深入浅出聊聊 Rust WebAssembly（一）
什么是 webassembly
在 2019 年 12 月之前，如果你要编写一个web页面，那一定离不开 html、css、js 这三个好兄弟。在 2019 年 12 月之后 W3C 宣布 webassembly 加入了他们。为什么要在三兄弟后加入 webassembly ？它和之前的有什么区别么？以 js 为对比，我们具体看一下它们的区别。
wasm 与 js 的区别
js 是一种解释型语言，它代码运行之前不会进行编译工作，而是在执行的过程中实时编译。为了让边编译边执行能够顺利进行，我们拥有了 js 引擎。
wasm 则与之不同，它本身不是一种编程语言，而是一种字节码的标准，可以通过不同种类的高级编程语言，比如 Rust、Go、Python 等等，通过各自编译器将代码转换成 .wasm 文件，放入到浏览器预先做好的 wasm 虚拟机当中运行。
同时这种与 js 不同，可以预先运行的特色，也给 wasm 带来了一些优势：
-
拥有一套完成的语义： wasm 这套体积小且加载快的二进制格式的完整语义，可以让硬件充分发挥能力以达到原生的执行效率。
-
编译和优化时间所需时间较少： 相比 js 作为一个动态类型需要多次编译代码，wasm 让文件在推送到服务器前就进行了众多优化，能够有效减少编译和优化时间。
-
执行速度更快： wasm 是二进制文件，它的指令更接近机器码，执行起来的速度相比 js 更快。
-
垃圾回收效率更高： wasm 目前并不支持自动垃圾回收，垃圾回收都是手动控制的，比自动垃圾回收效率更高。
当然如果只是这么说，我们并不能很直观的感受出这些优势究竟有多大，刚好目前浏览器已经支持了以 wasm 规范的虚拟机。
接下来，我们通过一个 Chrome 与 Safari 的实例测试，来感受一下。
wasm与js执行速度比较
首先我们用原生的 js 写一段 fib 代码测试时间，代码内容如下：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Document</title>
</head>
<body>
<script>
function fibonacci(n) {
if (n == 0 || n == 1)
return n;
return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}
function fibonacciTime() {
console.time("js")
fibonacci(40)
console.timeEnd("js")
}
fibonacciTime()
</script>
</body>
</html>
用 live-server 测试时间，用时 1275 毫秒到 1329 毫秒。
然后我们用 Rust 转义成 wasm 再次测试。特别需要注意的是，测试用到的算法都是最普通的递归迭代，在实际使用中我们还可以使用动态规划来再次优化。
言归正传，然后我们用 rust-wasm 编译器将用 rust 写好的 fib 代码转换成 wasm 文件。
下载 wasm 编译器：
curl https://rustwasm.github.io/wasm-pack/installer/init.sh -sSf | sh
配置 Cargo.toml：
[package]
name = "wasm"
version = "0.2.0"
authors = ["hzjsea"]
edition = "2018"
# See more keys and their definitions at https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html
[lib]
crate-type = ["cdylib"]
path = "src/main.rs"
[dependencies]
wasm-bindgen = "0.2.48"
chrono = "0.4.19"
main.rs：
use chrono::Utc;
use wasm_bindgen::prelude::*;
use std::time::Instant;
#[wasm_bindgen]
pub fn fib(n: i32) -> i32 {
match n {
0 => 1,
1 => 1,
_ => fib(n - 1) + fib(n - 2),
}
}
pub fn main(){
let result = fib(40);
println!("{:?}", result);
}
挂载wasm文件，即类似 vue，使用 index.html 把 wasm.js 文件挂载起来：
<script type="module">
main()
async function main() {
const wasm = await import('/pkg/wasm.js')
await wasm.default('/pkg/wasm_bg.wasm')
console.time("rust")
console.log(wasm.fib(40))
console.timeEnd("rust")
}
function fibonacci(n) {
if(n==0 || n == 1)
return n;
return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
}
function fibonacciTime(){
console.time("js")
fibonacci(40)
console.timeEnd("js")
}
fibonacciTime()
</script>
之后用编译器编译 Rust 代码生成 .wasm 文件：
wasm-pack build --target web --no-typescript --mode normal
然后我们可以明显看到，在相同的 live-server 测试下时间相差一倍左右。
因为此次编译指定不生成 wasm 的 ts 版本。所有只有上面的几个文件，其中：
- package.json
{
"name": "wasm",
"collaborators": [
"hzjsea"
],
"version": "0.2.0",
"files": [
"wasm_bg.wasm",
"wasm.js"
],
"module": "wasm.js",
"sideEffects": false
}
指定打包的各类属性
- wasm_bg.wasm
wasm.js转义后的二进制文件
- wasm.js
由rust代码转移过来的wasm.js文件。
wasm 的组件库
看完了实例测试，我们不能略过测试中提到的 Rust。Rust 中有个类似于 react 的框架，叫做Yew。关于 Yew 官方[https://github.com/yewstack/yew]描述如下：
Yew is a modern Rust framework for creating multi-threaded front-end web apps with WebAssembly.
-
Features a macro for declaring interactive HTML with Rust expressions. Developers who have experience using JSX in React should feel quite at home when using Yew.
-
Achieves high performance by minimizing DOM API calls for each page render and by making it easy to offload processing to background web workers.
-
Supports JavaScript interoperability， allowing developers to leverage NPM packages and integrate with existing JavaScript applications.
计时器
大致看完了 Rust，如果你还想看更多的 WebAssembly 流程，官方提供的一个计时器的练手项目可以满足你的需求
项目地址 https://yew.rs/docs/zh-CN/getting-started/build-a-sample-app
主要可以看下 lib.rs 这个文件
总结与思考
虽然 webassembly 作为一种新的 web 技术常常被提起，但是因为其工具链的调试困难，包体积过大等等问题还在解决的过程中，同时也表明了 wasm 并不可能在短时间内直接代替 js，他们之间更多的是一种互补合作的关系。但不可否认的是，适合 webassembly 场景的项目会在未来的一段时间内不断的出现，大家可以多多了解一下。
