WebAssembly (Wasm): フロントエンド開発者のための強力なツール

しばらく前に WebAssembly (Wasm) に出会い、興味をそそられました。パフォーマンスの面で、Web 開発のゲームを完全に台無しにしてしまうと思われるテクノロジの 1 つです。読めば読むほど、フロントエンド開発者にとって素晴らしい内容であることがわかりました。 Wasm を使用すると、ネイティブ アプリとほぼ同じように、ブラウザーで高性能コードを直接実行できます。

3D ゲーム、画像エディター、計算処理の多いダッシュボードなどの高性能 Web アプリケーションを構築していると想像してください。アプリは高速かつ流動的で、あらゆる種類の複雑な処理を速度を落とさずに実行できる必要があります。しかし、JavaScript でできることには限界があります。どれだけ最適化しても、JavaScript では高速に実行できないコードが存在する可能性があります。
ようこそ Web アセンブリ (Wasm) – このクールな技術を使用すると、ネイティブ アプリで行うのとほぼ同じように、ブラウザー内で高性能コードを実行できるようになります。

WebAssembly に関する話は非常に伝染すると思うので、皆さんも WebAssembly について興奮できるようにいくつかの説明をまとめることにしました!

この投稿では、WebAssembly とは何か、WebAssembly が JavaScript とどのようにやり取りして Web アプリケーションをより高速かつ効率的にするかを学びます。 WebAssembly が私たちのプロジェクトに何を用意しているかを見てみましょう。

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Web アセンブリとは – 簡単に言うと!

それでは、WebAssembly または Wasm とは実際には何でしょうか?これは基本的に JavaScript の強化されたコンパニオンです。 WebAssembly は、ブラウザーでネイティブに近い速度で実行される低レベルのバイナリ形式です。これは、JavaScript だけではうまく処理できないような、計算量の多い処理のために構築されています。

最も良い点は、WebAssembly が特定のプログラミング言語に関連付けられていないことです。これは言語に依存しないプラットフォームであり、C、C、Rust などの言語のコードをブラウザーで直接実行できます。開発者はついに、他の言語から高パフォーマンスのコードを取得し、それを WebAssembly にコンパイルして、Web 上で JavaScript と一緒に使用できるようになります。

例:

あなたが車を作っているところを想像してみてください。 JavaScript は、ホイールの取り付けやボディの塗装など、一般的な作業を行うメカニックです。 WebAssembly は、フレームの重労働や詳細な溶接をすべて行う特殊なロボットです。これらを組み合わせることで、迅速かつ効率的な自動車製造プロセスが実現します。

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WebAssembly がフロントエンド開発のゲームチェンジャーである理由

WebAssembly にはいくつかの利点があり、高いパフォーマンスを目指すフロントエンド開発者にとって特に便利です。 Wasm が開発コミュニティにとって非常に重要な追加である理由は次のとおりです:

驚異的な高速パフォーマンス

Wasm コードはネイティブ アプリケーションとほぼ同じ速度で実行されるため、パフォーマンスを重視するタスクに使用できます。画像エディターを構築している場合、Wasm はサイズ変更、色調整、フィルターの適用などのリアルタイムの画像処理を簡単に処理し、JavaScript に UI を処理させることができます。

ブラウザ間で一貫性があります

すべての主要なブラウザは、WebAssembly (Chrome、Firefox、Safari、Edge) をサポートしています。つまり、ユーザーがどこにいても、Wasm コードは同様に実行されます。したがって、アプリのパフォーマンスが一貫して高速であることが保証されています。

その他の言語の選択肢

WebAssembly を使用すると、JavaScript に限定されません。パフォーマンスとメモリ効率で知られる C や Rust などの他の言語を導入することもできます。これは、スピードが重要なプロジェクト、または既存のコードベースを再利用したい場合に最適です。

リソース使用量の最適化

WebAssembly は低メモリで開発されています。これにより、モバイルなどのリソースが限られたデバイスに適しています。最新のアプリケーションはあらゆる種類のデバイスで実行されることが期待されているため、これは非常に重要です。

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WebAssembly をいつ使用する必要がありますか?

