Frontend WebAssembly: Rust va AssemblyScript Integratsiya Shakllariga Chuqur Kirish

Ko'p yillar davomida JavaScript frontend veb-dasturlashning so'zsiz qiroli bo'lib keldi. Uning dinamizmi va keng ekotizimi dasturchilarga nihoyatda boy va interaktiv ilovalar yaratish imkonini berdi. Biroq, veb-ilovalar murakkablashib borgan sari — brauzer ichidagi video tahrirlash va 3D renderlashdan tortib, murakkab ma'lumotlarni vizualizatsiya qilish va mashinani o'rganishgacha bo'lgan hamma narsani qamrab olgan holda — interpretatsiya qilinadigan, dinamik turdagi tilning unumdorlik chegarasi tobora yaqqolroq namoyon bo'lmoqda. Mana shu yerda WebAssembly (Wasm) sahnaga chiqadi.

WebAssembly JavaScript'ning o'rnini bosuvchi emas, balki uning kuchli hamrohidir. Bu brauzer ichidagi izolyatsiyalangan virtual mashinada ishlaydigan past darajadagi, ikkilik instruksiya formati bo'lib, hisoblash talab qiluvchi vazifalar uchun deyarli mahalliy (native) unumdorlikni taqdim etadi. Bu veb-ilovalar uchun yangi ufqlarni ochadi va avval faqat mahalliy ish stoli ilovalari bilan cheklangan mantiqni to'g'ridan-to'g'ri foydalanuvchi brauzerida ishga tushirishga imkon beradi.

Frontend uchun WebAssembly'ga kompilyatsiya qilishda ikkita til yetakchi bo'lib chiqdi: o'zining unumdorligi, xotira xavfsizligi va mustahkam vositalari bilan mashhur bo'lgan Rust va TypeScript'ga o'xshash sintaksisdan foydalanadigan AssemblyScript, bu uni keng veb-dasturchilar hamjamiyati uchun nihoyatda qulay qiladi.

Ushbu keng qamrovli qo'llanma oddiy "hello, world" misollaridan tashqariga chiqadi. Biz Rust va AssemblyScript'ga asoslangan Wasm modullarini zamonaviy frontend ilovalaringizga samarali qo'shish uchun zarur bo'lgan muhim integratsiya shakllarini o'rganamiz. Biz oddiy sinxron chaqiruvlardan tortib, ilg'or holatni boshqarish va asosiy oqimdan tashqarida bajarishgacha bo'lgan hamma narsani qamrab olamiz va sizga global auditoriya uchun tezroq, kuchliroq veb-tajribalar yaratish uchun WebAssembly'ni qachon va qanday ishlatishni hal qilish uchun bilim beramiz.

WebAssembly Ekotizimini Tushunish

Integratsiya shakllariga sho'ng'ishdan oldin, Wasm ekotizimining asosiy tushunchalarini anglab olish zarur. Harakatlanuvchi qismlarni tushunish jarayonni soddalashtiradi va yaxshiroq arxitektura qarorlarini qabul qilishga yordam beradi.

Wasm Ikkilik Formati va Virtual Mashina

Aslida, WebAssembly bu kompilyatsiya maqsadidir. Siz Wasm'ni qo'lda yozmaysiz; siz Rust, C++ yoki AssemblyScript kabi tilda kod yozasiz va kompilyator uni ixcham, samarali .wasm ikkilik fayliga o'giradi. Bu fayl hech qanday maxsus CPU arxitekturasiga xos bo'lmagan bayt-kodni o'z ichiga oladi.

Brauzer .wasm faylini yuklaganda, u kodni JavaScript kabi qatorma-qator interpretatsiya qilmaydi. Buning o'rniga, Wasm bayt-kodi tezda xost mashinaning mahalliy kodiga tarjima qilinadi va xavfsiz, izolyatsiyalangan virtual mashina (VM) ichida bajariladi. Bu izolyatsiya muhim: Wasm moduli DOM, tizim fayllari yoki tarmoq resurslariga to'g'ridan-to'g'ri kira olmaydi. U faqat hisob-kitoblarni amalga oshirishi va unga aniq taqdim etilgan maxsus JavaScript funksiyalarini chaqirishi mumkin.

JavaScript-Wasm Chegarasi: Muhim Interfeys

Tushunish kerak bo'lgan eng muhim tushuncha - bu JavaScript va WebAssembly o'rtasidagi chegara. Ular aloqa qilish uchun ehtiyotkorlik bilan boshqariladigan ko'prikka muhtoj bo'lgan ikkita alohida dunyo. Ma'lumotlar ular o'rtasida shunchaki erkin oqmaydi.

• Cheklangan ma'lumot turlari: WebAssembly faqat asosiy sonli turlarni tushunadi: 32-bit va 64-bit butun sonlar va suzuvchi nuqtali sonlar. String, obyekt va massiv kabi murakkab turlar Wasm'da tabiiy ravishda mavjud emas.
• Chiziqli xotira: Wasm moduli uzluksiz xotira blokida ishlaydi, bu JavaScript tomonidan yagona katta ArrayBuffer kabi ko'rinadi. JS'dan Wasm'ga satr uzatish uchun siz satrni baytlarga (masalan, UTF-8) kodlashingiz, ushbu baytlarni Wasm modulining xotirasiga yozishingiz va keyin Wasm funksiyasiga ko'rsatkichni (xotira manzilini ifodalovchi butun son) uzatishingiz kerak.

