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带大家了解下 WebAssembly 和 JavaScript 的应用和比较

作者:Terry2024.07.03来源:Web前端之家浏览:594评论:0

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WebAssembly 和 JavaScript 是现代 Web 开发中的两项关键技术,它们各自具有独特的优势和应用。本文对 WebAssembly 和 JavaScript 进行了比较,考察了它们的性能、可移植性、易用性、安全性和社区支持。此外,本文还探讨了最新的趋势和创新,帮助您了解不断发展的 Web 开发格局。在本文结束时,您将清楚地了解每种技术的优势场景以及如何在您的 Web 开发项目中利用它们的功能。


WebAssembly 与 JavaScript:正面比较


表现

WebAssembly (Wasm) 在某些任务上的表现通常优于 JavaScript,因为它采用二进制指令格式,可以在现代 Web 浏览器中实现接近原生的速度执行。Wasm 的这种低级特性使浏览器引擎能够高效执行,这使其特别有利于执行性能密集型任务,例如数字运算、数据处理和游戏渲染。尽管 Wasm 具有速度优势,但它旨在补充而不是取代 JavaScript。JavaScript 仍然是 Web 开发的主导语言,因为它易于使用、灵活且生态系统广泛,而 WebAssembly 则可用于需要增强性能的任务。

可移植性和兼容性

Wasm 和 JavaScript 都具有高度可移植性,可在所有主流浏览器和平台上运行。

Wasm 具有独特的优势:它支持多种编程语言。您可以用 C、C++、Rust 等编写代码,编译为 Wasm,然后在 Web 上运行。这为更多开发人员打开了大门,并允许从其他环境重用代码。

另一方面,JavaScript 得到了普遍支持,并拥有庞大的框架和库生态系统,使其成为大多数 Web 项目的默认语言。

使用方便

JavaScript 的学习难度低,且具有动态特性,因此非常适合初学者使用。JavaScript 拥有丰富的文档和活跃的社区,易于理解且效率高。工具和框架比比皆是,简化了开发过程。

WebAssembly 虽然功能强大,但更复杂。它需要了解 C++ 或 Rust 等语言,并了解编译过程。它的生态系统也仍在成熟,提供的资源比 JavaScript 少。

安全

Wasm 和 JavaScript 都在沙盒环境中运行,保护主机系统。但是,如果处理不当,JavaScript 的动态特性可能会导致跨站点脚本 (XSS) 等漏洞。Wasm 的二进制格式和结构使其更能抵御某些攻击,例如代码注入。但与任何技术一样,最佳实践对于确保安全至关重要。

社区和生态系统

JavaScript 社区非常庞大,拥有数百万开发人员和成熟的库、框架和工具生态系统。Stack Overflow、GitHub 和众多在线课程等资源提供了充足的支持。

WebAssembly 的社区规模虽然较小,但发展迅速。字节码联盟等组织正在通过新工具和库扩展生态系统,随着越来越多的公司采用 Wasm 来开发高性能应用程序,预计这一趋势将持续下去。

WebAssembly 和 JavaScript 的趋势

采用和使用

WebAssembly 将在 2024 年掀起波澜,采用率比去年增长了 23%。游戏、金融和医疗保健等行业正在使用 Wasm 构建需要实时处理的高性能 Web 应用程序。

与此同时,JavaScript 仍然是 Web 开发的主力,超过 60% 的开发人员经常使用它。它的多功能性和广泛的生态系统使其成为各种应用程序不可或缺的语言。

创新和更新

WebAssembly 度过了重要的一年。WebAssembly系统接口 (WASI)现在让在浏览器之外运行 Wasm 变得更加容易,从而开辟了服务器端应用程序和 IoT 设备等新用例。WebAssembly 组件模型也得到了改进,使 Wasm 模块的模块化和重用更加高效。

JavaScript 随着新的 ECMAScript 提案不断发展。2024 年,增强的模式匹配、更好的异步编程功能和改进的模块化等功能已实现标准化。这些更新旨在使 JavaScript 更加强大和通用,解决常见的开发人员痛点。

工具和框架

WebAssembly 的工具已经取得了长足的进步。Wasmtime 和 Wasmer 等项目简化了在服务器上运行 Wasm 的过程,而 wasm-pack 等工具则使将 Wasm 集成到 Web 应用程序中变得更加容易。字节码联盟正在积极开发新的库和工具来支持 Wasm 开发。

React、Vue 和 Angular 等 JavaScript 框架不断改进,更新侧重于性能、开发人员体验和现代 Web 标准集成。新的框架和工具不断涌现,展示了 JavaScript 生态系统的动态特性。

