WebAssembly (Wasm) ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸின் முக்கிய இயக்கவியலை, கீழ்நிலை நினைவக அணுகல் முதல் Rust, C++, Go உடனான உயர்நிலை மொழி ஒருங்கிணைப்பு வரை ஆராயுங்கள். காம்போனென்ட் மாடல் மூலம் எதிர்காலத்தை அறியுங்கள்.
உலகங்களை இணைத்தல்: WebAssembly ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் மற்றும் மொழி இயக்க நேர ஒருங்கிணைப்பு பற்றிய ஒரு ஆழமான பார்வை
WebAssembly (Wasm) ஒரு புரட்சிகரமான தொழில்நுட்பமாக உருவெடுத்துள்ளது, வலை உலாவிகள் முதல் கிளவுட் சர்வர்கள் மற்றும் எட்ஜ் சாதனங்கள் வரை பல்வேறு சூழல்களில் தடையின்றி இயங்கும் கையடக்க, உயர் செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பான குறியீட்டின் எதிர்காலத்தை இது உறுதியளிக்கிறது. அதன் மையத்தில், Wasm என்பது ஒரு ஸ்டாக் அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயந்திரத்திற்கான பைனரி அறிவுறுத்தல் வடிவமாகும். இருப்பினும், Wasm-இன் உண்மையான சக்தி அதன் கணக்கீட்டு வேகத்தில் மட்டும் இல்லை; அது தன்னைச் சுற்றியுள்ள உலகத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும் திறனில் உள்ளது. இந்தத் தொடர்பு, இருப்பினும், நேரடியானது அல்ல. இது ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் எனப்படும் ஒரு முக்கியமான பொறிமுறையின் மூலம் கவனமாக நிர்வகிக்கப்படுகிறது.
ஒரு Wasm தொகுதி, வடிவமைப்பின்படி, ஒரு பாதுகாப்பான சாண்ட்பாக்ஸில் ஒரு கைதியாகும். அது நெட்வொர்க்கை அணுகவோ, ஒரு கோப்பைப் படிக்கவோ அல்லது ஒரு வலைப்பக்கத்தின் Document Object Model (DOM)-ஐ கையாளவோ முடியாது. அது தனது சொந்த தனிமைப்படுத்தப்பட்ட நினைவக இடத்தில் உள்ள தரவுகளில் மட்டுமே கணக்கீடுகளைச் செய்ய முடியும். ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் என்பது பாதுகாப்பான நுழைவாயில், நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட API ஒப்பந்தமாகும், இது சாண்ட்பாக்ஸில் உள்ள Wasm குறியீட்டை (கெஸ்ட் - "guest") அது இயங்கும் சூழலுடன் (ஹோஸ்ட் - "host") தொடர்பு கொள்ள அனுமதிக்கிறது.
இந்தக் கட்டுரை WebAssembly ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் பற்றிய ஒரு விரிவான ஆய்வை வழங்குகிறது. அவற்றின் அடிப்படைகளை நாம் பிரித்து ஆராய்வோம், நவீன மொழி டூல்செயின்கள் அவற்றின் சிக்கல்களை எவ்வாறு எளிதாக்குகின்றன என்பதைப் பற்றி விசாரிப்போம், மேலும் புரட்சிகரமான WebAssembly காம்போனென்ட் மாடலுடன் எதிர்காலத்தை நோக்குவோம். நீங்கள் ஒரு சிஸ்டம்ஸ் புரோகிராமர், வலை உருவாக்குநர் அல்லது கிளவுட் ஆர்க்கிடெக்ட் ஆக இருந்தாலும், ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸைப் புரிந்துகொள்வது Wasm-இன் முழுத் திறனையும் திறப்பதற்கான திறவுகோலாகும்.
சாண்ட்பாக்ஸைப் புரிந்துகொள்ளுதல்: ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் ஏன் அவசியம்
ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸைப் பாராட்ட, முதலில் Wasm-இன் பாதுகாப்பு மாதிரியைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். நம்பத்தகாத குறியீட்டைப் பாதுகாப்பாக இயக்குவதே இதன் முதன்மை இலக்கு. Wasm இதை பல முக்கிய கொள்கைகள் மூலம் அடைகிறது:
- நினைவகத் தனிமைப்படுத்தல்: ஒவ்வொரு Wasm தொகுதியும் லீனியர் மெமரி எனப்படும் ஒரு பிரத்யேக நினைவகத் தொகுதியில் செயல்படுகிறது. இது அடிப்படையில் ஒரு பெரிய, தொடர்ச்சியான பைட் வரிசையாகும். Wasm குறியீடு இந்த வரிசைக்குள் சுதந்திரமாகப் படிக்கவும் எழுதவும் முடியும், ஆனால் அதற்கு வெளியே எந்த நினைவகத்தையும் அணுகுவதற்கு architectural ரீதியாக இயலாது. அவ்வாறு செய்ய முயற்சித்தால், அது ஒரு ட்ராப்பில் (trap) (தொகுதியின் உடனடி நிறுத்தம்) முடியும்.
