开发者喜欢 WebAssembly，因为它旨在以接近原生的速度执行。请查看我们的 Wasm 示例 和 代码片段。
译自 Top 5 Uses of WebAssembly for Web Developers，作者 Alexander T Williams。
WebAssembly (Wasm) 已经成为 Web 开发领域的一个颠覆者。通过提供以接近原生速度运行的紧凑二进制格式，WebAssembly 使开发人员能够构建以前在浏览器中无法想象的高性能应用程序。
它的多功能性和效率使 Wasm 成为解决现代 Web 开发中各种挑战的首选工具。在本文中，我们将探讨 WebAssembly 在 Web 开发者中的五大用途，并提供实际示例和代码片段来帮助你入门。
首先，开发人员喜欢 WebAssembly，因为它被设计为以接近原生的速度执行，这使得它成为计算密集型任务的理想选择。
更不用说，它具有极强的可塑性和可移植性。用 C、C++ 或 Rust 等语言编写的代码可以编译成 WebAssembly 并在任何现代浏览器中运行，而无需平台特定的修改。你甚至可以转换 Python 代码，这已经在使用对象字符识别的应用程序中完成了。
互操作性：WebAssembly 模块可以与 JavaScript 无缝集成，允许你逐步优化应用程序的各个部分，而无需重写整个代码库。
更不用说，如果你尝试 Wasm，你将不必成为一名无偿的 Beta 测试员。正如以下示例所示，该方法已经过尝试和测试。
密码学：像 Sodium 这样的库可以编译成 WebAssembly，以便在浏览器中提供快速且安全的密码学操作。这使得加密、解密、数字签名和密钥交换能够在客户端高效地执行，从而减少了对基于服务器的密码学计算的需求，同时增强了隐私和安全性。
数据可视化：像 D3.js 或 Plotly 这样的工具利用 WebAssembly 来更有效地处理大型数据集和复杂的转换。一旦你将繁重的计算卸载到 WebAssembly，这些库就可以呈现复杂的visualization，处理实时数据流，并执行复杂的统计操作，而不会显着降低性能。
科学计算：WebAssembly使研究人员能够直接在浏览器中运行模拟和分析，从而减少了对服务器端处理的需求。这种组合减少了对服务器端处理的依赖，提高了响应速度，并允许交互式计算工具完全在客户端运行，从而使物理学、生物信息学和金融建模等领域受益。
WebAssembly 最引人注目的用例之一是将计算密集型任务卸载到浏览器。JavaScript 虽然用途广泛，但并非总是进行大量数字运算的最佳选择或复杂算法。
另一方面，WebAssembly 旨在提供接近原生的性能，使其成为数据处理、模拟和机器学习等任务的理想选择。
例如，考虑一个需要执行矩阵乘法的场景——这是图形渲染或机器学习中的常见操作。下面是如何使用 C 在 WebAssembly 中实现它：
// matrix_multiply.c
#include <stdint.h>
void matrix_multiply(int32_t* result, const int32_t* matrix_a, const int32_t* matrix_b, int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
for (int j = 0; j < size; j++) {
int32_t sum = 0;
for (int k = 0; k < size; k++) {
sum += matrix_a[i * size + k] * matrix_b[k * size + j];
}
result[i * size + j] = sum;
}
}
}之后，使用 Emscripten 将此 C 代码编译为 WebAssembly：
emcc matrix_multiply.c -O3 -o matrix_multiply.js -s EXPORTED_FUNCTIONS='["_matrix_multiply"]' -s EXTRA_EXPORTED_RUNTIME_METHODS='["ccall", "cwrap"]'然后，从 JavaScript 调用它：
const wasmModule = await import('./matrix_multiply.js');
const matrixMultiply = wasmModule.cwrap('matrix_multiply', null, ['number', 'number', 'number', 'number']);
const size = 4;
const matrixA = new Int32Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]);
const matrixB = new Int32Array([17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32]);
const result = new Int32Array(size * size);
matrixMultiply(result.byteOffset, matrixA.byteOffset, matrixB.byteOffset, size);
console.log(result); // Output: [250, 260, 270, 280, 618, 644, 670, 696, ...]这种方法允许您利用 WebAssembly 的原始能力来处理计算密集型任务，同时保持与 JavaScript 的无缝集成。
WebAssembly 使得可以将用 C 等语言编写的现有应用程序、C++ 或 Rust 带到 Web，而无需完全重写。这对于需要为基于 Web 的部署进行现代化的遗留应用程序或库特别有用。
假设您有一个用于图像处理的 C++ 应用程序。如果将其编译为 WebAssembly，则可以直接在浏览器中运行它。这是一个 C++ 函数的简单示例，该函数将灰度滤镜应用于图像：
// grayscale.cpp
#include <emscripten.h>
extern "C" {
EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
void grayscale(uint8_t* pixels, int width, int height) {
for (int i = 0; i < width * height * 4; i += 4) {
uint8_t r = pixels[i];
uint8_t g = pixels[i + 1];
uint8_t b = pixels[i + 2];
uint8_t gray = (r + g + b) / 3;
pixels[i] = pixels[i + 1] = pixels[i + 2] = gray;
}
}
}完成后，可以使用 Emscripten 进行编译：
