为什么WebAssembly会影响每个开发者

Posted 2021-04-25 火狐

WebAssembly 是一种新的二进制执行格式，是由 Mozilla、Google、微软、苹果等大公司共同制定和推动的标准，目前已在 Firefox 52 版本中实现。WebAssembly 的主要特点是可以极大改善网页程序的性能，比 javascript 的性能更加优异，这篇文章将说明关于 WebAssembly 与 JavaScript 以及 asm.js 的对比。

JavaScript 作为 Web 平台的标准开发语言，越来越多的软件发展成了 Web 应用。在过去几年，我们看到越来越多的项目试图通过开发编译程序，将其他语言代码转化为 JavaScript，以此让开发者克服 JavaScript 自身存在的一些短板。其中一些项目专注于给编程语言增加新的功能，比如微软的 TypeScript，一些是为了加快 JavaScript 的执行速度，例如 Mozilla 的 asm.js。

在默认环境下，JavaScript 文档其实就是简单的文本文件，先是从服务器下载，然后由浏览器中的 JavaScript 引擎解析并编译，用户通过 Ajax 技术在浏览网页时可以与服务器进行通信。

虽然很多 JavaScript 框架都致力于性能优化，但是一套基于字节码的系统显然会有更快更好的性能表现。

asm.js 是一个 JavaScript 的一个严格的子集，可以被用来作为一个底层的、高效的编译器目标语言。asm.js 提供了一个类似于 C/C++ 虚拟机的抽象实现，包括一个可有效负载和存储的大型二进制堆、整型和浮点运算、高阶函数定义、函数指针等。

asm.js 的思想是使用它所规定的方法来编写 JavaScript 代码，支持 asm.js 的引擎会将代码转变为十分高效的机器码。如果你是将 C++ 代码编译为 asm.js，将在浏览器端获得极大的性能提升。

而 WebAssembly 的设计目的是文件体积很小，可以快速下载和解析。尽管 gziped minized 的 JavaScript 相比 Naive 代码已经相当紧凑。 WebAssembly 的二进制格式仍通过重新设计减小了大约10-20％的体积（比较 gzipped 大小）。

WebAssembly 更大的优势在于解析：它比 JavaScript 的解析快一个数量级，这主要归功于它能更快的分析二进制格式文件，同时在多核设备和利用 CPU 性能上更加优秀，例如散列和加密算法。

WebAssmbly 相比 asm.js 的优势主要在于性能方面：根据 WebAssembly FAQ 的描述：在移动设备上，对于很大的代码库，asm.js 仅仅解析就需要花费 20-40 秒，而 实验 显示 WebAssembly 的加载速度比 asm.js 快了20倍，这主要是因为相比解析 asm.js 代码，JavaScript 引擎破译二进制格式的速度要快得多。

WebAssembly 首先是一个类编译器，因此生成它的编译器（工具链）和运行它的 VM（浏览器端）两方面共同的表现决定了它的性能。

由于 asm.js，Emscripten 已经做了一系列工具链优化，在此基础上 Mozilla 将 Emscripten asm.js 优化器替换为了更快速的 Binaryen WebAssembly 优化器。 在优化时默认删除重复的函数，这往往会将大型编译的 C++ 代码库缩小约 5％。提高了 Relooper 算法效率，在编译循环类型时有很多帮助。

目前 WebAssembly 并不是每一个基准测试都表现优秀，还有很多需要修复和优化的问题，不过 WebAssembly 是由所有主流浏览器共同设计，我们很少看到所有主流浏览器厂商携手推出这样的项目，虽然 asm.js 也可以在本地高速运行，不过各家标准不一，有时用某一种方法实现可能在其他浏览器中会导致另外一种效果。 毕竟 asm.js 不是一个实际的标准：它只是 JavaScript 的一个非正式规范的子集。WebAssembly 可以为游戏、科学、设计、影像、视频等用途提供高素质的表现，让网页版本的画面运行起来就如同在本机上运行一样，并能加速现有的 Web app 的表现，可以预见的是它将会使人们在 Web 端的体验更好。

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