- திறன் அடிப்படையிலான பாதுகாப்பு: ஒரு Wasm தொகுதிக்கு இயல்பாக எந்தத் திறனும் இல்லை. ஹோஸ்ட் வெளிப்படையாக அனுமதி வழங்கினால் ஒழிய, அது எந்தப் பக்க விளைவுகளையும் செய்ய முடியாது. ஹோஸ்ட் இந்தத் திறன்களை, Wasm தொகுதி இறக்குமதி செய்து அழைக்கக்கூடிய செயல்பாடுகளை வெளிப்படுத்துவதன் மூலம் வழங்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஹோஸ்ட் கன்சோலில் அச்சிட `log_message` செயல்பாட்டையோ அல்லது நெட்வொர்க் கோரிக்கையைச் செய்ய `fetch_data` செயல்பாட்டையோ வழங்கலாம்.
இந்த வடிவமைப்பு சக்தி வாய்ந்தது. ஒரு Wasm தொகுதி கணிதக் கணக்கீடுகளை மட்டும் செய்தால், அதற்கு இறக்குமதி செய்யப்பட்ட செயல்பாடுகள் எதுவும் தேவையில்லை மற்றும் அது பூஜ்ஜிய I/O ஆபத்தை ஏற்படுத்துகிறது. ஒரு தரவுத்தளத்துடன் தொடர்பு கொள்ள வேண்டிய ஒரு தொகுதிக்கு, குறைந்தபட்ச சிறப்புரிமைக் கொள்கையைப் பின்பற்றி, அதற்குத் தேவையான குறிப்பிட்ட செயல்பாடுகளை மட்டுமே வழங்க முடியும்.
ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் இந்தத் திறன் அடிப்படையிலான மாதிரியின் உறுதியான செயலாக்கமாகும். அவை சாண்ட்பாக்ஸ் எல்லைக்கு அப்பால் தொடர்பு கொள்ளும் சேனலை உருவாக்கும் இறக்குமதி செய்யப்பட்ட மற்றும் ஏற்றுமதி செய்யப்பட்ட செயல்பாடுகளின் தொகுப்பாகும்.
ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸின் முக்கிய இயக்கவியல்
மிகக் கீழ் மட்டத்தில், WebAssembly விவரக்குறிப்பு தகவல்தொடர்புக்கு ஒரு எளிய மற்றும் நேர்த்தியான பொறிமுறையை வரையறுக்கிறது: சில எளிய எண் வகைகளை மட்டுமே அனுப்பக்கூடிய செயல்பாடுகளின் இறக்குமதி மற்றும் ஏற்றுமதி.
இறக்குமதிகள் மற்றும் ஏற்றுமதிகள்: செயல்பாட்டு ரீதியான கைகுலுக்கல்
தகவல்தொடர்பு ஒப்பந்தம் இரண்டு பொறிமுறைகள் மூலம் நிறுவப்படுகிறது:
- இறக்குமதிகள்: ஒரு Wasm தொகுதி ஹோஸ்ட் சூழலில் இருந்து தனக்கு தேவையான செயல்பாடுகளின் தொகுப்பை அறிவிக்கிறது. ஹோஸ்ட் தொகுதியை உருவாக்கும்போது, இந்த இறக்குமதி செய்யப்பட்ட செயல்பாடுகளுக்கான செயலாக்கங்களை வழங்க வேண்டும். தேவையான இறக்குமதி வழங்கப்படாவிட்டால், உருவாக்கம் தோல்வியடையும்.
- ஏற்றுமதிகள்: ஒரு Wasm தொகுதி, அது ஹோஸ்டுக்கு வழங்கும் செயல்பாடுகள், நினைவகத் தொகுதிகள் அல்லது குளோபல் மாறிகளின் தொகுப்பை அறிவிக்கிறது. தொகுதி உருவாக்கப்பட்ட பிறகு, ஹோஸ்ட் இந்த ஏற்றுமதிகளை அணுகி Wasm செயல்பாடுகளை அழைக்கலாம் அல்லது அதன் நினைவகத்தைக் கையாளலாம்.
WebAssembly Text Format (WAT)-இல், இது நேரடியாகத் தெரிகிறது. ஒரு தொகுதி ஹோஸ்டிலிருந்து ஒரு லாக்கிங் செயல்பாட்டை இறக்குமதி செய்யலாம்:
எடுத்துக்காட்டு: WAT-இல் ஒரு ஹோஸ்ட் செயல்பாட்டை இறக்குமதி செய்தல்
(module
(import "env" "log_number" (func $log (param i32)))
...
)
மேலும் அது ஹோஸ்ட் அழைப்பதற்காக ஒரு செயல்பாட்டை ஏற்றுமதி செய்யலாம்:
எடுத்துக்காட்டு: WAT-இல் ஒரு கெஸ்ட் செயல்பாட்டை ஏற்றுமதி செய்தல்
(module
...
