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WebAssembly 简介与解决的问题

什么是 WebAssembly？

WebAssembly（简称Wasm）是一种低级字节码格式，旨在成为现代Web平台的高效编译目标。它具有以下关键特性：

• 二进制格式：紧凑的二进制表示，可以快速下载和解析
• 接近原生性能：设计用于以接近原生速度执行
• 安全沙箱：在内存安全的沙盒环境中运行
• 开放标准：由W3C标准化的开放Web平台功能
• 多语言支持：可以作为C/C++/Rust等多种语言的编译目标

WebAssembly解决的问题

1. 高性能Web应用

传统JavaScript在性能密集型任务（如游戏、CAD、视频编辑等）上表现不足。WebAssembly通过以下方式解决：

// C++示例 - 计算斐波那契数列
int fib(int n) {
    if (n <= 1) return n;
    return fib(n-1) + fib(n-2);
}

编译为Wasm后，这段代码可以以接近原生速度在浏览器中运行。

2. 跨语言开发Web应用

允许开发者使用非JavaScript语言开发Web应用：

// Rust示例 - 使用wasm-bindgen
#[wasm_bindgen]
pub fn greet(name: &str) -> String {
    format!("Hello, {}!", name)
}

3. 代码复用

可以将现有代码库移植到Web，无需重写：

// C示例 - 图像处理库
void process_image(uint8_t* pixels, int width, int height) {
    // 图像处理逻辑
}

4. 渐进式Web应用增强

与JavaScript协同工作，加速关键路径：

// JavaScript加载和使用Wasm模块
WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('module.wasm'))
  .then(obj => {
    const result = obj.instance.exports.compute(42);
    console.log(result);
  });

WebAssembly架构

1. 模块：编译后的Wasm代码单元
2. 内存：线性内存空间
3. 表格：函数引用表
4. 实例：模块的运行实例

使用场景

• 游戏引擎（Unity、Unreal）
• 多媒体处理（FFmpeg）
• 科学计算
• CAD应用
• 区块链智能合约

WebAssembly扩展了Web平台的能力边界，使Web应用能够处理以前只能在桌面应用中实现的复杂任务。