Bu aloqa xarajatlari "bog'lovchi kod" (glue code) yaratadigan vositalarning nima uchun bunchalik muhimligini ko'rsatadi. Bu avtomatik yaratilgan JavaScript kodi murakkab xotirani boshqarish va ma'lumotlar turlarini o'zgartirishni o'z zimmasiga oladi, bu esa Wasm funksiyasini deyarli mahalliy JS funksiyasi kabi chaqirish imkonini beradi.

Frontend Wasm Dasturlash uchun Asosiy Vositalar

Ushbu ko'prikni qurishda siz yolg'iz emassiz. Hamjamiyat jarayonni soddalashtirish uchun ajoyib vositalarni ishlab chiqdi:

• Rust uchun:
  • wasm-pack: Hammasi birida qurish vositasi. U Rust kompilyatorini boshqaradi, wasm-bindgen'ni ishga tushiradi va hamma narsani NPM'ga mos paketga joylaydi.
  • wasm-bindgen: Rust-Wasm o'zaro ishlashi uchun sehrli tayoqcha. U sizning Rust kodingizni (xususan, #[wasm_bindgen] atributi bilan belgilangan elementlarni) o'qiydi va satrlar, strukturalar va vektorlar kabi murakkab ma'lumotlar turlarini boshqarish uchun zarur bo'lgan JavaScript bog'lovchi kodini yaratadi, bu esa chegaradan o'tishni deyarli sezilmas qiladi.
• AssemblyScript uchun:
  • asc: AssemblyScript kompilyatori. U TypeScript'ga o'xshash kodingizni oladi va uni to'g'ridan-to'g'ri .wasm ikkilik fayliga kompilyatsiya qiladi. Shuningdek, u xotirani boshqarish va JS xosti bilan o'zaro ishlash uchun yordamchi funksiyalarni taqdim etadi.
• Bandlerlar: Vite, Webpack va Parcel kabi zamonaviy frontend bandlerlari .wasm fayllarini import qilishni o'rnatilgan holda qo'llab-quvvatlaydi, bu esa mavjud qurish jarayoningizga integratsiyani ancha osonlashtiradi.

Qurolingizni Tanlang: Rust va AssemblyScript

Rust va AssemblyScript o'rtasidagi tanlov ko'p jihatdan loyihangiz talablariga, jamoangizning mavjud mahoratiga va unumdorlik maqsadlaringizga bog'liq. Yagona "eng yaxshi" tanlov yo'q; har birining o'ziga xos afzalliklari bor.

Rust: Unumdorlik va Xavfsizlikning Giganti

Rust - bu unumdorlik, parallellik va xotira xavfsizligi uchun mo'ljallangan tizimli dasturlash tili. Uning qat'iy kompilyatori va egalik modeli kompilyatsiya vaqtidayoq xatolarning butun sinflarini yo'q qiladi, bu uni muhim, murakkab mantiq uchun ideal qiladi.

• Afzalliklari:
  • Ajoyib Unumdorlik: Nol xarajatli abstraksiyalar va qo'lda xotira boshqaruvi (chiqindilarni yig'uvchisiz) C va C++ bilan raqobatlashadigan unumdorlikka imkon beradi.
  • Kafolatlangan Xotira Xavfsizligi: Qarz olishni tekshiruvchi (borrow checker) ma'lumotlar poygasi, null ko'rsatkichga murojaat qilish va boshqa keng tarqalgan xotira bilan bog'liq xatolarni oldini oladi.
  • Katta Ekotizim: Siz Rust'ning paketlar ombori bo'lgan crates.io'dan foydalanishingiz mumkin, u deyarli har qanday vazifa uchun yuqori sifatli kutubxonalarning katta to'plamini o'z ichiga oladi.
  • Kuchli Vositalar: wasm-bindgen JS-Wasm aloqasi uchun yuqori darajadagi, ergonomik abstraksiyalarni taqdim etadi.
• Kamchiliklari:
  • Tik o'rganish egri chizig'i: Egalik, qarz olish va hayot davri kabi tushunchalar tizimli dasturlashga yangi bo'lgan dasturchilar uchun qiyin bo'lishi mumkin.
  • Kattaroq ikkilik fayl hajmlari: Oddiy Rust Wasm moduli standart kutubxona komponentlari va ajratuvchi kod kiritilganligi sababli o'zining AssemblyScript muqobilidan kattaroq bo'lishi mumkin. Biroq, buni jiddiy optimallashtirish mumkin.
  • Uzoqroq kompilyatsiya vaqtlari: Rust kompilyatori xavfsizlik va unumdorlikni ta'minlash uchun ko'p ish qiladi, bu esa sekinroq qurilishlarga olib kelishi mumkin.
• Eng mos keladi: Har bir gramm unumdorlik muhim bo'lgan CPU'ga bog'liq vazifalar uchun. Misollar: rasm va video ishlov berish filtrlari, brauzer o'yinlari uchun fizika dvigatellari, kriptografik algoritmlar va keng ko'lamli ma'lumotlar tahlili yoki simulyatsiyasi.