(func $add (param $a i32) (param $b i32) (result i32)
local.get $a
local.get $b
i32.add
)
(export "add" (func $add))
)
ஹோஸ்ட், பொதுவாக உலாவி சூழலில் ஜாவாஸ்கிரிப்டில் எழுதப்பட்டிருக்கும், `log_number` செயல்பாட்டை வழங்கி, `add` செயல்பாட்டை இப்படி அழைக்கும்:
எடுத்துக்காட்டு: Wasm தொகுதியுடன் தொடர்பு கொள்ளும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஹோஸ்ட்
const importObject = {
env: {
log_number: (num) => {
console.log("Wasm module logged:", num);
}
}
};
const response = await fetch('module.wasm');
const { instance } = await WebAssembly.instantiateStreaming(response, importObject);
const result = instance.exports.add(40, 2);
// result is 42
தரவுப் பிளவு: லீனியர் மெமரி எல்லையைக் கடத்தல்
மேலே உள்ள எடுத்துக்காட்டு சரியாக வேலை செய்கிறது, ஏனென்றால் நாம் எளிய எண்களை (i32, i64, f32, f64) மட்டுமே அனுப்புகிறோம், இவை மட்டுமே Wasm செயல்பாடுகள் நேரடியாக ஏற்க அல்லது திருப்பி அனுப்பக்கூடிய வகைகளாகும். ஆனால் ஸ்டிரிங்ஸ், அரேக்கள், ஸ்டிரக்ட்ஸ் அல்லது JSON ஆப்ஜெக்ட்கள் போன்ற சிக்கலான தரவுகளைப் பற்றி என்ன?
இது ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸின் அடிப்பட சவாலாகும்: எண்களை மட்டும் பயன்படுத்தி சிக்கலான தரவுக் கட்டமைப்புகளை எவ்வாறு பிரதிநிதித்துவப்படுத்துவது. இதற்கான தீர்வு C அல்லது C++ புரோகிராமர்களுக்கு நன்கு தெரிந்த ஒரு வடிவமாகும்: பாயிண்டர்கள் மற்றும் நீளங்கள் (pointers and lengths).
இந்த செயல்முறை பின்வருமாறு செயல்படுகிறது:
- கெஸ்ட் முதல் ஹோஸ்ட் வரை (எ.கா., ஒரு ஸ்டிரிங்கை அனுப்புதல்):
- Wasm கெஸ்ட் சிக்கலான தரவை (எ.கா., UTF-8 குறியாக்கம் செய்யப்பட்ட ஸ்டிரிங்) தனது சொந்த லீனியர் மெமரியில் எழுதுகிறது.
- கெஸ்ட் இறக்குமதி செய்யப்பட்ட ஹோஸ்ட் செயல்பாட்டை அழைத்து, இரண்டு எண்களை அனுப்புகிறது: தொடக்க நினைவக முகவரி (பாயிண்டர்) மற்றும் தரவின் நீளம் (பைட்டுகளில்).
- ஹோஸ்ட் இந்த இரண்டு எண்களையும் பெறுகிறது. பின்னர் அது Wasm தொகுதியின் லீனியர் மெமரியை (இது ஹோஸ்டுக்கு ஜாவாஸ்கிரிப்டில் ஒரு `ArrayBuffer` ஆக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது) அணுகி, குறிப்பிட்ட ஆஃப்செட்டிலிருந்து குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான பைட்டுகளைப் படித்து, தரவை மீண்டும் உருவாக்குகிறது (எ.கா., பைட்டுகளை ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஸ்டிரிங்காக டிகோட் செய்கிறது).
- ஹோஸ்ட் முதல் கெஸ்ட் வரை (எ.கா., ஒரு ஸ்டிரிங்கை பெறுதல்):
- இது மிகவும் சிக்கலானது, ஏனெனில் ஹோஸ்ட் தன்னிச்சையாக Wasm தொகுதியின் நினைவகத்தில் நேரடியாக எழுத முடியாது. கெஸ்ட் தனது சொந்த நினைவகத்தை நிர்வகிக்க வேண்டும்.
- கெஸ்ட் பொதுவாக ஒரு நினைவக ஒதுக்கீடு செயல்பாட்டை (எ.கா., `allocate_memory`) ஏற்றுமதி செய்கிறது.
- ஹோஸ்ட் முதலில் `allocate_memory`-ஐ அழைத்து, ஒரு குறிப்பிட்ட அளவுள்ள பஃபரை ஒதுக்க கெஸ்டிடம் கேட்கிறது. கெஸ்ட் புதிதாக ஒதுக்கப்பட்ட பிளாக்கின் பாயிண்டரைத் திருப்பி அனுப்புகிறது.
- ஹோஸ்ட் பின்னர் தனது தரவை (எ.கா., ஒரு ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஸ்டிரிங்கை UTF-8 பைட்டுகளாக) குறியாக்கம் செய்து, அதைப் பெற்ற பாயிண்டர் முகவரியில் கெஸ்டின் லீனியர் மெமரியில் நேரடியாக எழுதுகிறது.
- இறுதியாக, ஹோஸ்ட் உண்மையான Wasm செயல்பாட்டை அழைத்து, அது vừa எழுதிய தரவின் பாயிண்டர் மற்றும் நீளத்தை அனுப்புகிறது.
- நினைவகம் இனி தேவைப்படாதபோது ஹோஸ்ட் சிக்னல் கொடுக்க, கெஸ்ட் ஒரு `deallocate_memory` செயல்பாட்டையும் ஏற்றுமதி செய்ய வேண்டும்.
நினைவக மேலாண்மை, குறியாக்கம் மற்றும் டிகோடிங்கின் இந்த கைமுறை செயல்முறை கடினமானது மற்றும் பிழை ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. ஒரு நீளத்தைக் கணக்கிடுவதில் அல்லது ஒரு பாயிண்டரை நிர்வகிப்பதில் ஒரு சிறிய தவறு, தரவு சிதைவு அல்லது பாதுகாப்பு பாதிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். இங்குதான் மொழி இயக்க நேரங்கள் மற்றும் டூல்செயின்கள் இன்றியமையாததாகின்றன.
