WebAssembly dan JavaScript: Tajamkan Apl Web Anda dengan Duo Berkuasa Ini

WebAssembly dan JavaScript yang bekerjasama adalah seperti mempunyai enjin supercharged untuk aplikasi web anda. Ia merupakan pengubah permainan yang membolehkan kami membawa kuasa bahasa seperti C dan Rust ke penyemak imbas, sambil mengekalkan semua fleksibiliti JavaScript.

Saya telah bereksperimen dengan kombo ini untuk seketika sekarang, dan saya sentiasa kagum dengan apa yang boleh kita capai. Mari kita mendalami cara semuanya berfungsi dan sebab ia sangat mengujakan.

Pertama sekali, WebAssembly (sering dipanggil Wasm) ialah bahasa peringkat rendah yang berjalan pada kelajuan hampir asli dalam penyemak imbas. Ia bukan bertujuan untuk menggantikan JavaScript, tetapi untuk melengkapkannya. Anggap ia sebagai sidekick pengecas turbo untuk JavaScript, mengendalikan pengangkatan berat apabila anda memerlukan kuasa pemprosesan mentah.

Keindahan WebAssembly ialah ia tidak terhad kepada mana-mana bahasa pengaturcaraan tertentu. Anda boleh menulis kod anda dalam C , Rust, atau juga bahasa seperti Go, dan kemudian menyusunnya ke WebAssembly. Ini membuka peluang dunia yang baharu untuk pembangunan web.

Sekarang, anda mungkin tertanya-tanya bagaimana WebAssembly dan JavaScript sebenarnya berfungsi bersama. Ia sangat mengejutkan. JavaScript boleh memuatkan dan menjalankan modul WebAssembly, dan fungsi WebAssembly boleh dipanggil daripada JavaScript sama seperti fungsi lain.

Mari kita lihat contoh mudah. Katakan kami mempunyai fungsi intensif pengiraan yang ditulis dalam C yang ingin kami gunakan dalam apl web kami. Kami boleh menyusunnya ke WebAssembly dan kemudian memanggilnya daripada JavaScript seperti ini:

// Load the WebAssembly module
WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('my_module.wasm'))
  .then(result => {
    const { memory, heavyComputation } = result.instance.exports;

    // Call the WebAssembly function
    const result = heavyComputation(10, 20);
    console.log(result);
  });

Dalam contoh ini, kami memuatkan modul WebAssembly dan memanggil fungsi bernama heavyComputation yang mengambil dua parameter. Dari sisi JavaScript, ia kelihatan seperti memanggil mana-mana fungsi lain.

Tetapi di sinilah ia menjadi sangat menarik. WebAssembly dan JavaScript boleh berkongsi memori, yang bermaksud kita boleh menghantar sejumlah besar data antara mereka tanpa overhed untuk menyalin. Ini sangat besar untuk aplikasi kritikal prestasi.

Sebagai contoh, jika kami bekerja dengan pemprosesan imej, kami boleh meminta JavaScript mengendalikan UI dan interaksi pengguna, manakala WebAssembly melakukan tugas berat untuk memanipulasi data piksel. Kami boleh menghantar data imej ke WebAssembly, memprosesnya, dan kemudian memaparkan hasilnya dalam JavaScript, semuanya tanpa sebarang pemindahan data yang mahal.

Berikut ialah contoh yang lebih kompleks yang menunjukkan jenis perkongsian memori ini:

// Allocate shared memory
const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 10, maximum: 100 });

// Load the WebAssembly module
WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('image_processor.wasm'), { env: { memory } })
  .then(result => {
    const { processImage } = result.instance.exports;

    // Get image data from a canvas
    const canvas = document.getElementById('myCanvas');
    const ctx = canvas.getContext('2d');
    const imageData = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);

    // Copy image data to shared memory
    new Uint8Array(memory.buffer).set(imageData.data);

    // Process the image in WebAssembly
    processImage(0, imageData.width, imageData.height);