AssemblyScript: Veb-dasturchilar uchun tanish ko'prik

AssemblyScript Wasm'ni veb-dasturchilar uchun qulay qilish maqsadida yaratilgan. U TypeScript'ning tanish sintaksisidan foydalanadi, lekin qat'iyroq turlarga ega va Wasm'ga kompilyatsiya qilish uchun moslashtirilgan boshqa standart kutubxonaga ega.

• Afzalliklari:
  • Yumshoq o'rganish egri chizig'i: Agar siz TypeScript'ni bilsangiz, bir necha soat ichida AssemblyScript'da samarali ishlay olasiz.
  • Soddaroq xotira boshqaruvi: U chiqindilarni yig'uvchi (GC) o'z ichiga oladi, bu Rust'ning qo'lda yondashuviga nisbatan xotira bilan ishlashni soddalashtiradi.
  • Kichik ikkilik fayl hajmlari: Kichik modullar uchun AssemblyScript ko'pincha juda ixcham .wasm fayllarini yaratadi.
  • Tez kompilyatsiya: Kompilyator juda tez, bu esa tezroq ishlab chiqish qayta aloqa sikliga olib keladi.
• Kamchiliklari:
  • Unumdorlik cheklovlari: Chiqindilarni yig'uvchining mavjudligi va boshqa ish vaqti modeli tufayli u odatda optimallashtirilgan Rust yoki C++'ning sof unumdorligiga mos kelmaydi.
  • Kichikroq ekotizim: AssemblyScript uchun kutubxonalar ekotizimi o'sib bormoqda, lekin Rust'ning crates.io'si kabi keng emas.
  • Past darajadagi o'zaro ishlash: Qulay bo'lishiga qaramay, JS o'zaro ishlashi ko'pincha Rust uchun wasm-bindgen taklif qiladiganidan ko'ra ko'proq qo'lda boshqariladigandek tuyuladi.
• Eng mos keladi: Mavjud JavaScript algoritmlarini tezlashtirish, qat'iy CPU'ga bog'liq bo'lmagan murakkab biznes mantiqini amalga oshirish, unumdorlikka sezgir yordamchi kutubxonalar qurish va Wasm xususiyatlarini tezda prototiplash uchun.

Tezkor Qaror Matritsasi

Tanlashda yordam berish uchun ushbu savollarni ko'rib chiqing:

• Sizning asosiy maqsadingiz maksimal, "yalang'och temir" unumdorligimi? Rust'ni tanlang.
• Jamoangiz asosan tezda samarali bo'lishi kerak bo'lgan TypeScript dasturchilaridan iboratmi? AssemblyScript'ni tanlang.
• Har bir xotira ajratishni nozik, qo'lda boshqarishingiz kerakmi? Rust'ni tanlang.
• JS kod bazangizning unumdorlikka sezgir qismini port qilishning tez usulini qidiryapsizmi? AssemblyScript'ni tanlang.
• Tahlil qilish, matematika yoki ma'lumotlar tuzilmalari kabi vazifalar uchun mavjud kutubxonalarning boy ekotizimidan foydalanishingiz kerakmi? Rust'ni tanlang.

Asosiy Integratsiya Shakli: Sinxron Modul

WebAssembly'dan foydalanishning eng asosiy usuli - bu ilovangiz ishga tushganda modulni yuklash va keyin uning eksport qilingan funksiyalarini sinxron ravishda chaqirish. Bu shakl kichik, muhim yordamchi modullar uchun oddiy va samaralidir.

wasm-pack va wasm-bindgen bilan Rust Misoli

Keling, ikki sonni qo'shadigan oddiy Rust kutubxonasini yarataylik.

1. Rust loyihangizni sozlang:

cargo new --lib wasm-calculator

2. Cargo.toml'ga bog'liqliklarni qo'shing:

[dependencies]
wasm-bindgen = "0.2"

3. src/lib.rs'da Rust kodini yozing:

Biz #[wasm_bindgen] makrosidan ushbu funksiyani JavaScript'ga ochish uchun vositalar zanjiriga aytish uchun foydalanamiz.

            use wasm_bindgen::prelude::*;

#[wasm_bindgen]
pub fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}
            

              
                Copy
              
            
          

4. wasm-pack bilan qurish:

Bu buyruq Rust kodini Wasm'ga kompilyatsiya qiladi va .wasm fayli, JS bog'lovchi kodi va package.json'ni o'z ichiga olgan pkg katalogini yaratadi.

wasm-pack build --target web

5. JavaScript'da foydalaning:

Yaratilgan JS moduli init funksiyasini (bu asinxron va Wasm ikkilik faylini yuklash uchun birinchi bo'lib chaqirilishi kerak) va barcha eksport qilingan funksiyalaringizni eksport qiladi.

            import init, { add } from './pkg/wasm_calculator.js';

async function runApp() {
    await init(); // Bu .wasm faylini yuklaydi va kompilyatsiya qiladi

    const result = add(15, 27);
    console.log(`Rust'dan kelgan natija: ${result}`); // Rust'dan kelgan natija: 42
}

runApp();
            

              
                Copy
              
            
          

asc bilan AssemblyScript Misoli

Endi, xuddi shu ishni AssemblyScript bilan qilaylik.

1. Loyihangizni sozlang va kompilyatorni o'rnating:

npm install --save-dev assemblyscript
npx asinit .