மொழி இயக்க நேர ஒருங்கிணைப்பு: உயர்நிலைக் குறியீட்டிலிருந்து கீழ்நிலைப் பைண்டிங்ஸ் வரை
கைமுறையாக பாயிண்டர்-மற்றும்-நீள தர்க்கத்தை எழுதுவது அளவிடக்கூடியதோ அல்லது உற்பத்தித்திறன் வாய்ந்ததோ அல்ல. அதிர்ஷ்டவசமாக, WebAssembly-க்கு கம்பைல் செய்யும் மொழிகளுக்கான டூல்செயின்கள், "இணைப்புக் குறியீடு" (glue code) உருவாக்குவதன் மூலம் இந்த சிக்கலான நடனத்தை நமக்காகக் கையாளுகின்றன. இந்த இணைப்புக் குறியீடு ஒரு மொழிபெயர்ப்பு அடுக்காக செயல்படுகிறது, இது டெவலப்பர்களை அவர்கள் தேர்ந்தெடுத்த மொழியில் உயர்-நிலை, இயல்பான வகைகளுடன் வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது, அதே நேரத்தில் டூல்செயின் கீழ்-நிலை நினைவக மார்ஷலிங்கைக் கையாளுகிறது.
வழக்கு ஆய்வு 1: ரஸ்ட் மற்றும் `wasm-bindgen`
ரஸ்ட் சூழலமைப்பு `wasm-bindgen` கருவியை மையமாகக் கொண்டு WebAssembly-க்கு முதல் தர ஆதரவைக் கொண்டுள்ளது. இது ரஸ்ட் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இடையே தடையற்ற மற்றும் எளிதான இயங்குதன்மைக்கு அனுமதிக்கிறது.
ஒரு ஸ்டிரிங்கை எடுத்து, ஒரு முன்னொட்டைச் சேர்த்து, ஒரு புதிய ஸ்டிரிங்கைத் தரும் ஒரு எளிய ரஸ்ட் செயல்பாட்டைக் கவனியுங்கள்:
எடுத்துக்காட்டு: உயர்நிலை ரஸ்ட் குறியீடு
use wasm_bindgen::prelude::*;
#[wasm_bindgen]
pub fn greet(name: &str) -> String {
format!("Hello, {}!", name)
}
`#[wasm_bindgen]` பண்புக்கூறு டூல்செயினுக்கு அதன் மாயாஜாலத்தைச் செய்யச் சொல்கிறது. திரைக்குப் பின்னால் என்ன நடக்கிறது என்பதற்கான ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட கண்ணோட்டம் இங்கே:
- ரஸ்ட் முதல் Wasm கம்பைலேஷன் வரை: ரஸ்ட் கம்பைலர் `greet`-ஐ ஒரு கீழ்-நிலை Wasm செயல்பாடாக கம்பைல் செய்கிறது, அது ரஸ்டின் `&str` அல்லது `String`-ஐப் புரிந்து கொள்ளாது. அதன் உண்மையான கையொப்பம் `greet(pointer: i32, length: i32) -> i32` போன்றதாக இருக்கும். இது Wasm நினைவகத்தில் புதிய ஸ்டிரிங்கின் பாயிண்டரைத் திருப்பி அனுப்புகிறது.
- கெஸ்ட்-பக்க இணைப்புக் குறியீடு: `wasm-bindgen` Wasm தொகுதிக்குள் உதவி குறியீட்டைச் செருகுகிறது. இதில் நினைவக ஒதுக்கீடு/நீக்கத்திற்கான செயல்பாடுகள் மற்றும் ஒரு பாயிண்டர் மற்றும் நீளத்திலிருந்து ஒரு ரஸ்ட் `&str`-ஐ மீண்டும் உருவாக்குவதற்கான தர்க்கம் ஆகியவை அடங்கும்.
- ஹோஸ்ட்-பக்க இணைப்புக் குறியீடு (ஜாவாஸ்கிரிப்ட்): இந்த கருவி ஒரு ஜாவாஸ்கிரிப்ட் கோப்பையும் உருவாக்குகிறது. இந்தக் கோப்பில் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் டெவலப்பருக்கு உயர்-நிலை இடைமுகத்தை வழங்கும் ஒரு ரேப்பர் `greet` செயல்பாடு உள்ளது. இதை அழைக்கும்போது, இந்த JS செயல்பாடு:
- ஒரு ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஸ்டிரிங்கை (`'World'`) எடுக்கிறது.
- அதை UTF-8 பைட்டுகளாக குறியாக்கம் செய்கிறது.
- ஒரு பஃபரைப் பெற ஏற்றுமதி செய்யப்பட்ட Wasm நினைவக ஒதுக்கீடு செயல்பாட்டை அழைக்கிறது.
- குறியாக்கம் செய்யப்பட்ட பைட்டுகளை Wasm தொகுதியின் லீனியர் மெமரியில் எழுதுகிறது.
- கீழ்-நிலை Wasm `greet` செயல்பாட்டை பாயிண்டர் மற்றும் நீளத்துடன் அழைக்கிறது.
- Wasm-இலிருந்து முடிவு ஸ்டிரிங்கின் பாயிண்டரைப் பெறுகிறது.