现实世界的成功故事

许多公司都从 WebAssembly 中获益匪浅。AutoDesk已使用 Wasm来提升其 CAD 工具的性能,从而提供更快、响应更灵敏的用户体验。金融机构正在利用 Wasm 进行实时复杂计算,从而提高其交易平台的速度和准确性。

JavaScript 仍然是 Web 开发领域的强大引擎。Airbnb 和 Netflix 等公司都依赖 JavaScript 来构建流畅、交互式的前端界面。JavaScript 的多功能性使这些公司能够快速迭代和部署新功能,从而保持竞争优势。

示例代码

WebAssembly 示例:一个简单的加法函数

此示例展示了如何将 WebAssembly 与 Rust 和 JavaScript 结合使用来执行两个数字的简单加法。

1.Rust 代码(src/lib.rs)

// src/lib.rs
#[no_mangle]
pub extern "C" fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

简单解释一下:

  • #[no_mangle]。此属性告诉 Rust 编译器不要改变函数的名称,确保它可以从其他语言或环境中调用。

  • pub extern "C" fn add(a: i32, b: i32) -> i32。这定义了一个具有 C 链接的公共函数,可以从 JavaScript 或任何其他可以与 WebAssembly 交互的语言调用。该函数接受两个i32(32 位整数)参数并返回它们的和。

2. 编译为 WebAssembly

rustup target add wasm32-unknown-unknown
cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release
  • rustup target add wasm32-unknown-unknown. 将 WebAssembly 目标添加到您的 Rust 工具链。

  • cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release. 在发布模式下将 Rust 代码编译为 WebAssembly,生成文件.wasm

3.JavaScript 集成

async function loadWasm() {
    const response = await fetch('path/to/your.wasm');
    const buffer = await response.arrayBuffer();
    const { instance } = await WebAssembly.instantiate(buffer);
    console.log(instance.exports.add(2, 3)); // Output: 5
}
loadWasm();

简单解释一下:

  1. 获取 WebAssembly 文件。这部分代码.wasm从 Web 服务器获取我们创建的文件。

  2. 使用 WebAssembly 函数:

    • response.arrayBuffer(). 准备可供使用的 WebAssembly 文件。

    • WebAssembly.instantiate(buffer). 加载 WebAssembly 文件,以便我们可以使用它的功能。

    • instance.exports.add(2, 3).add使用数字2和从 WebAssembly 文件中调用函数3,并打印结果(5)。

代码放在哪里:

  • Rust 代码lib.rs。将其保存在Rust 项目文件夹中的文件中src

  • 编译命令. 在终端中运行编译命令。

  • JavaScript 代码。将其保存在.JavaScript文件中,例如loadWasm.JavaScript,并将其链接到您的 HTML 文件中。

JavaScript 示例:从 API 获取数据

此示例演示如何使用 JavaScript 从在线服务(API)获取数据并将其显示在网页上。

HTML(索引.html):

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Fetch API Example</title>
</head>
<body>
    <div id="data"></div>
    <script src="app.JavaScript"></script>
</body>
</html>

JavaScript (应用程序.JavaScript):

async function fetchData() {
    const response = await fetch('https://api.example.com/data');
    const data = await response.JavaScripton();
    document.getElementById('data').innerText = JavaScriptON.stringify(data, null, 2);
}
fetchData();

简单解释一下:

  1. HTML 结构。HTML 文件设置了一个简单的网页,其中有一个部分 ( &lt;div id="data">&lt;/div>) 用于显示获取的数据。它还包括 JavaScript 文件 ( app.JavaScript)。

  2. 使用 JavaScript 获取数据。

    • fetch('https://api.example.com/data')。这一行告诉浏览器从一个在线地址(API)请求数据。

    • await response.JavaScripton(). 将接收到的数据转换为我们可以轻松处理的格式(JavaScriptON)。

    • document.getElementById('data').innerText = JavaScriptON.stringify(data, null, 2). 在网页上显示获取的数据,格式很好。

代码放在哪里:

  • HTML 文件。将此代码保存在名为 的文件中index.html

  • JavaScript 文件。将 JavaScript 代码保存在名为的文件中app.JavaScript,并确保它链接到 HTML 文件中,如图所示。

概括

  • WebAssembly 示例。展示如何使用 Rust 和 WebAssembly 将两个数字相加,然后在带有 JavaScript 的网页中使用此函数。

  • JavaScript 示例。演示如何从 API 获取数据并将其显示在网页上。

这两个例子说明了如何使用现代 Web 开发技术将强大的功能集成到您的 Web 项目中。

WebAssembly 与 JavaScript:优点和缺点

WebAssembly 的优点

1. 超快的性能

Wasm 最显著的优势是其出色的速度。它以接近原生的速度执行代码,使其成为游戏、3D 渲染、图像/视频处理和科学模拟等计算密集型任务的理想选择。这种性能提升是通过多种因素实现的,包括:

