WebAssembly的今世来生

beautifulmeercat 发布于2年前
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译者:多喝热水早点睡

译文地址: https://zhuanlan.zhihu.com/p/25775032

作者: Lin Clark

英文原文: Where is WebAssembly now and what’s next?

本文是WebAssembly系列的第六篇文章,如果你没有阅读过之前的文章,建议先从这里开始阅读

在2月28日,四大主流浏览器厂商宣布WebAssembly的核心已经完成,并提供一个浏览器已经开始装载的稳定的初始版本。

它提供了一个浏览器可以运行的稳定的内核。这个内核并不包括社区计划的所有的功能,但它足以使WebAssembly快速和可用。

有了这个,开发者可以开始发布WebAssembly代码了。对于早期的浏览器版本,开发者可以上传一个asm.js版本的代码。因为asm.js是JavaScript的一个子集,任何JS引擎都可以运行它。通过Emscripten,你可以将同一个应用编译为WebAssembly和asm.js。

即使在最初的版本中,WebAssembly也可以运行很快。但是,通过修复和增加新功能可以使WebAssembly变得更快。

提升WebAssembly在浏览器中的性能

一些速度上的提升讲来自于浏览器引擎对于WebAssembly支持上的提升。浏览器厂商在独立处理这些问题。

JS和WebAssembly之间更快的函数调用

目前,在JS代码中调用WebAssembly函数比它需要的要慢,那是因为,它必须做一些所谓的“蹦床”。JIT不知道如何直接处理WebAssembly,所以它必须通过WebAssembly路由到某处。这个引擎本身是一小段代码,它设置为运行优化后的WebAssembly代码。

如果JIT知道如何处理它,他的速度将会快100倍。

如果你将一个独立的大任务传递到WebAssembly模块,你不会注意到这个性能消耗。但是如果你在WebAssembly与JS之间反复调用(就像你处理小任务似的),那么,这个性能消耗是显而易见的。

更快的加载时间

JIT必须在更快的加载时间和更快的执行时间之间进行权衡。如果你在编译和提前优化上花费很多时间,这加快了执行速度,但它减慢了启动速度。

有很多正在进行的工作去平衡前期的编译工作(确保在代码执行的时候没有Jank)。事实上,绝大部分代码并不值得花足够的时间去优化它。

由于WebAssembly不需要推测将要使用的类型,因此引擎不必担心在运行时监听类型。这为它们提供了更多的选项,例如将编译与执行并行。

此外,近期添加的JavaScript API将允许WebAssembly的流式编译。 这意味着引擎在字节仍在加载的时候就开始编译。

在火狐浏览器中,我们正在开发一个双编译系统。一个编译器将提前运行,并在代码优化方面做的相当不错。当运行代码时,另一个编译器将在后台进行优化,完全优化后的代码版本将在准备就绪时进行交换。

在规范中添加post-MVP功能

WebAssembly的目标之一就是制定小代码块和测试方式,而不是设计前面的一切。

这意味着有很多期望的功能,但并不是100%都经过深思熟虑。它们将必须通过规范的流程,所有的浏览器厂商都已经积极参与了。

这些功能称为未来功能。 我将介绍其中一小部分。

直接使用DOM

目前,没有办法与DOM交互。这意味着你不能像element.innerHTML那样在WebAssembly中更新一个节点。

相反,你必须通过JS去设置值,并将值传递回JavaScript的调用者。另一方面,可以在WebAssembly内调用JavaScript函数——JavaScript和WebAssembly函数都可以在WebAssembly模块中的引入。

无论哪种形式,通过JavaScript访问可能会比直接访问要慢。 WebAssembly的某些应用程序可能会被阻止,直到被解决。

共享内存并发

加速代码运行的一种方法是使代码的不同部分同时运行。这有时可能会造成Backfire,虽然由于线程之间通信的消耗要比一开始的任务进程更占用时间。

但是如果你可以在线程之间共享内存,它将会降低性能消耗。为此WebAssembly将使用JavaScript的新SharedFrayBuffer。一旦在浏览器中就位,工作组可以开始指定WebAssembly如何使用它们。

单指令、多数据(SIMD)

如果你阅读其他帖子或观看有关WebAssembly的讲座,您可能会听到SIMD支持。它代表单指令,多数据。 这是并行运行的另一种方式。

SIMD的使用可以获取大的数据结构,例如不同数目的向量,并且同时将相同的指令应用于不同的部分。这样,它可以大大加快各种复杂计算的游戏或VR的运行速度。

这对于一般的网络应用开发者来说并不是特别重要。但对于使用多媒体的开发人员来说非常重要,例如游戏开发者。

异常处理

许多语言像C++一样使用异常处理。但是,异常尚未指定为WebAssembly的一部分。

如果你使用Emscripten编译代码,它将模拟一些编译优化级别的异常处理。这是很慢,但你可以使用DISABLE_EXCEPTION_CATCHING标记来关闭它。

一旦在WebAssembly本地处理了异常,这种仿真就不是必需的。

其他改进

未来的某些功能不会影响性能,但会使开发人员更容易使用WebAssembly。

源码开发工具:目前,在浏览器中调试WebAssembly就像调试原始汇编。很少有开发人员可以将其源码映射到程序集。我们正在研究如何改进支持工具,以便开发人员可以调试其源码。 垃圾回收:如果您可以提前定义类型,那么您应该可以将代码转换为WebAssembly。 所以使用类似TypeScript的代码应该可以编译到WebAssembly。目前唯一的困扰是,WebAssembly不知道如何与现有的垃圾收集器(如JS引擎中内置的垃圾收集器)进行交互。这个未来功能的想法是让WebAssembly使用一组低级GC类型和操作对内置GC进行访问。 ES6模块集成:浏览器目前正在添加对使用script标签加载JavaScript模块的支持。 添加此功能后,即使URL指向WebAssembly模块,等标签也可以工作。 结语

WebAssembly的发展非常快,目前浏览器已经实现很多新功能和改进,它应该会发展的更快。

WebAssembly的今世来生

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