- Wasm நினைவகத்திலிருந்து முடிவு ஸ்டிரிங்கைப் படித்து, அதை மீண்டும் ஒரு ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஸ்டிரிங்காக டிகோட் செய்து, அதைத் திருப்பி அனுப்புகிறது.
- இறுதியாக, உள்ளீட்டு ஸ்டிரிங்கிற்குப் பயன்படுத்தப்பட்ட நினைவகத்தை விடுவிக்க Wasm நீக்க செயல்பாட்டை அழைக்கிறது.
டெவலப்பரின் பார்வையில், நீங்கள் ஜாவாஸ்கிரிப்டில் `greet('World')` என்று அழைத்து, `'Hello, World!'` என்று திரும்பப் பெறுகிறீர்கள். அனைத்து சிக்கலான நினைவக நிர்வாகமும் முழுமையாக தானியங்குபடுத்தப்பட்டுள்ளது.
வழக்கு ஆய்வு 2: சி/சி++ மற்றும் எம்ஸ்கிரிப்டன்
எம்ஸ்கிரிப்டன் ஒரு முதிர்ந்த மற்றும் சக்திவாய்ந்த கம்பைலர் டூல்செயின் ஆகும், இது சி அல்லது சி++ குறியீட்டை எடுத்து WebAssembly-க்கு கம்பைல் செய்கிறது. இது எளிய பைண்டிங்ஸைத் தாண்டி, ஒரு விரிவான POSIX-போன்ற சூழலை வழங்குகிறது, கோப்பு முறைமைகள், நெட்வொர்க்கிங் மற்றும் SDL மற்றும் OpenGL போன்ற கிராபிக்ஸ் நூலகங்களைப் பின்பற்றுகிறது.
எம்ஸ்கிரிப்டனின் ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் அணுகுமுறையும் இதேபோல் இணைப்புக் குறியீட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இது இயங்குதன்மைக்கு பல வழிமுறைகளை வழங்குகிறது:
- `ccall` மற்றும் `cwrap`: இவை கம்பைல் செய்யப்பட்ட சி/சி++ செயல்பாடுகளை அழைக்க எம்ஸ்கிரிப்டனின் இணைப்புக் குறியீட்டால் வழங்கப்படும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் உதவி செயல்பாடுகளாகும். அவை ஜாவாஸ்கிரிப்ட் எண்கள் மற்றும் ஸ்டிரிங்குகளை அவற்றின் சி समकक्षங்களாக மாற்றுவதை தானாகவே கையாளுகின்றன.
- `EM_JS` மற்றும் `EM_ASM`: இவை உங்கள் சி/சி++ மூலத்தில் நேரடியாக ஜாவாஸ்கிரிப்ட் குறியீட்டை உட்பொதிக்க அனுமதிக்கும் மேக்ரோக்கள் ஆகும். சி++ ஒரு ஹோஸ்ட் API-ஐ அழைக்க வேண்டியிருக்கும் போது இது பயனுள்ளதாக இருக்கும். கம்பைலர் தேவையான இறக்குமதி தர்க்கத்தை உருவாக்குவதைக் கவனித்துக் கொள்கிறது.
- WebIDL Binder & Embind: கிளாஸ்கள் மற்றும் ஆப்ஜெக்ட்களை உள்ளடக்கிய மிகவும் சிக்கலான சி++ குறியீட்டிற்கு, Embind சி++ கிளாஸ்கள், மெத்தட்கள் மற்றும் செயல்பாடுகளை ஜாவாஸ்கிரிப்டுக்கு வெளிப்படுத்த உங்களை அனுமதிக்கிறது, இது எளிய செயல்பாட்டு அழைப்புகளை விட மிகவும் ஆப்ஜெக்ட்-சார்ந்த பைண்டிங் லேயரை உருவாக்குகிறது.
எம்ஸ்கிரிப்டனின் முதன்மை நோக்கம் பெரும்பாலும் ஏற்கனவே உள்ள முழுமையான பயன்பாடுகளை வலைக்கு மாற்றுவதாகும், மேலும் அதன் ஹோஸ்ட் பைண்டிங் உத்திகள் ஒரு பழக்கமான இயக்க முறைமை சூழலைப் பின்பற்றுவதன் மூலம் இதை ஆதரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
வழக்கு ஆய்வு 3: கோ மற்றும் டைனிகோ
கோ WebAssembly-க்கு கம்பைல் செய்வதற்கு அதிகாரப்பூர்வ ஆதரவை வழங்குகிறது (`GOOS=js GOARCH=wasm`). நிலையான கோ கம்பைலர் முழு கோ இயக்க நேரத்தையும் (ஷெட்யூலர், குப்பை சேகரிப்பான், முதலியன) இறுதி `.wasm` பைனரியில் உள்ளடக்குகிறது. இது பைனரிகளை ஒப்பீட்டளவில் பெரியதாக ஆக்குகிறது, ஆனால் கோரூட்டின்கள் உட்பட இயல்பான கோ குறியீட்டை Wasm சாண்ட்பாக்ஸிற்குள் இயக்க அனுமதிக்கிறது. ஹோஸ்டுடனான தொடர்பு `syscall/js` தொகுப்பு மூலம் கையாளப்படுகிறது, இது ஜாவாஸ்கிரிப்ட் API-களுடன் தொடர்பு கொள்ள கோ-நேட்டிவ் வழியை வழங்குகிறது.