2. assembly/index.ts'da AssemblyScript kodini yozing:

Sintaksis deyarli TypeScript bilan bir xil.

            export function add(a: i32, b: i32): i32 {
  return a + b;
}
            

              
                Copy
              
            
          

3. asc bilan qurish:

npm run asbuild (Bu package.json'da aniqlangan qurish skriptini ishga tushiradi)

4. Web API yordamida JavaScript'da foydalaning:

AssemblyScript'dan foydalanish ko'pincha mahalliy WebAssembly Web API'sini o'z ichiga oladi, bu biroz ko'proq so'zli bo'lsa-da, sizga to'liq nazoratni beradi.

            async function runApp() {
    const response = await fetch('./build/optimized.wasm');
    const buffer = await response.arrayBuffer();
    const wasmModule = await WebAssembly.instantiate(buffer);

    const { add } = wasmModule.instance.exports;

    const result = add(15, 27);
    console.log(`AssemblyScript'dan kelgan natija: ${result}`); // AssemblyScript'dan kelgan natija: 42
}

runApp();
            

              
                Copy
              
            
          

Bu Shaklni Qachon Ishlatish Kerak

Ushbu sinxron yuklash shakli ilova yuklanganda darhol kerak bo'ladigan kichik, muhim Wasm modullari uchun eng yaxshisidir. Agar Wasm modulingiz katta bo'lsa, bu dastlabki await init() ilovangizning renderlanishini bloklashi mumkin, bu esa yomon foydalanuvchi tajribasiga olib keladi. Kattaroq modullar uchun bizga yanada ilg'or yondashuv kerak.

Ilg'or Shakl 1: Asinxron Yuklash va Asosiy Oqimdan Tashqarida Bajarish

Silliq va sezgir UI'ni ta'minlash uchun siz hech qachon asosiy oqimda uzoq davom etadigan vazifalarni bajarmasligingiz kerak. Bu ham katta Wasm modullarini yuklashga, ham ularning hisoblash jihatidan qimmat funksiyalarini bajarishga taalluqlidir. Aynan shu yerda kechiktirilgan yuklash (lazy loading) va Web Workers muhim shakllarga aylanadi.

Dinamik Importlar va Kechiktirilgan Yuklash

Zamonaviy JavaScript sizga kodni talab bo'yicha yuklash uchun dinamik import()'dan foydalanishga imkon beradi. Bu Wasm modulini faqat u haqiqatdan ham kerak bo'lganda, masalan, foydalanuvchi ma'lum bir sahifaga o'tganda yoki biror xususiyatni ishga tushiradigan tugmani bosganda yuklash uchun mukammal vositadir.

Tasavvur qiling, sizda foto tahrirlovchi ilova bor. Rasm filtrlarini qo'llash uchun Wasm moduli katta va faqat foydalanuvchi "Filtrni qo'llash" tugmasini tanlaganda kerak bo'ladi.

            const applyFilterButton = document.getElementById('apply-filter');

applyFilterButton.addEventListener('click', async () => {
    // Wasm moduli va uning JS bog'lovchi kodi faqat hozir yuklab olinadi va tahlil qilinadi.
    const { apply_grayscale_filter } = await import('./pkg/image_filters.js');
    
    const imageData = getCanvasData();
    const filteredData = apply_grayscale_filter(imageData);
    renderNewImage(filteredData);
});
            

              
                Copy
              
            
          

Bu oddiy o'zgarish dastlabki sahifa yuklanish vaqtini sezilarli darajada yaxshilaydi. Foydalanuvchi Wasm modulining xarajatini faqat xususiyatdan aniq foydalanganda to'laydi.

Web Worker Shakli

Kechiktirilgan yuklash bilan ham, agar Wasm funksiyangiz bajarilishi uchun uzoq vaqt talab qilsa (masalan, katta video faylni qayta ishlash), u baribir UI'ni muzlatib qo'yadi. Yechim - butun operatsiyani, shu jumladan Wasm modulini yuklash va bajarishni Web Worker yordamida alohida oqimga o'tkazish.

Arxitektura quyidagicha: 1. Asosiy oqim: Yangi Worker yaratadi. 2. Asosiy oqim: Worker'ga qayta ishlanadigan ma'lumotlar bilan xabar yuboradi. 3. Worker oqimi: Xabarni qabul qiladi. 4. Worker oqimi: Wasm modulini va uning bog'lovchi kodini import qiladi. 5. Worker oqimi: Qimmat Wasm funksiyasini ma'lumotlar bilan chaqiradi. 6. Worker oqimi: Hisoblash tugagach, u asosiy oqimga natija bilan xabar yuboradi. 7. Asosiy oqim: Natijani qabul qiladi va UI'ni yangilaydi.

