交互？

前一阵子利用Balazor开发了一个NuGet站点，对WebAssembly进行了初步的了解，觉得挺有意思。在接下来的一系列文章中，我们将通过实例演示的方式介绍WebAssembly的一些基本概念和编程模式。首先我们先来说说什么是WebAssembly，它主要帮助我们解决什么问题。 本文演示实例下载：app1app2 一、概述 二、WebAssembly程序(app.wat) 三、编译生成app.wasm 四、JavaScript程序 五、跑起来看看 六、调用导出函数 一、概述WebAssembly可以视为一种采用精简的”二进制格式”的“低等级”、“类汇编”语言。目前主流的浏览器均提供了对WebAssembly的支持，虽然WebAssembly的执行性能（它能够提供near-native的执行性能）是JavaScript无法比拟的，但是在表达能力和灵活性还是不如JavaScript，所以WebAssembly的出现并不是要取代JavaScript，而是作为JavaScript的“助手”，两者配合，各自发挥自身的优势，进而开发出更高质量的Web应用。 与其说WebAssembly像汇编，不如说它更像MSIL，因为它不是面向开发者的高级语言，而是高级语言的“编译目标”。虽然.NET 的运行时CLR不能直接执行C#、VB.NET和F#这样的高级语言编写的代码，而执行执行MSIL指令，但是我们可以将前者编译成后者。与之类似，我们也可以使用C、C++、C#、Rust和AssemblyScript（面向WebAssembly的TypeScript）作为开发语言，然后将代码编译成WebAssembly。 与汇编一样，虽然WebAssembly采用的是单纯的二进制格式，但是可以转换成文本形式。不仅如此，我们还可以按照这样的文本格式来编写程序（在接下来的内容中，我们提供的WebAssembly程序均采用这样的编写方式），并利用相应的工具将其编程成WebAssembly。WebAssembly文本采用一种名为S-expression的树形结构，我们定义的内容都存在与一个具体的“节点”中，每个节点通过小括号包裹起来，子节点直接内嵌于父节点中。由于模块是WebAssembly的基本部署和加载单元，所以module总是它们的根节点，如下所示的就是一个合法的最简单的WebAssembly程序。 (module)为了让大家对WebAssembly文本的S-expression有一个大致的了解，我们采用这样的形势定义了一个进行整数加法运算的add函数。如下面的代码片段所示，我们定义的函数通过内嵌于module节点的(func)节点表示。它具有一些子节点，其中(export "add") 表示将这个函数以名称“add”进行导出，这意味着加载此模块的JavaScript应用可以直接调用此函数。额外三个节点(param $x i32) (param $y i32) (result i32)定义了函数的签名，揭示了此函数包含两个Int32(i32)的输入参数，返回值（结果）的类型也是Int32(i32)。为了提供可读性，同时也方面传参方面，我们将参数进行了命名($x和$y) (module (func (export "add") (param $x i32) (param $y i32) (result i32) local.get $x local.get $y i32.add) )值得一提的是，WebAssembly仅仅支持4种数据类型，分别是32和64位的整数（i32和i64）和浮点数（f32和f64），连我们最常使用的字符串类型都不支持。由于字符串本质上就是一组字符序列，而一个字符本质上是采用某种编码的一段字节序列，所以WebAssembly中针对字符串的处理需要自行解决编解码的工作，所以直接以S-expression文本的形式编写WebAssembly程序并不容易。 上面说WebAssembly更像MSIL，还因为执行WebAssembly的VM是一个“堆栈机（Stack Machine）”,意味着它采用“压栈”的方式传递参数。而汇编面向的是真正的机器语言，是“堆栈机（Stack Machine）”和“寄存器机（Register Machine）”的结合，不仅参数传递可以采用堆栈，也可以采用寄存器。这一点可以从add函数的实现看出来，由于最终需要执行i32.add指令，我们需要在这之前调用local.get指令将两个参数压入栈中。i32.add执行后的结果也将入栈，并成为函数返回值。