பைனரி அளவு முக்கியமானதாகவும், முழுமையான இயக்க நேரம் தேவையற்றதாகவும் இருக்கும் சூழ்நிலைகளில், டைனிகோ ஒரு கவர்ச்சிகரமான மாற்றை வழங்குகிறது. இது LLVM-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு வித்தியாசமான கோ கம்பைலர் ஆகும், இது மிகவும் சிறிய Wasm தொகுதிகளை உருவாக்குகிறது. டைனிகோ பெரும்பாலும் ஒரு ஹோஸ்டுடன் திறமையாக இயங்க வேண்டிய சிறிய, கவனம் செலுத்திய Wasm நூலகங்களை எழுதுவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது, ஏனெனில் இது பெரிய கோ இயக்க நேரத்தின் கூடுதல் சுமையைத் தவிர்க்கிறது.
வழக்கு ஆய்வு 4: இன்டர்பிரட்டட் மொழிகள் (எ.கா., பைதான் மற்றும் பையோடைட்)
பைதான் அல்லது ரூபி போன்ற ஒரு இன்டர்பிரட்டட் மொழியை WebAssembly-இல் இயக்குவது ஒரு வித்தியாசமான சவாலை அளிக்கிறது. நீங்கள் முதலில் மொழியின் முழு இன்டர்பிரட்டரையும் (எ.கா., பைத்தானுக்கான சிபைதான் இன்டர்பிரட்டர்) WebAssembly-க்கு கம்பைல் செய்ய வேண்டும். இந்த Wasm தொகுதி பயனரின் பைதான் குறியீட்டிற்கான ஒரு ஹோஸ்டாக மாறுகிறது.
பையோடைட் போன்ற திட்டங்கள் இதைத்தான் செய்கின்றன. ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் இரண்டு நிலைகளில் செயல்படுகின்றன:
- ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஹோஸ்ட் <=> பைதான் இன்டர்பிரட்டர் (Wasm): Wasm தொகுதிக்குள் பைதான் குறியீட்டை இயக்கவும், முடிவுகளைத் திரும்பப் பெறவும் ஜாவாஸ்கிரிப்டை அனுமதிக்கும் பைண்டிங்ஸ் உள்ளன.
- பைதான் குறியீடு (Wasm-க்குள்) <=> ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஹோஸ்ட்: பையோடைட் ஒரு வெளிநாட்டுச் செயல்பாட்டு இடைமுகத்தை (FFI) வெளிப்படுத்துகிறது, இது Wasm-க்குள் இயங்கும் பைதான் குறியீட்டை ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஆப்ஜெக்ட்களை இறக்குமதி செய்யவும் கையாளவும் மற்றும் ஹோஸ்ட் செயல்பாடுகளை அழைக்கவும் அனுமதிக்கிறது. இது இரு உலகங்களுக்கும் இடையில் தரவு வகைகளை வெளிப்படையாக மாற்றுகிறது.
இந்த சக்திவாய்ந்த கலவை, NumPy மற்றும் Pandas போன்ற பிரபலமான பைதான் நூலகங்களை நேரடியாக உலாவியில் இயக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது, ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் சிக்கலான தரவுப் பரிமாற்றத்தை நிர்வகிக்கிறது.
எதிர்காலம்: WebAssembly காம்போனென்ட் மாடல்
ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸின் தற்போதைய நிலை, செயல்பாட்டு ரீதியாக இருந்தாலும், வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இது முக்கியமாக ஜாவாஸ்கிரிப்ட் ஹோஸ்டை மையமாகக் கொண்டுள்ளது, மொழி-குறிப்பிட்ட இணைப்புக் குறியீடு தேவைப்படுகிறது, மற்றும் கீழ்-நிலை எண் ABI-ஐ நம்பியுள்ளது. இது வெவ்வேறு மொழிகளில் எழுதப்பட்ட Wasm தொகுதிகள் ஒரு ஜாவாஸ்கிரிப்ட் அல்லாத சூழலில் நேரடியாக ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்வதை கடினமாக்குகிறது.
WebAssembly காம்போனென்ட் மாடல் என்பது இந்தப் பிரச்சனைகளைத் தீர்க்கவும், Wasm-ஐ ஒரு உண்மையான உலகளாவிய, மொழி-அறியாத மென்பொருள் கூறு சூழலமைப்பாக நிறுவவும் வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு முன்னோக்கிய முன்மொழிவாகும். அதன் இலக்குகள் லட்சியமானவை மற்றும் மாற்றத்தக்கவை:
- உண்மையான மொழி இயங்குதன்மை: காம்போனென்ட் மாடல் ஒரு உயர்-நிலை, நியமன ABI (Application Binary Interface)-ஐ வரையறுக்கிறது, இது எளிய எண்களுக்கு அப்பாற்பட்டது. இது ஸ்டிரிங்ஸ், ரெக்கார்ட்ஸ், லிஸ்ட்ஸ், வேரியன்ட்ஸ் மற்றும் ஹேண்டில்ஸ் போன்ற சிக்கலான வகைகளுக்கான பிரதிநிதித்துவங்களை தரப்படுத்துகிறது. இதன் பொருள், ரஸ்டில் எழுதப்பட்ட ஒரு கூறு, ஸ்டிரிங்ஸ் பட்டியலை எடுக்கும் ஒரு செயல்பாட்டை ஏற்றுமதி செய்தால், அதை பைத்தானில் எழுதப்பட்ட ஒரு கூறு தடையின்றி அழைக்க முடியும், இரு மொழிகளும் மற்றொன்றின் உள் நினைவக அமைப்பைப் பற்றி அறியத் தேவையில்லை.