Misol: Asosiy Oqim (main.js)

            const imageProcessorWorker = new Worker(new URL('./worker.js', import.meta.url), { type: 'module' });

// Workerdan kelgan natijalarni tinglash
imageProcessorWorker.onmessage = (event) => {
    console.log('Workerdan qayta ishlangan ma\'lumotlar qabul qilindi!');
    updateUIWithResult(event.data);
};

// Foydalanuvchi rasmni qayta ishlashni xohlaganda
document.getElementById('process-btn').addEventListener('click', () => {
    const largeImageData = getLargeImageData();
    console.log('Ma\'lumotlarni qayta ishlash uchun workerga yuborilmoqda...');
    // Ma'lumotlarni asosiy oqimdan tashqarida qayta ishlash uchun workerga yuboring
    imageProcessorWorker.postMessage(largeImageData);
});
            

              
                Copy
              
            
          

Misol: Worker Oqimi (worker.js)

            // Wasm modulini *worker ichida* import qilish
import init, { process_image } from './pkg/image_processor.js';

async function main() {
    // Worker ishga tushganda Wasm modulini bir marta ishga tushirish
    await init();

    // Asosiy oqimdan kelgan xabarlarni tinglash
    self.onmessage = (event) => {
        console.log('Worker ma\'lumotlarni qabul qildi, Wasm hisoblashni boshlamoqda...');
        const inputData = event.data;
        const result = process_image(inputData);

        // Natijani asosiy oqimga qaytarib yuborish
        self.postMessage(result);
    };

    // Worker tayyor ekanligini asosiy oqimga bildirish
    self.postMessage('WORKER_READY');
}

main();
            

              
                Copy
              
            
          

Bu shakl og'ir WebAssembly hisob-kitoblarini veb-ilovaga integratsiya qilish uchun oltin standartdir. Bu, fondagi ishlov berish qanchalik intensiv bo'lishidan qat'i nazar, UI'ning mukammal silliq va sezgir bo'lishini ta'minlaydi. Katta hajmdagi ma'lumotlar to'plamini o'z ichiga olgan ekstremal unumdorlik stsenariylari uchun siz, shuningdek, worker va asosiy oqimga bir xil xotira blokiga kirishga ruxsat berish uchun SharedArrayBuffer'dan foydalanishni o'rganishingiz mumkin, bu esa ma'lumotlarni oldinga va orqaga nusxalash zaruratini yo'q qiladi. Biroq, bu ma'lum server xavfsizlik sarlavhalari (COOP va COEP) sozlanishini talab qiladi.

Ilg'or Shakl 2: Murakkab Ma'lumotlar va Holatni Boshqarish

WebAssembly'ning haqiqiy kuchi (va murakkabligi) siz oddiy raqamlardan tashqariga chiqib, satrlar, obyektlar va katta massivlar kabi murakkab ma'lumotlar tuzilmalari bilan ishlashni boshlaganingizda ochiladi. Bu Wasm'ning chiziqli xotira modelini chuqur tushunishni talab qiladi.

Wasm Chiziqli Xotirasini Tushunish

Wasm modulining xotirasini bitta, ulkan JavaScript ArrayBuffer deb tasavvur qiling. Ham JavaScript, ham Wasm bu xotiraga o'qishi va yozishi mumkin, lekin ular buni turli yo'llar bilan qilishadi. Wasm unga to'g'ridan-to'g'ri ishlaydi, JavaScript esa u bilan o'zaro ishlash uchun turli ko'rinishdagi massiv (masalan, `Uint8Array` yoki `Float32Array`) yaratishi kerak.

Buni qo'lda boshqarish murakkab va xatolarga moyil, shuning uchun biz o'z vositalar zanjirlarimiz tomonidan taqdim etilgan abstraksiyalarga tayanamiz.

`wasm-bindgen` (Rust) bilan Yuqori Darajali Abstraksiyalar

`wasm-bindgen` abstraksiyaning durdonasidir. U sizga `String`, `Vec` va hatto maxsus `struct` kabi yuqori darajadagi turlardan foydalanadigan Rust funksiyalarini yozishga imkon beradi va xotirani boshqarish va ma'lumotlarni o'zgartirishni boshqarish uchun JS bog'lovchi kodini avtomatik ravishda yaratadi.

Misol: Rust'ga satr uzatish va yangisini qaytarish.

            use wasm_bindgen::prelude::*;

// Bu funksiya Rust satr bo'lagini (&str) oladi va yangi egalik qilingan String'ni qaytaradi.
#[wasm_bindgen]
pub fn greet(name: &str) -> String {
    format!("Salom Rust'dan, {}!", name)
}

// Bu funksiya JavaScript obyektini oladi.
#[wasm_bindgen]
pub struct User {
    pub id: u32,
    pub name: String,
}

#[wasm_bindgen]
pub fn get_user_description(user: &User) -> String {
    format!("Foydalanuvchi ID: {}, Ism: {}", user.id, user.name)
}
            

              
                Copy
              
            
          

JavaScript'da siz ushbu funksiyalarni deyarli mahalliy JS kabi chaqirishingiz mumkin:

            import init, { greet, User, get_user_description } from './pkg/my_module.js';

await init();

const greeting = greet('Dunyo'); // wasm-bindgen satrni o'zgartirishni boshqaradi
console.log(greeting); // "Salom Rust'dan, Dunyo!"

const user = User.new(101, 'Alice'); // JS'dan Rust struct yaratish
const description = get_user_description(user);
console.log(description); // "Foydalanuvchi ID: 101, Ism: Alice"
            

              
                Copy
              
            
          

Bu nihoyatda qulay bo'lsa-da, ushbu abstraksiyaning unumdorlik xarajati bor. Har safar chegara orqali satr yoki obyekt uzatganingizda, `wasm-bindgen`'ning bog'lovchi kodi Wasm modulida xotira ajratishi, ma'lumotlarni nusxalashi va (ko'pincha) keyinroq uni bo'shatishi kerak. Tez-tez katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatadigan unumdorlik uchun muhim kod uchun siz ko'proq qo'lda yondashuvni tanlashingiz mumkin.

