WebAssembly WASI Preview 3: Bulutga asoslangan va undan tashqaridagi tizim chaqiruvi interfeysida inqilob

WebAssembly (Wasm) brauzerga asoslangan texnologiyadan server tomonidagi ilovalar, bulutga asoslangan xizmatlar, edge computing va hatto ish stoli muhitlari uchun kuchli ish vaqtiga tezda aylandi. Ushbu kengayishning markazida WebAssembly tizim interfeysi (WASI) yotadi, bu Wasm modullari asosiy operatsion tizim bilan qanday o'zaro ta'sir qilishi belgilaydigan rivojlanayotgan standartdir. WASI Preview 3 dagi yaqinda erishilgan yutuqlar sezilarli oldinga siljishni anglatadi, bu butun dunyo bo'ylab ko'chma va xavfsiz hisoblash uchun yanada katta imkoniyatlarni ochib berishga va'da beruvchi yanada mustahkam, bashorat qilinadigan va funktsional jihatdan boy tizim chaqiruv interfeysini taqdim etadi.

WASI ning yaratilishi: Wasm va tizim o'rtasidagi bo'shliqni bartaraf etish

Dastlab veb-brauzerlar uchun mo'ljallangan WebAssembly'ning qum qutisi tabiatining xavfsizligi va ko'chma qobiliyati uni brauzer bo'lmagan muhitlar uchun jozibali nomzodga aylantirdi. Biroq, brauzerdan tashqarida haqiqatan ham foydali bo'lishi uchun Wasm modullari fayl I/U, tarmoqqa kirish va atrof-muhit o'zgaruvchilarini olish kabi tizim darajasidagi operatsiyalarni bajarishning standartlashtirilgan usuliga muhtoj edi. Aynan shu erda WASI aralashadi. WASI Wasm modullarini asosiy operatsion tizim yoki apparat arxitekturasidan qat'iy nazar, xavfsiz va nazorat ostida, tizim bilan o'zaro ta'sir qilish imkonini beruvchi izchil, qobiliyatga asoslangan API-ni taqdim etishga qaratilgan.

Nega WASI? Asosiy motivatsiyalar va dizayn prinsiplari

• Ko'chma: WebAssembly ning asosiy va'dasi "istalgan joyda ishlash" dir. WASI buni tizim o'zaro ta'siriga qadar kengaytiradi, bu esa ma'lum bir WASI nishoniga kompilyatsiya qilingan Wasm moduli o'zgarishlarsiz har qanday WASI-ga mos keladigan ish vaqtida ishlashini ta'minlaydi. Bu dasturiy ta'minotni tarqatish va turli xil muhitlarda joylashtirish uchun o'yin o'zgaruvchisi hisoblanadi.
• Xavfsizlik: WASI ning qobiliyatga asoslangan xavfsizlik modeli eng muhim hisoblanadi. Keng ruxsatnomalar berish o'rniga, WASI interfeyslari muayyan, nozik qobiliyatlarni (masalan, ma'lum bir katalogdan o'qish yoki ma'lum bir tarmoq soketini ochish qobiliyati) beradi. Bu an'anaviy bajariladigan modellarga nisbatan hujum yuzasini sezilarli darajada kamaytiradi.
• O'zaro ishlash: WASI turli xil dasturlash tillari va ish vaqtlari o'zaro ta'sir qilish uchun umumiy zamin taqdim etadi. C++ ilovasi Wasm-ga kompilyatsiya qilingan Rust moduli yoki Go moduli bilan WASI interfeyslari orqali muammosiz o'zaro ta'sir qilishi mumkin, bu yanada birlashtirilgan ishlab chiqish ekotizimini rivojlantiradi.
• Samaradorlik: WebAssembly tez va samarali bo'lishga mo'ljallangan. Tizim chaqiruvlarini standartlashtirish orqali, WASI an'anaviy muhitlarda, ayniqsa Wasmtime yoki Wasmer kabi optimallashtirilgan Wasm ish vaqtida bajarilganda, jarayonlararo aloqa yoki tizim chaqiruvlari bilan bog'liq ortiqcha xarajatlarni kamaytirishga qaratilgan.

Preview 3-ga evolyutsiya: Cheklovlarni bartaraf etish va imkoniyatlarni kengaytirish

WASI Preview 3-ga sayohat dastlabki texnikalarning, ayniqsa WASI Preview 1 ning asosiga qurilgan iterativ bo'ldi. Preview 1 asosiy kontseptsiyalarni va asosiy API to'plamini taqdim etgan bo'lsa-da, u server tomonida va bulutga asoslangan stsenariylarda, ayniqsa, ko'proq murakkab foydalanish holatlari uchun qabul qilinishini to'sqinlik qiladigan ma'lum cheklovlarga ega edi. Preview 3 mavjud API'larni takomillashtirish va yangilarini joriy etish, barqarorlikka, aniqlikka va kengroq qo'llanilishga e'tibor qaratib, bularni hal qilishga qaratilgan.