  • 提前 (AOT) 编译。Wasm 代码在到达浏览器之前进行编译,与 JavaScript 的即时 (JIT) 编译相比,执行速度更快。

  • 静态类型。Wasm 的静态类型系统允许在编译期间进行积极的代码优化,从而进一步提高性能。

  • 直接访问硬件。Wasm 提供了一个低级虚拟机,允许开发人员利用 SIMD(单指令、多数据)指令等硬件功能,充分发挥现代处理器的潜力。

2. 多语言编程

Wasm 并不局限于单一的编程语言。它支持多种语言,包括 C、C++、Rust、Go 等。这种灵活性使开发人员能够利用他们现有的技能组合并选择最适合其项目需求的语言。

3. 增强安全性

Wasm 在沙盒环境中运行,与 JavaScript 相比,它提供了额外的安全层。这种隔离有助于防止恶意代码访问敏感数据或危害系统资源。

WebAssembly 的缺点

1. 生态系统有限

尽管 Wasm 越来越受欢迎,但与 JavaScript 相比,其生态系统仍然相对年轻。专门为 Wasm 设计的库、框架和工具数量有限,这可能需要开发人员付出更多努力。

2. 学习难度更高

使用 Wasm 通常涉及处理内存管理和编译等低级概念,这对于习惯于高级语言的开发人员来说可能具有挑战性。

3.浏览器兼容性

虽然主流浏览器都支持 Wasm,但不同浏览器的实现和功能可能会略有不同,这可能需要额外的测试和调整。

JavaScript 的优点

JavaScript 是交互式 Web 体验的支柱。它支持从简单动画到复杂单页应用程序的一切。它的普及性、庞大的生态系统和易用性巩固了它作为最流行的 Web 开发语言的地位。以下是它的一些优点。

  1. 无处不在且用途广泛

几乎所有 Web 浏览器都支持 JavaScript,这使其成为最容易使用的 Web 开发语言。它不仅用于前端开发,还用于服务器端开发 (Node)、移动应用程序 (React Native) 甚至桌面应用程序 (Electron)。

  1. 庞大的生态系统

JavaScript 生态系统极其丰富,为每项可以想象到的任务提供了大量的库(React、Vue、Angular)、框架和工具。丰富的资源简化了开发过程,使开发人员能够快速构建复杂的应用程序。

  1. 简单易学

JavaScript 的语法相对宽松且易于掌握,是初学者的绝佳选择。广泛的社区支持和在线教程进一步促进了学习过程。

JavaScript的缺点

  1. 性能瓶颈

尽管 JavaScript 引擎多年来已经有了显著的改进,但在处理计算密集型任务时仍然会面临性能限制。而 Wasm 的优势就在于此。

  1. 单线程特性

JavaScript 本质上是单线程的,这意味着它一次只能执行一项任务。尽管 Web Workers 和异步编程等机制可以缓解这一限制,但它仍然会给某些应用程序带来挑战。

选择正确的工具

在 Wasm 和 JavaScript 之间进行选择取决于您的项目需求。如果您需要一流的性能来执行游戏或复杂模拟等任务,Wasm 是您的最佳选择。如果您优先考虑易用性、广泛的兼容性和对庞大生态系统的访问,那么 JavaScript 是您的最佳选择。

未来展望

WebAssembly 的未来一片光明,其采用率不断提高,生态系统也不断发展壮大。更多工具和库将使 Wasm 更易于开发人员使用,而且它在浏览器之外的潜力巨大,从服务器端应用程序到物联网。

JavaScript 将继续主导 Web 开发。持续的标准化和活跃的社区将确保 JavaScript 能够适应新的挑战。随着 Web 应用程序变得越来越复杂,JavaScript 的多功能性和广泛的生态系统仍将具有无价的价值。

结论

WebAssembly 和 JavaScript 各有优势,在现代 Web 开发中发挥着至关重要的作用。Wasm 在性能关键型场景中表现出色,而 JavaScript 对于交互式和响应式 Web 应用程序而言不可或缺。了解它们之间的差异和最新趋势有助于开发人员做出明智的决策,并为他们的项目使用最佳工具。

随着我们的进步,开发人员必须尝试使用 WebAssembly 和 JavaScript。掌握这些技术将使您能够应对现代 Web 开发的挑战。无论您是使用 Wasm 构建高性能应用程序还是使用 JavaScript 构建动态界面,Web 开发的未来都充满了令人兴奋的可能性。

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