Qo'lda Xotira Boshqaruvi va Ko'rsatkichlar

Maksimal unumdorlik uchun siz yuqori darajadagi abstraksiyalarni chetlab o'tib, xotirani to'g'ridan-to'g'ri boshqarishingiz mumkin. Bu shakl JavaScript'ning Wasm funksiyasi keyinchalik ishlaydigan Wasm xotirasiga to'g'ridan-to'g'ri yozish orqali ma'lumotlarni nusxalashni yo'q qiladi.

Umumiy oqim quyidagicha: 1. Wasm: `allocate_memory(size)` va `deallocate_memory(pointer, size)` kabi funksiyalarni eksport qiladi. 2. JS: Wasm moduli ichidagi xotira bloki uchun ko'rsatkich (butun sonli manzil) olish uchun `allocate_memory` ni chaqiradi. 3. JS: Wasm modulining to'liq xotira buferiga (`instance.exports.memory.buffer`) tutqichni oladi. 4. JS: Shu buferda `Uint8Array` (yoki boshqa turdagi massiv) ko'rinishini yaratadi. 5. JS: Ma'lumotlaringizni to'g'ridan-to'g'ri ko'rsatkich tomonidan berilgan ofsetda ko'rinishga yozadi. 6. JS: Ko'rsatkich va ma'lumotlar uzunligini uzatib, asosiy Wasm funksiyangizni chaqiradi. 7. Wasm: Ma'lumotlarni o'z xotirasidan o'sha ko'rsatkichda o'qiydi, qayta ishlaydi va ehtimol natijani xotiraning boshqa joyiga yozib, yangi ko'rsatkich qaytaradi. 8. JS: Natijani Wasm xotirasidan o'qiydi. 9. JS: Xotira oqishini oldini olish uchun xotira maydonini bo'shatish uchun `deallocate_memory` ni chaqiradi.

Bu shakl ancha murakkab, ammo brauzer ichidagi video kodeklar yoki ilmiy simulyatsiyalar kabi katta ma'lumotlar buferlari qattiq siklda qayta ishlanadigan ilovalar uchun zarurdir. Ham Rust (`wasm-bindgen`'ning yuqori darajadagi xususiyatlarisiz), ham AssemblyScript bu shaklni qo'llab-quvvatlaydi.

Umumiy Holat Shakli: Haqiqat Qayerda Yashaydi?

Murakkab ilova qurayotganda, ilovangiz holati qayerda joylashishini hal qilishingiz kerak. WebAssembly bilan sizda ikkita asosiy arxitektura tanlovi mavjud.

• A variant: Holat JavaScript'da yashaydi (Wasm sof funksiya sifatida)

  Bu eng keng tarqalgan va ko'pincha eng oddiy shakl. Sizning holatingiz JavaScript freymvorkingiz tomonidan boshqariladi (masalan, React komponentining holatida, Vuex do'konida yoki Svelte do'konida). Og'ir hisob-kitobni bajarishingiz kerak bo'lganda, siz tegishli holatni Wasm funksiyasiga uzatasiz. Wasm funksiyasi sof, holatsiz kalkulyator sifatida ishlaydi: u ma'lumotlarni oladi, hisob-kitobni bajaradi va natijani qaytaradi. Keyin JavaScript kodi bu natijani oladi va o'z holatini yangilaydi, bu esa o'z navbatida UI'ni qayta renderlaydi.

  Qachon foydalanish kerak: Wasm modulingiz yordamchi funksiyalarni taqdim etganda yoki mavjud frontend arxitekturangiz tomonidan boshqariladigan ma'lumotlarda diskret, holatsiz o'zgartirishlarni amalga oshirganda.

• B variant: Holat WebAssembly'da yashaydi (Wasm haqiqat manbai sifatida)

  Bu yanada ilg'or shaklda, ilovangizning butun asosiy mantiqi va holati Wasm moduli ichida boshqariladi. JavaScript qatlami yupqa ko'rinish yoki renderlash qatlamiga aylanadi. Masalan, murakkab hujjat tahrirlovchisida butun hujjat modeli Wasm xotirasida yashovchi Rust strukturasi bo'lishi mumkin. Foydalanuvchi biror belgini terganida, JS kodi mahalliy holat obyektini yangilamaydi; buning o'rniga, u `editor.insert_character('a', position)` kabi Wasm funksiyasini chaqiradi. Bu funksiya Wasm xotirasidagi holatni o'zgartiradi. UI'ni yangilash uchun JS keyin `editor.get_visible_portion()` kabi boshqa funksiyani chaqirishi mumkin, bu esa renderlash uchun zarur bo'lgan holatning tasvirini qaytaradi.

  Qachon foydalanish kerak: Siz juda murakkab, holatli ilova qurayotganingizda, unda asosiy mantiq unumdorlik uchun muhim va Rust kabi tilning xavfsizligi va tuzilishidan foyda ko'radi. Yew va Dioxus kabi butun frontend freymvorklari Rust uchun ushbu tamoyil asosida qurilgan.

Frontend Freymvorklari bilan Amaliy Integratsiya

Wasm'ni React, Vue yoki Svelte kabi freymvorklarga integratsiya qilish o'xshash shaklga amal qiladi: siz Wasm modulining asinxron yuklanishini boshqarishingiz va uning eksportlarini komponentlaringizga taqdim etishingiz kerak.