- இடைமுக வரையறை மொழி (IDL): கூறுகளுக்கு இடையேயான இடைமுகங்கள் WIT (WebAssembly Interface Type) எனப்படும் மொழியைப் பயன்படுத்தி வரையறுக்கப்படுகின்றன. WIT கோப்புகள் ஒரு கூறு இறக்குமதி மற்றும் ஏற்றுமதி செய்யும் செயல்பாடுகள் மற்றும் வகைகளை விவரிக்கின்றன. இது ஒரு முறையான, இயந்திரத்தால் படிக்கக்கூடிய ஒப்பந்தத்தை உருவாக்குகிறது, அதை டூல்செயின்கள் தேவையான அனைத்து பைண்டிங் குறியீட்டையும் தானாக உருவாக்கப் பயன்படுத்தலாம்.
- நிலையான மற்றும் டைனமிக் இணைப்பு: இது Wasm கூறுகளை பாரம்பரிய மென்பொருள் நூலகங்களைப் போலவே ஒன்றாக இணைக்க உதவுகிறது, சிறிய, சுதந்திரமான மற்றும் பலமொழிப் பகுதிகளிலிருந்து பெரிய பயன்பாடுகளை உருவாக்குகிறது.
- API-களின் மெய்நிகராக்கம்: ஒரு கூறு, ஒரு குறிப்பிட்ட ஹோஸ்ட் செயலாக்கத்துடன் பிணைக்கப்படாமல், `wasi:keyvalue/readwrite` அல்லது `wasi:http/outgoing-handler` போன்ற ஒரு பொதுவான திறன் தேவை என்று அறிவிக்கலாம். ஹோஸ்ட் சூழல் உறுதியான செயலாக்கத்தை வழங்குகிறது, அதே Wasm கூறு ஒரு உலாவியின் லோக்கல் ஸ்டோரேஜ், கிளவுடில் உள்ள ஒரு ரெடிஸ் நிகழ்வு அல்லது ஒரு இன்-மெமரி ஹேஷ் மேப் ஆகியவற்றை அணுகினாலும் மாற்றமின்றி இயங்க அனுமதிக்கிறது. இது WASI (WebAssembly System Interface)-இன் பரிணாம வளர்ச்சியின் பின்னணியில் உள்ள ஒரு முக்கிய யோசனையாகும்.
காம்போனென்ட் மாடலின் கீழ், இணைப்புக் குறியீட்டின் பங்கு மறைந்துவிடாது, ஆனால் அது தரப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு மொழி டூல்செயினுக்கு அதன் சொந்த வகைகளுக்கும் நியமன கூறு மாதிரி வகைகளுக்கும் இடையில் எவ்வாறு மொழிபெயர்ப்பது என்பதை மட்டுமே அறிய வேண்டும் (இது "லிஃப்டிங்" மற்றும் "லோயரிங்" எனப்படும் செயல்முறை). பின்னர் இயக்க நேரம் கூறுகளை இணைப்பதைக் கையாளுகிறது. இது ஒவ்வொரு மொழி ஜோடிக்கும் இடையில் பைண்டிங்ஸ் உருவாக்கும் N-to-N சிக்கலை நீக்குகிறது, அதற்கு பதிலாக ஒவ்வொரு மொழியும் காம்போனென்ட் மாடலை மட்டும் இலக்காகக் கொள்ள வேண்டிய ஒரு எளிதான N-to-1 சிக்கலாக மாற்றுகிறது.
நடைமுறைச் சவால்கள் மற்றும் சிறந்த நடைமுறைகள்
ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸுடன் பணிபுரியும்போது, குறிப்பாக நவீன டூல்செயின்களைப் பயன்படுத்தும்போது, பல நடைமுறைப் பரிசீலனைகள் உள்ளன.
செயல்திறன் கூடுதல் சுமை: பெரிய அளவிலான (Chunky) மற்றும் அடிக்கடி உரையாடும் (Chatty) API-கள்
Wasm-ஹோஸ்ட் எல்லையைக் கடக்கும் ஒவ்வொரு அழைப்புக்கும் ஒரு செலவு உண்டு. இந்த கூடுதல் சுமை செயல்பாட்டு அழைப்பு இயக்கவியல், தரவு சீரியலைசேஷன், டிசீரியலைசேஷன் மற்றும் நினைவக நகலெடுப்பிலிருந்து வருகிறது. ஆயிரக்கணக்கான சிறிய, அடிக்கடி அழைப்புகளைச் செய்வது ("chatty" API) செயல்திறன் தடையாக விரைவாக மாறக்கூடும்.
