Komponenten von WebAssembly

Hey Leute,

Dieser Beitrag setzt unsere mehrteilige Serie zu WebAssembly fort. Sehen Sie sich die anderen Teile hier an.

Da wir nun die Grundlagen von WebAssembly verstanden haben, wollen wir seine Architektur erkunden. Zu den Schlüsselkomponenten gehören:

1. Module
2. Ausführungsumgebung
3. Stapelmaschine
4. Speicher
5. Tabellen

WebAssembly-Module

Ein WebAssembly-Modul ist eine kompilierte Codeeinheit, die Funktionen, Speicher, Tabellen und andere für die Ausführung benötigte Ressourcen enthält. Jedes Modul ist in sich geschlossen und unabhängig instanziierbar. Es handelt sich im Wesentlichen um eine .wasm-Datei. Module unterstützen den Import und Export von Funktionen und Speicher und ermöglichen so eine modulare Programmierung und Integration mit anderen Webtechnologien.

WebAssembly-Ausführungsumgebung

WebAssembly läuft in einer sicheren, isolierten Sandbox-Umgebung innerhalb eines Hosts (wie einem Browser oder Node.js). Diese Umgebung schränkt den Zugriff auf das Hostsystem ein und erhöht so die Sicherheit. Der Zugriff auf Ressourcen erfordert explizite Anfragen. Die Ausführungsumgebung umfasst eine WebAssembly-Laufzeit, die das Laden von Modulen, die Überprüfung, den Speicher und die Befehlsausführung verwaltet.

Stapelmaschine

WebAssembly verwendet eine stapelbasierte virtuelle Maschine. Anweisungen manipulieren Daten auf einem Stapel. Hier ist ein einfaches Beispiel:

<code>(
    func $add(param $a i32) (param $b i32) (result i32)
        local.get $a
        local.get $b

        i32.add
)</code>

Diese Funktion fügt zwei 32-Bit-Ganzzahlen hinzu. Die Ausführungsschritte der Stapelmaschine sind:

1. Leerer Stapel.
2. Schieben Sie $a auf den Stapel.
3. Schieben Sie $b auf den Stapel.
4. Pop $a und $b, füge sie hinzu.
5. Schieben Sie das Ergebnis auf den Stapel (dies ist der Rückgabewert).

Speicher

Das lineare Speichermodell von WebAssembly ist ein zusammenhängendes, erweiterbares Byte-Array – der HEAP für WebAssembly-Programme. Es ist durch Byte-Offsets indiziert und ermöglicht so den direkten Zugriff auf bestimmte Speicherorte.

Zum Beispiel das Speichern von zwei 8-Bit-Zahlen (10 und 16) an den Adressen 0 bzw. 1:

• 10 – Adresse 0
• 16 – Adresse 1

Auf Daten kann über verschiedene Bitansichten zugegriffen werden. Konsistenz ist der Schlüssel zur Vermeidung von Konflikten. JavaScript greift über die WebAssembly.Memory-Schnittstelle auf den Speicher zu. Zum Beispiel:

<code class="language-javascript">const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 10, maximum: 100 });</code>

Dadurch werden (mindestens) 640 KB Speicher zugewiesen (1 Seite = 64 KB). Shared Memory ermöglicht Multithread-Zugriff. setValue(ptr, value, type) und getValue(ptr, type) vereinfachen das Einstellen und Abrufen von Werten.

Hier ist ein C/JavaScript-Beispiel, das die Speicherinteraktion veranschaulicht:

<code>(
    func $add(param $a i32) (param $b i32) (result i32)
        local.get $a
        local.get $b

        i32.add
)</code>

<code class="language-javascript">const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 10, maximum: 100 });</code>

Denken Sie daran, den Speicher mit _free freizugeben, um Lecks zu verhindern. Module können auch ihren eigenen Speicher definieren.

Tabellen

WebAssembly-Tabellen sind separate Speichersegmente, die Funktionsreferenzen speichern und dynamische Funktionsaufrufe ermöglichen. Dies ermöglicht den Aufruf von Funktionen zur Laufzeit ohne vorherige Kenntnis ihrer Namen und stattdessen die Verwendung von Indizes. Dies ist entscheidend für Szenarien wie das Laden von Spiel-Plugins mit unbekannten Funktionen.

Fazit

Diese Übersicht behandelt die Kernkomponenten von WebAssembly. Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Ressourcen:

• WASM-Tutorial von Marco Selvatici
• WebAssembly-Dokumentation von MDN
• WASM durch Beispiel

Als nächstes bauen wir einige praktische Projekte!

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonKomponenten von WebAssembly. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!