    // Get the processed data back
    const processedData = new Uint8ClampedArray(memory.buffer, 0, imageData.data.length);
    const processedImageData = new ImageData(processedData, imageData.width, imageData.height);

    // Render the processed image
    ctx.putImageData(processedImageData, 0, 0);
  });

Contoh ini menunjukkan cara kita boleh berkongsi memori antara JavaScript dan WebAssembly untuk pemprosesan imej yang cekap. Kami memperuntukkan memori yang dikongsi, menghantar data imej ke WebAssembly, memprosesnya, dan kemudian memberikan hasilnya semula dalam JavaScript.

Salah satu cabaran apabila bekerja dengan WebAssembly dan JavaScript ialah mengurus jenis data yang berbeza. JavaScript ditaip secara dinamik, manakala WebAssembly menggunakan sistem jenis statik. Ini bermakna kita perlu berhati-hati tentang cara kita menghantar data antara kedua-duanya.

Untuk jenis mudah seperti nombor, ia adalah mudah. Tetapi untuk struktur data yang lebih kompleks, kita selalunya perlu mensiri dan menyahsiri data. Perpustakaan seperti emscripten untuk C atau wasm-bindgen untuk Rust boleh membantu dengan ini, menghasilkan kod gam yang diperlukan untuk menjadikan semuanya berfungsi dengan lancar.

Perkara lain yang perlu diingat ialah fungsi WebAssembly adalah segerak. Jika anda sudah biasa dengan sifat tak segerak JavaScript, ini mungkin memerlukan sedikit masa untuk membiasakan diri. Untuk pengiraan yang berjalan lama, anda mungkin perlu memecahkannya kepada bahagian yang lebih kecil atau menggunakan Pekerja Web untuk mengelak daripada menyekat urutan utama.

Bercakap tentang Pekerja Web, mereka adalah cara yang bagus untuk menjalankan kod WebAssembly tanpa menjejaskan responsif UI anda. Anda boleh memuatkan pengiraan berat kepada pekerja, memastikan urutan utama anda bebas untuk interaksi pengguna.

Berikut ialah contoh pantas menggunakan WebAssembly dalam Pekerja Web:

// Load the WebAssembly module
WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('my_module.wasm'))
  .then(result => {
    const { memory, heavyComputation } = result.instance.exports;

    // Call the WebAssembly function
    const result = heavyComputation(10, 20);
    console.log(result);
  });

Persediaan ini membolehkan anda menjalankan kod WebAssembly intensif pengiraan tanpa membekukan UI anda.

Sekarang, anda mungkin tertanya-tanya bilakah anda harus menggunakan WebAssembly dan bukannya hanya menggunakan JavaScript. Ia tidak selalu keputusan yang jelas. WebAssembly bersinar dalam senario yang memerlukan pengiraan berat, seperti enjin permainan, pemprosesan audio atau video, kriptografi atau simulasi yang kompleks.

Tetapi ia bukan hanya mengenai prestasi mentah. WebAssembly juga membolehkan anda membawa pangkalan kod sedia ada yang ditulis dalam bahasa seperti C atau Rust ke web. Ini boleh menjadi penjimat masa yang besar jika anda mempunyai banyak kod yang diuji pertempuran yang anda mahu gunakan semula dalam konteks web.

Walau bagaimanapun, WebAssembly bukanlah peluru perak. Bagi kebanyakan aplikasi web, terutamanya yang lebih tertumpu pada manipulasi DOM atau permintaan rangkaian, JavaScript biasa selalunya masih menjadi pilihan terbaik. Kuncinya ialah menggunakan WebAssembly di mana ia masuk akal, sebagai sebahagian daripada pendekatan hibrid yang memanfaatkan kekuatan kedua-dua teknologi.