WASI Preview 3 dagi asosiy takomillashtirishlar

WASI Preview 3 - bu bitta monolit o'zgarish emas, balki tizim chaqiruv interfeysini birgalikda yaxshilaydigan o'zaro bog'langan takliflar va takomillashtirishlar to'plamidir. Aniq tuzilishi va nomlash konventsiyalari hali ham mustahkamlanayotgan bo'lsa-da, asosiy mavzular Wasm modullarining xost tizimlari bilan o'zaro ta'sir qilishining yanada keng qamrovli va idiom usulini taqdim etish atrofida aylanadi. Quyida takomillashtirishning eng muhim sohalari keltirilgan:

1. Tarmoqqa kirish va HTTP qo'llab-quvvatlash

Server tomonidagi dasturlarni ishlab chiqish uchun dastlabki WASI versiyalarining eng muhim cheklovlaridan biri mustahkam tarmoq imkoniyatlarining yo'qligi edi. Preview 3 bu sohada, ayniqsa HTTP serveri va mijoz takliflarini ishlab chiqishda sezilarli yutuqlarga erishdi. Ular Wasm modullariga kiruvchi HTTP so'rovlarini boshqarish va chiqish HTTP qo'ng'iroqlarini amalga oshirishning standartlashtirilgan usulini taqdim etishga qaratilgan.

• HTTP server API: Ushbu taklif Wasm ish vaqtiga kiruvchi HTTP so'rovlarini Wasm modullariga ochish uchun interfeyslarni belgilaydi. Bu veb-serverlar, API darvozalarini va mikroservislarni to'liq WebAssembly ichida yaratish uchun juda muhimdir. Dasturchilar ma'lum yo'nalishlar uchun handlerlar yozishi, so'rov sarlavhalari va tanalarini qayta ishlashi va HTTP javoblarini qaytarishi mumkin. Bu har qanday WASI-ga mos keladigan ish vaqtida, bulut provayderi, edge qurilmasi yoki hatto mahalliy ishlab chiqish serveri bo'ladimi, ishlashi mumkin bo'lgan haqiqiy ko'chma veb-ilovalarini yaratishga imkon beradi.
• HTTP Client API: Server API-ni to'ldiruvchi mijoz API Wasm modullariga chiqish HTTP so'rovlarini boshlash imkonini beradi. Bu tashqi xizmatlar bilan integratsiya qilish, API'lardan ma'lumotlarni olish va bir-biri bilan aloqa qiladigan mikroservislarni yaratish uchun zarurdir. API so'rov parametrlari va javoblarni boshqarish ustidan nozik boshqaruvga ruxsat berib, samarali va xavfsiz bo'lishga mo'ljallangan.
• Tarmoq imkoniyatlari (Umumiy): HTTP dan tashqari, soket dasturlash (TCP/UDP) kabi past darajadagi tarmoq primitivlarini standartlashtirish bo'yicha davom etayotgan sa'y-harakatlar mavjud. Bular dastlabki Preview 3 relizlarining asosiy e'tibori bo'lmasligi mumkin bo'lsa-da, ular yanada murakkab tarmoq ilovalarini yaratish va mavjud tarmoq protokollari bilan keng moslikni ta'minlash uchun juda muhimdir.

Misol: Rust va WebAssembly yordamida serverless API nuqtasi yaratishni tasavvur qiling. WASI Preview 3 ning HTTP server imkoniyatlari bilan, sizning Rust Wasm modulingiz kiruvchi so'rovlarni tinglashi, JSON yuklarini tahlil qilishi, ma'lumotlar bazasi bilan (boshqa WASI interfeysi yoki xost tomonidan taqdim etilgan funktsiya orqali) o'zaro ta'sir qilishi va JSON javobini qaytarishi mumkin, bularning barchasi xavfsiz Wasm qum qutisida. Keyin ushbu ilova turli bulut platformalarida o'zgarishlarsiz joylashtirilishi mumkin, izchil WASI interfeysidan foydalanish.

2. Fayl tizimiga kirish takomillashtirishlari

WASI Preview 1 wasi-filesystem komponenti orqali asosiy fayl tizimiga kirishni o'z ichiga olgan bo'lsa-da, Preview 3 zamonaviy fayl tizimi operatsiyalariga yaxshiroq mos kelish va ko'proq granulali boshqaruvni ta'minlash uchun ushbu imkoniyatlarni takomillashtirish va kengaytirishga qaratilgan.

• Katalog oqimlari: Katalog mazmunini takrorlashning takomillashtirilgan mexanizmlari, Wasm modullariga fayllar va subdirektoriyalarni samarali ro'yxatlash imkonini beradi.
• Fayl metama'lumotlari: Ruxsatlar, vaqt shtamplari va o'lcham kabi fayl metama'lumotlariga kirishning standartlashtirilgan usullari.
• Asenkron I/U: Hali ham rivojlanishning faol sohasi bo'lsa-da, ayniqsa, I/U bilan bog'langan ilovalarda Wasm ish vaqtini blokirovka qilmaslik va umumiy ishlashni yaxshilash uchun asenkron fayl I/U operatsiyalarini qo'llab-quvvatlashga katta e'tibor berilmoqda.