emcc grayscale.cpp -O3 -o grayscale.js -s EXPORTED_FUNCTIONS='["_grayscale"]' -s EXTRA_EXPORTED_RUNTIME_METHODS='["ccall", "cwrap"]'然后，在 JavaScript 中使用它：
const wasmModule = await import('./grayscale.js');
const grayscale = wasmModule.cwrap('grayscale', null, ['number', 'number', 'number']);
const canvas = document.getElementById('canvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');
const imageData = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
grayscale(imageData.data.byteOffset, canvas.width, canvas.height);
ctx.putImageData(imageData, 0, 0);这种方法允许您重用现有代码库，并将强大的桌面级应用程序带到 Web。
电子商务平台可以从 WebAssembly 中受益匪浅，尤其是在提高性能和用户体验方面。例如，产品定制工具（如 3D 配置器或实时图像编辑器）通常需要大量的计算。借助 WebAssembly，您可以确保这些工具运行顺畅，即使在低端设备上也是如此。
想象一下一个电子商务网站，用户可以通过选择不同的颜色和材料来自定义产品，例如一双运动鞋。实时渲染这些更改可能需要大量的计算。借助 WebAssembly，您可以卸载渲染逻辑以实现无缝交互。
考虑到这一点，让我们看一个简化的示例，说明如何使用 WebAssembly 来处理产品定制器的图像处理：
// image_processor.rs
#[no_mangle]
pub fn apply_filter(image_data: &mut [u8], width: u32, height: u32) {
for y in 0..height {
for x in 0..width {
let index = ((y * width + x) * 4) as usize;
image_data[index] = 255 - image_data[index]; // Invert colors
}
}
}将此 Rust 代码编译为 WebAssembly：
rustc --target wasm32-unknown-unknown -O image_processor.rs然后，在 JavaScript 代码中使用它来实时处理图像：
const imageData = new Uint8Array([...]); // Image data from canvas
const wasmModule = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('image_processor.wasm'));
wasmModule.exports.apply_filter(imageData, width, height);这种方法确保您的电子商务平台提供流畅且引人入胜的用户体验。
WebAssembly 不仅限于 Web；它还可以用于跨平台开发。通过将代码编译为 WebAssembly，您可以创建在不同环境（包括浏览器、服务器甚至边缘设备）中一致运行的应用程序。这使得 Wasm 非常适合从商业监控到传感器的一切应用。
我们可以使用一个假设的机器学习模型的例子，该模型用 Python 编写，你希望将其部署在服务器和浏览器中。通过将模型转换为 WebAssembly，你可以确保它在两种环境中都能高效运行。这对于 AI 驱动的应用程序尤其有用，在这些应用程序中，一致性和性能至关重要。
以下是一个简短的示例，说明你如何使用 WebAssembly 在浏览器中运行一个简单的 AI 模型：
# model.py
def predict(input_data):
# AI model logic here
return result使用 Pyodide 等工具将此 Python 代码转换为 WebAssembly：
const pyodide = await loadPyodide();
await pyodide.loadPackage('numpy');
pyodide.runPython(`
from model import predict
result = predict([1, 2, 3])
`);
console.log(result);这种方法允许你在 Web 应用程序中利用 AI 的强大功能，而不会牺牲性能。
WebAssembly 也在改变开发者工具的构建和使用方式。特别是，代码编辑器、linter 和编译器可以从 WebAssembly 提供的性能提升中受益。当直接在浏览器中运行这些工具时，你可以创建更具响应性和功能丰富的开发环境。
一个很好的例子是 WebAssembly 在在线 IDE 中的使用，例如 Replit 或 CodeSandbox。这些平台使用 WebAssembly 在浏览器中运行编译器和解释器，使开发人员无需离开浏览器即可编写、编译和调试代码。
以下是一个简单的示例，说明你如何使用 WebAssembly 在浏览器中运行代码 linter：
// linter.rs
#[no_mangle]
pub fn lint_code(code: &str) -> bool {
// Linting logic here
true
}将此 Rust 代码编译为 WebAssembly 并将其集成到你的基于 Web 的 IDE 中：
const code = "function foo() { return 42; }";
const wasmModule = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('linter.wasm'));
const isCodeValid = wasmModule.exports.lint_code(code);
console.log(isCodeValid); // Output: true or false这种方法确保你的开发者工具既强大又易于访问。
WebAssembly 是一个强大的工具，为 Web 开发人员开辟了新的可能性。无论你是优化性能、移植现有应用程序还是探索新语言，WebAssembly 都提供了在 Web 上突破可能的界限所需的速度和灵活性。
通过将 WebAssembly 纳入你的工作流程，你可以构建更快、更高效和更强大的 Web 应用程序。此处提供的示例和代码片段仅仅是个开始 - 尝试使用 WebAssembly 并发现它如何改变你的项目。