React / Next.js

Maxsus hook Wasm modulining hayot siklini boshqarishning nafis usulidir.

            import { useState, useEffect } from 'react';
import init, { add } from '../pkg/wasm_calculator.js';

const useWasm = () => {
  const [wasm, setWasm] = useState(null);

  useEffect(() => {
    const loadWasm = async () => {
      try {
        await init();
        setWasm({ add });
      } catch (err) {
        console.error("Wasm modulini yuklashda xatolik", err);
      }
    };
    loadWasm();
  }, []);

  return wasm;
};

function Calculator() {
  const wasmModule = useWasm();

  if (!wasmModule) {
    return 
WebAssembly moduli yuklanmoqda...
;
  }

  return (
    

      Wasm'dan natija: {wasmModule.add(10, 20)}
    
  );
}
            

              
                Copy
              
            
          

Vue / Nuxt

Vue'ning Composition API'sida siz `onMounted` hayotiy sikl hooki va `ref`dan foydalanishingiz mumkin.

            import { ref, onMounted } from 'vue';
import init, { add } from '../pkg/wasm_calculator.js';

export default {
  setup() {
    const wasm = ref(null);
    const result = ref(0);

    onMounted(async () => {
      await init();
      wasm.value = { add };
      result.value = wasm.value.add(20, 30);
    });

    return { result, isLoading: !wasm.value };
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

Svelte / SvelteKit

Svelte'ning `onMount` funksiyasi va reaktiv ifodalari mukammal mos keladi.

            <script>
  import { onMount } from 'svelte';
  import init, { add } from '../pkg/wasm_calculator.js';

  let wasmModule = null;
  let result = 0;

  onMount(async () => {
    await init();
    wasmModule = { add };
  });

  $: if (wasmModule) {
    result = wasmModule.add(30, 40);
  }
</script>

{#if !wasmModule}
  <p>WebAssembly moduli yuklanmoqda...</p>
{:else}
  <p>Wasm'dan natija: {result}</p>
{/if}
            

              
                Copy
              
            
          

Eng Yaxshi Amaliyotlar va Qochish Kerak Bo'lgan Xatolar

Wasm dasturlashga chuqurroq kirib borganingizda, ilovangizning unumdor, mustahkam va qo'llab-quvvatlanadigan bo'lishini ta'minlash uchun ushbu eng yaxshi amaliyotlarni yodda tuting.

Unumdorlikni Optimizatsiya Qilish

• Kodlarni Bo'lish va Kechiktirilgan Yuklash: Hech qachon bitta, monolit Wasm ikkilik faylini jo'natmang. Funksionalligingizni mantiqiy, kichikroq modullarga bo'ling va ularni talab bo'yicha yuklash uchun dinamik importlardan foydalaning.
• Hajm uchun optimallashtirish: Ayniqsa Rust uchun, ikkilik fayl hajmi muammo bo'lishi mumkin. `Cargo.toml` ni reliz qurilishlari uchun `lto = true` (Bog'lanish vaqtidagi optimizatsiya) va `opt-level = 'z'` (hajm uchun optimallashtirish) bilan sozlang, bu fayl hajmini sezilarli darajada kamaytiradi. Wasm ikkilik faylingizni tahlil qilish va kod hajmining shishishini aniqlash uchun `twiggy` kabi vositalardan foydalaning.
• Chegara o'tishlarini minimallashtirish: JavaScript'dan Wasm'ga har bir funksiya chaqiruvi qo'shimcha xarajatlarga ega. Unumdorlik uchun muhim sikllarda ko'plab kichik, "gapdon" chaqiruvlar qilishdan saqlaning. Buning o'rniga, Wasm funksiyalaringizni har bir chaqiruvda ko'proq ish bajaradigan qilib loyihalashtiring. Masalan, `process_pixel(x, y)` ni 10 000 marta chaqirish o'rniga, butun rasm buferini `process_image()` funksiyasiga bir marta uzating.

Xatolarni Boshqarish va Tuzatish

• Xatolarni chiroyli tarzda uzatish: Rust'dagi "panic" Wasm modulingizni ishdan chiqaradi. "Panic" qilish o'rniga, Rust funksiyalaringizdan `Result` qaytaring. `wasm-bindgen` buni avtomatik ravishda muvaffaqiyat qiymati bilan hal qilinadigan yoki xato bilan rad etiladigan JavaScript `Promise`'ga aylantirishi mumkin, bu sizga JS'da standart `try...catch` bloklaridan foydalanish imkonini beradi.
• Manba Xaritalaridan Foydalanish: Zamonaviy vositalar zanjirlari Wasm uchun DWARF-ga asoslangan manba xaritalarini yaratishi mumkin, bu sizga to'g'ridan-to'g'ri brauzer ishlab chiquvchi vositalarida asl Rust yoki AssemblyScript kodingizda to'xtash nuqtalarini o'rnatish va o'zgaruvchilarni tekshirish imkonini beradi. Bu hali rivojlanayotgan soha, lekin tobora kuchayib bormoqda.
• Matn Formatidan (`.wat`) Foydalanish: Shubhalanganda, siz .wasm ikkilik faylingizni WebAssembly Matn Formatiga (.wat) dekompilyatsiya qilishingiz mumkin. Bu inson o'qiy oladigan format so'zli bo'lsa-da, past darajadagi tuzatish uchun bebaho bo'lishi mumkin.

