Node.js 与 WebAssembly

WebAssembly 是一种高性能的、类似汇编的语言，可以从各种语言编译而来，包括 C/C++、Rust 和 AssemblyScript。目前，它已被 Chrome、Firefox、Safari、Edge 和 Node.js 所支持！

WebAssembly 规范详细说明了两种文件格式：一种是二进制格式，称为 WebAssembly 模块，带有 .wasm 扩展名；另一种是相应的文本表示形式，称为 WebAssembly 文本格式，带有 .wat 扩展名。

关键概念

• Module（模块）- 一个已编译的 WebAssembly 二进制文件，即一个 .wasm 文件。
• Memory（内存）- 一个可调整大小的 ArrayBuffer。
• Table（表）- 一个可调整大小的类型化引用数组，不存储在 Memory 中。
• Instance（实例）- 一个 Module 的实例化，包含其 Memory、Table 和变量。

为了使用 WebAssembly，你需要一个 .wasm 二进制文件和一组用于与 WebAssembly 通信的 API。Node.js 通过全局 WebAssembly 对象提供了必要的 API。

console.log(WebAssembly)
/*
Object [WebAssembly] {
  compile: [Function: compile],
  validate: [Function: validate],
  instantiate: [Function: instantiate]
}
*/

生成 WebAssembly 模块

有多种方法可以生成 WebAssembly 二进制文件，包括：

• 手动编写 WebAssembly (.wat) 并使用 wabt 等工具将其转换为二进制格式。
• 将 emscripten 与 C/C++ 应用程序一起使用
• 将 wasm-pack 与 Rust 应用程序一起使用
• 如果你更喜欢类似 TypeScript 的体验，可以使用 AssemblyScript

TIP

其中一些工具不仅生成二进制文件，还生成 JavaScript "胶水" 代码和相应的 HTML 文件，以便在浏览器中运行。

如何使用它

一旦你拥有了一个 WebAssembly 模块，你就可以使用 Node.js 的 WebAssembly 对象来实例化它。

const fs = require('node:fs')
const wasmBuffer = fs.readFileSync('/path/to/add.wasm')
WebAssembly.instantiate(wasmBuffer).then(wasmModule => {
  // 导出的函数存在于 instance.exports 下
  const { add } = wasmModule.instance.exports
  const sum = add(5, 6)
  console.log(sum) // 输出: 11
})

与操作系统交互

WebAssembly 模块本身无法直接访问操作系统功能。第三方工具 Wasmtime 可用于访问此功能。Wasmtime 利用 WASI API 来访问操作系统功能。

资源

• WebAssembly 通用信息
• MDN 文档
• 手动编写 WebAssembly