சிறந்த நடைமுறை: "chunky" API-களை வடிவமைக்கவும். ஒரு பெரிய தரவுத்தொகுப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு உருப்படியையும் செயலாக்க ஒரு செயல்பாட்டை அழைப்பதற்குப் பதிலாக, முழு தரவுத்தொகுப்பையும் ஒரே அழைப்பில் அனுப்பவும். Wasm தொகுதி ஒரு இறுக்கமான சுழற்சியில் மீண்டும் மீண்டும் செய்யட்டும், இது கிட்டத்தட்ட நேட்டிவ் வேகத்தில் செயல்படுத்தப்படும், பின்னர் இறுதி முடிவைத் திருப்பித் தரட்டும். நீங்கள் எல்லையைக் கடக்கும் எண்ணிக்கையைக் குறைக்கவும்.
நினைவக மேலாண்மை
நினைவகம் கவனமாக நிர்வகிக்கப்பட வேண்டும். ஹோஸ்ட் சில தரவுகளுக்காக கெஸ்டில் நினைவகத்தை ஒதுக்கினால், நினைவகக் கசிவுகளைத் தவிர்க்க அதை பின்னர் விடுவிக்க கெஸ்டிடம் சொல்ல நினைவில் கொள்ள வேண்டும். நவீன பைண்டிங் ஜெனரேட்டர்கள் இதை நன்றாகக் கையாளுகின்றன, ஆனால் அடிப்படை உரிமை மாதிரியைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியம்.
சிறந்த நடைமுறை: உங்கள் டூல்செயின் (`wasm-bindgen`, Emscripten, முதலியன) வழங்கும் சுருக்கங்களை நம்புங்கள், ஏனெனில் அவை இந்த உரிமை சொற்பொருளை சரியாகக் கையாள வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. கைமுறை பைண்டிங்ஸ் எழுதும்போது, எப்போதும் ஒரு `allocate` செயல்பாட்டை ஒரு `deallocate` செயல்பாட்டுடன் இணைத்து, அது அழைக்கப்படுவதை உறுதி செய்யுங்கள்.
பிழைதிருத்தம் (Debugging)
இரண்டு வெவ்வேறு மொழி சூழல்கள் மற்றும் நினைவக இடங்களை உள்ளடக்கிய குறியீட்டை பிழைதிருத்தம் செய்வது சவாலானது. ஒரு பிழை உயர்-நிலை தர்க்கத்தில், இணைப்புக் குறியீட்டில் அல்லது எல்லைத் தொடர்பிலேயே இருக்கலாம்.
சிறந்த நடைமுறை: உலாவி டெவலப்பர் கருவிகளைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளுங்கள், அவை சி++ மற்றும் ரஸ்ட் போன்ற மொழிகளிலிருந்து சோர்ஸ் மேப்களுக்கான ஆதரவு உட்பட, அவற்றின் Wasm பிழைதிருத்த திறன்களை சீராக மேம்படுத்தியுள்ளன. தரவு கடந்து செல்லும்போது அதைக் கண்காணிக்க எல்லையின் இருபுறமும் விரிவான லாக்கிங்கைப் பயன்படுத்தவும். Wasm தொகுதியின் முக்கிய தர்க்கத்தை ஹோஸ்டுடன் ஒருங்கிணைப்பதற்கு முன்பு தனிமையில் சோதிக்கவும்.
முடிவுரை: அமைப்புகளுக்கு இடையேயான வளரும் பாலம்
WebAssembly ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸ் ஒரு தொழில்நுட்ப விவரம் என்பதை விட மேலானது; அவை Wasm-ஐ பயனுள்ளதாக மாற்றும் பொறிமுறையாகும். அவை பாதுகாப்பான, உயர்-செயல்திறன் கொண்ட Wasm கணக்கீட்டு உலகத்தை ஹோஸ்ட் சூழல்களின் செழுமையான, ஊடாடும் திறன்களுடன் இணைக்கும் பாலமாகும். அவற்றின் கீழ்-நிலை எண் இறக்குமதிகள் மற்றும் நினைவக பாயிண்டர்களின் அடித்தளத்திலிருந்து, டெவலப்பர்களுக்கு எளிதான, உயர்-நிலை சுருக்கங்களை வழங்கும் அதிநவீன மொழி டூல்செயின்களின் எழுச்சியைக் கண்டோம்.
இன்று, இந்தப் பாலம் வலுவானதாகவும் நன்கு ஆதரிக்கப்பட்டதாகவும் உள்ளது, இது ஒரு புதிய வகை வலை மற்றும் சர்வர் பக்க பயன்பாடுகளை செயல்படுத்துகிறது. நாளை, WebAssembly காம்போனென்ட் மாடலின் வருகையுடன், இந்தப் பாலம் ஒரு உலகளாவிய பரிமாற்றமாக உருவாகும், இது எந்த மொழியிலிருந்தும் கூறுகள் தடையின்றி மற்றும் பாதுகாப்பாக ஒத்துழைக்கக்கூடிய ஒரு உண்மையான பலமொழி சூழலை வளர்க்கும்.
அடுத்த தலைமுறை மென்பொருளை உருவாக்க விரும்பும் எந்தவொரு டெவலப்பருக்கும் இந்த வளரும் பாலத்தைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். ஹோஸ்ட் பைண்டிங்ஸின் கொள்கைகளில் தேர்ச்சி பெறுவதன் மூலம், நாம் வேகமான மற்றும் பாதுகாப்பான பயன்பாடுகளை மட்டுமல்ல, மேலும் மாடுலர், கையடக்க மற்றும் கணினிமயமாக்கலின் எதிர்காலத்திற்குத் தயாரான பயன்பாடுகளையும் உருவாக்க முடியும்.