Apabila anda membina aplikasi WebAssembly dan JavaScript hibrid, terdapat beberapa amalan terbaik yang perlu diingat. Pertama, profilkan kod anda untuk mengenal pasti kesesakan sebenar. Jangan anggap mengalihkan sesuatu ke WebAssembly secara automatik akan menjadikannya lebih pantas.

Kedua, berhati-hati tentang overhed melintasi sempadan JavaScript-WebAssembly. Jika anda memanggil fungsi WebAssembly dalam gelung yang ketat, kos panggilan ini boleh ditambah. Kadangkala adalah lebih baik untuk menjalankan operasi kumpulan atau mereka bentuk semula antara muka anda untuk meminimumkan lintasan ini.

Ketiga, manfaatkan model taip statik dan memori WebAssembly untuk kod kritikal prestasi. Sebagai contoh, anda boleh menggunakan tatasusunan ditaip dalam JavaScript untuk menghantar sejumlah besar data berangka ke WebAssembly dengan cekap.

Akhir sekali, pertimbangkan untuk menggunakan rantai alat atau rangka kerja peringkat lebih tinggi yang menyokong WebAssembly. Alat seperti Emscripten untuk C atau wasm-pack untuk Rust boleh mengendalikan banyak butiran peringkat rendah untuk anda, menjadikannya lebih mudah untuk memfokus pada logik aplikasi anda.

Sambil kita melihat ke masa hadapan, penyepaduan antara WebAssembly dan JavaScript hanya akan menjadi lebih ketat. Terdapat cadangan dalam usaha untuk mendapatkan akses DOM yang lebih baik daripada WebAssembly, sokongan pengumpulan sampah dan juga keupayaan untuk menggunakan modul WebAssembly sebagai modul ES.

Perkembangan ini menjanjikan untuk memudahkan lagi membina aplikasi web berprestasi tinggi yang menggabungkan WebAssembly dan JavaScript dengan lancar. Kami sedang menuju ke dunia di mana kami benar-benar boleh memiliki yang terbaik dari kedua-dua dunia: prestasi kod asli dengan kefleksibelan dan kemudahan penggunaan teknologi web.

Kesimpulannya, kesalingoperasian antara WebAssembly dan JavaScript membuka kemungkinan baharu yang menarik untuk pembangunan web. Ia membolehkan kami menolak sempadan perkara yang mungkin dalam penyemak imbas, membawa prestasi kelas desktop kepada aplikasi web.

Dengan memahami cara teknologi ini berfungsi bersama dan mengikut amalan terbaik, kami boleh mencipta aplikasi hibrid yang berkuasa dan mesra pengguna. Sama ada anda sedang membina permainan 3D yang kompleks, alat visualisasi data atau hanya cuba mengoptimumkan bahagian kritikal prestasi apl web anda, gabungan WebAssembly dan JavaScript memberikan anda alatan yang anda perlukan untuk berjaya.

Jadi jangan takut untuk bereksperimen dengan duo yang berkuasa ini. Mulakan secara kecil-kecilan, mungkin dengan mengoptimumkan satu fungsi, dan secara beransur-ansur mengembangkan penggunaan WebAssembly anda apabila anda menjadi lebih selesa dengannya. Platform web sedang berkembang, dan dengan menerima teknologi baharu ini, kami boleh mencipta aplikasi web generasi seterusnya yang lebih pantas, lebih berkebolehan dan lebih menarik berbanding sebelum ini.

---

Ciptaan Kami

Pastikan anda melihat ciptaan kami:

Pusat Pelabur | Hidup Pintar | Epos & Gema | Misteri Membingungkan | Hindutva | Pembangunan Elit | Sekolah JS

---

Kami berada di Medium

Tech Koala Insights | Dunia Epok & Gema | Medium Pusat Pelabur | Medium Misteri Membingungkan | Sains & Zaman Sederhana | Hindutva Moden

Atas ialah kandungan terperinci WebAssembly dan JavaScript: Tajamkan Apl Web Anda dengan Duo Berkuasa Ini. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!