すべての Web プロジェクトに WebAssembly が必要なわけではありません。フォーム検証、基本的な対話性、DOM 操作など、多くの点で JavaScript は依然として十分な機能を備えています...しかし、より高速に処理する必要がある場合、または特に大量のデータを扱う場合は、Wasm があなたの命を救ってくれるかもしれません:

グラフィックスを多用するアプリ: 3D レンダリングを必要とするアプリケーション (Web ベースのゲームやシミュレーションなど)

リアルタイム データ処理: 高速計算を必要とするアプリケーション (財務/科学分析ツールなど)

Web 上のレガシー コード: C または Rust で書かれた既存のコードがある場合、WebAssembly を使用すると、完全に書き直すことなく、そのコードを Web に公開できます。

例: ブラウザでの物理シミュレーションの実行

ユーザーが力、速度、重力を操作できる物理シミュレーション アプリを作成しているとします。これらの計算をすべて JavaScript で実行すると、ブラウザーが対応できない可能性があります。一方、WebAssembly を使用すると、負荷の高い計算を別の場所で実行し、スムーズなアニメーションとリアルタイムの応答を保証できます。

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簡単な例を見て、WebAssembly が JavaScript とどのように連携できるかを見てみましょう。フィボナッチ数列を計算する関数を C で作成し (大きな数値を処理するとパフォーマンスに大きな負荷がかかるタスク)、それを JavaScript から呼び出します。

ステップ 1: C で関数を作成する
まず、fibonacci.c:

という名前のファイルを作成します。

ステップ 2: C コードを WebAssembly にコンパイルします
C を WebAssembly にコンパイルするには、C/C コードを Wasm に変換するツールである Emscripten が必要です。 Emscripten をインストールした後、次のコマンドを使用します:

このコマンドは 2 つのファイルを生成します:

fibonacci.wasm: WebAssembly バイナリ。
fibonacci.js: WebAssembly モジュールをロードするための JavaScript ファイル。

ステップ 3: JavaScript で WebAssembly を使用する
次に、WebAssembly コードをロードして実行するための HTML ファイルを作成します。

ブラウザでこのファイルを開いてボタンをクリックすると、WebAssembly は JavaScript に負担をかけずに高効率でフィボナッチ数列を計算します。

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WebAssembly と JavaScript: 完璧なチーム

WebAssembly は、JavaScript の代替ではなく、それを補完するものとして設計されました。これらは連携して最も効果的に機能します。Wasm は負荷の高い計算処理を行い、JavaScript はユーザー インターフェイス ロジックとブラウザーの操作を処理します。

シナリオ例: データの視覚化

非常に大規模なデータセットを操作する必要があるデータ視覚化アプリを構築していると想像してください。 WebAssembly は、コードのデータ処理やその他のパフォーマンスに敏感な数値処理の部分を処理できますが、JavaScript はグラフやチャートのレンダリングなどに引き続き使用できるため、パフォーマンスと対話性のバランスが取れています。

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WebAssembly の実世界のアプリケーション

Figma: デザイン ツール Figma は、WebAssembly を使用して複雑なベクター グラフィック操作を実行します。これにより、ネイティブ デスクトップ アプリケーションを使用しているかのように、高速で流動的なユーザー インターフェイスが保証されます。

Autodesk AutoCAD: Autodesk は、Web 上の強力な CAD ソフトウェアに WebAssembly を使用しており、エンジニアはインストールすることなくブラウザで設計ツールを直接使用できます。

Google Earth: Google Earth では、WebAssembly を利用して 3D 画像や地図データをレンダリングし、ユーザーがブラウザーでスムーズに地球を探索できるようにします。

これらは、ブラウザーでデスクトップ グレードのパフォーマンスを実現する WebAssembly の機能を示しており、これにより、これまで Web アプリケーションでは不可能だった機能が可能になります。

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結論: WebAssembly が Web 開発の未来である理由

WebAssembly は、私たちが知っている Web に革命を起こそうとしています。ブラウザーでネイティブに近いパフォーマンスを可能にすることで、これまでネイティブ デスクトップ プラットフォームに制限されていたような野心的なアプリケーションやエクスペリエンスを最終的に構築できるようになります。

フロントエンド開発者にとって、WebAssembly は、js だけで可能なものよりも優れたパフォーマンスを発揮するアプリケーションのラングリングを開始する機会を提供します。ゲームを作成している場合でも、データの視覚化を行っている場合でも、あるいは単に既存のプロジェクトを高速化しようとしている場合でも、JavaScript は JavaScript と適切に動作し、ネイティブに近い実行感覚を与えます。

まずは、アプリに対して Wasm でパフォーマンス重視の作業を実行し、それが適切な機能かどうかを確認してください。そうかも知れません！

以上がWebAssembly (Wasm): フロントエンド開発者のための強力なツールの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。