Xavfsizlik Mulohazalari

• Bog'liqliklaringizga Ishoning: Wasm izolyatsiya muhiti modulning ruxsat etilmagan tizim resurslariga kirishini oldini oladi. Biroq, har qanday NPM paketi kabi, zararli Wasm moduli zaifliklarga ega bo'lishi yoki siz unga taqdim etgan JavaScript funksiyalari orqali ma'lumotlarni o'g'irlashga harakat qilishi mumkin. Har doim bog'liqliklaringizni tekshiring.
• Umumiy Xotira uchun COOP/COEP'ni Yoqish: Agar siz Web Workers bilan nol nusxali xotira almashinuvi uchun `SharedArrayBuffer` dan foydalansangiz, serveringizni tegishli Cross-Origin-Opener-Policy (COOP) va Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP) sarlavhalarini yuborish uchun sozlashishingiz shart. Bu Spectre kabi spekulyativ bajarish hujumlarini yumshatish uchun xavfsizlik chorasidir.

Frontend WebAssembly'ning Kelajagi

WebAssembly hali yosh texnologiya va uning kelajagi nihoyatda yorqin. Bir nechta qiziqarli takliflar standartlashtirilmoqda, ular uni yanada kuchliroq va integratsiya qilishni osonlashtiradi:

• WASI (WebAssembly Tizim Interfeysi): Asosan Wasm'ni brauzerdan tashqarida (masalan, serverlarda) ishlatishga qaratilgan bo'lsa-da, WASI'ning interfeyslarni standartlashtirishi Wasm kodining umumiy portativligi va ekotizimini yaxshilaydi.
• Komponent Modeli: Bu, shubhasiz, eng o'zgartiruvchi taklifdir. U Wasm modullarining bir-biri va xost bilan aloqa qilishining universal, tilga bog'liq bo'lmagan usulini yaratishni maqsad qilgan, bu esa tilga xos bog'lovchi kod zaruratini yo'q qiladi. Rust komponenti to'g'ridan-to'g'ri Python komponentini chaqirishi mumkin, u esa Go komponentini chaqirishi mumkin, bularning barchasi JavaScript orqali o'tmasdan.
• Chiqindilarni Yig'ish (GC): Ushbu taklif Wasm modullariga xost muhitining chiqindilarni yig'uvchisi bilan o'zaro ishlash imkonini beradi. Bu Java, C# yoki OCaml kabi tillarning Wasm'ga samaraliroq kompilyatsiya qilinishiga va JavaScript obyektlari bilan silliqroq ishlashiga imkon beradi.
• Oqimlar, SIMD va Boshqalar: Ko'p oqimlilik va SIMD (Yagona Instruksiya, Ko'p Ma'lumotlar) kabi xususiyatlar barqarorlashmoqda, bu esa ma'lumotlarga intensiv ilovalar uchun yanada kattaroq parallellik va unumdorlikni ochib beradi.

Xulosa: Veb Unumdorligining Yangi Davrini Ochish

WebAssembly vebda nimalar mumkinligida fundamental o'zgarishni anglatadi. Bu to'g'ri qo'llanilganda an'anaviy JavaScript'ning unumdorlik to'siqlarini yengib o'tishga qodir kuchli vosita bo'lib, har qanday zamonaviy brauzerda ishlaydigan yangi turdagi boy, yuqori interaktiv va hisoblash talab qiladigan ilovalarga imkon beradi.

Biz Rust va AssemblyScript o'rtasidagi tanlov sof quvvat va dasturchi qulayligi o'rtasidagi murosasiz ekanligini ko'rdik. Rust eng talabchan vazifalar uchun misli ko'rilmagan unumdorlik va xavfsizlikni ta'minlaydi, AssemblyScript esa o'z ilovalarini kuchaytirishni istagan millionlab TypeScript dasturchilari uchun yumshoq kirish yo'lini taklif etadi.

WebAssembly bilan muvaffaqiyat to'g'ri integratsiya shakllarini tanlashga bog'liq. Oddiy sinxron yordamchi dasturlardan tortib, Web Worker'da butunlay asosiy oqimdan tashqarida ishlaydigan murakkab, holatli ilovalargacha, JS-Wasm chegarasini qanday boshqarishni tushunish kalitidir. Modullaringizni kechiktirib yuklash, og'ir ishlarni workerlarga o'tkazish va xotira hamda holatni ehtiyotkorlik bilan boshqarish orqali siz Wasm'ning kuchini foydalanuvchi tajribasiga putur etkazmasdan integratsiya qilishingiz mumkin.

WebAssembly'ga sayohat qo'rqinchli tuyulishi mumkin, ammo vositalar va hamjamiyatlar har qachongidan ham yetukroq. Kichikdan boshlang. Joriy ilovangizdagi unumdorlikdagi zaif nuqtani aniqlang — bu murakkab hisob-kitob, ma'lumotlarni tahlil qilish yoki grafik renderlash sikli bo'ladimi — va Wasm qanday yechim bo'lishi mumkinligini ko'rib chiqing. Ushbu texnologiyani o'zlashtirish orqali siz nafaqat funksiyani optimallashtirayotgan bo'lasiz; siz veb-platformaning kelajagiga sarmoya kiritayotgan bo'lasiz.