Misol: Go-da yozilgan va Wasm-ga kompilyatsiya qilingan ma'lumotlarni qayta ishlash ilovasi ma'lum bir katalogdan bir nechta konfiguratsiya fayllarini o'qishi kerak bo'lishi mumkin. WASI Preview 3 ning takomillashtirilgan fayl tizimi API'lari unga fayllarni xavfsiz va samarali ro'yxatga olish, ularning mazmunini o'qish va ularni qayta ishlash imkonini beradi, shu bilan birga Wasm ish vaqti unga kirish huquqini bergan aniq kataloglarni hurmat qiladi.

3. Soatlar va taymerlar

To'g'ri vaqtni saqlash va operatsiyalarni rejalashtirish qobiliyati ko'plab ilovalar uchun asosdir. Preview 3 tizim soatlariga kirish va taymerlarni o'rnatish uchun interfeyslarni aniqlaydi va standartlashtiradi.

• Monoton soatlar: Vaqt oralig'ini o'lchash va ishlashning regressiyalarini aniqlash uchun mos, har doim ko'payadigan soatlarga kirish imkoniyatini beradi.
• Devor soati vaqti: Jurnallar, rejalashtirish va foydalanuvchilarga mo'ljallangan xususiyatlar uchun foydali bo'lgan joriy sana va vaqtga kirishga imkon beradi.
• Taymerlar: Wasm modullariga belgilangan kechikishdan keyin asenkron hodisalar yoki chaqiruvlarni rejalashtirish imkonini beradi, javob beruvchi ilovalarni yaratish va timeout'larni amalga oshirish uchun juda muhimdir.

Misol: Wasm-dagi fon ishchi jarayoni yangilanishlarni davriy ravishda tekshirish yoki rejalashtirilgan texnik xizmat ko'rsatish vazifalarini bajarish uchun taymer interfeyslaridan foydalanishi mumkin. U modul ichidagi muhim operatsiyalarning davomiyligini o'lchash uchun monoton soatlardan ham foydalanishi mumkin.

4. Atrof-muhit o'zgaruvchilari va argumentlar

Atrof-muhit o'zgaruvchilari va buyruq qatori argumentlariga kirish ilovalarni sozlash uchun keng tarqalgan talabdir. Preview 3 ushbu interfeyslarni mustahkamlaydi, bu Wasm modullarini ish vaqtida dinamik ravishda sozlashni osonlashtiradi.

• Atrof-muhit o'zgaruvchilari: Xost ish vaqti Wasm moduliga ochiqdan-ochiq o'tkazgan atrof-muhit o'zgaruvchilarini o'qishning xavfsiz usulini taqdim etadi.
• Buyruq qatori argumentlari: Wasm modullariga xost tomonidan chaqirilganda ularga o'tkazilgan argumentlarga kirish imkonini beradi.

Misol: Ma'lumotlar bazasiga ulanish satrini talab qiladigan Wasmga asoslangan utilit bu satrni konteynerni orkestrator tomonidan o'rnatilgan atrof-muhit o'zgaruvchisidan yoki foydalanuvchi tomonidan taqdim etilgan buyruq qatori argumentlaridan o'qishi mumkin, bu Wasm modulini qayta kompilyatsiya qilmasdan yuqori darajada sozlanadi.

5. Standartlashtirilgan xatolarni boshqarish va imkoniyatlar

Maxsus funktsional API'lardan tashqari, Preview 3 WASI ning umumiy dizayn prinsiplarini, shu jumladan xatolarni boshqarish va qobiliyatga asoslangan xavfsizlik modelini yaxshilashga qaratilgan.

• Aniqlashtirilgan xatoliklar haqida hisobot berish: WASI tizim chaqiruvlaridan yanada standartlashtirilgan va ma'lumot beruvchi xato kodlari va xabarlarini taqdim etish bo'yicha sa'y-harakatlar olib borilmoqda, bu Wasm modullaridagi nosozliklarni tuzatish va xatolarni boshqarishni soddalashtiradi.
• Takomillashtirilgan qobiliyatlarni boshqarish: Qobiliyatga asoslangan model murakkab ilovalar uchun etarlicha kuchli va ish vaqtlari uchun amalga oshirish va boshqarish oson bo'lishini ta'minlash uchun takrorlanadi. Bu Wasm modullari o'rtasida qobiliyatlarni xavfsiz o'tkazish yo'llarini o'rganishni o'z ichiga oladi.

WASI Preview 3 ning turli hisoblash paradigmalariga ta'siri

WASI Preview 3-dagi takomillashtirishlar turli xil hisoblash sohalarida uzoqqa cho'zilgan oqibatlarga olib keladi:

Bulutga asoslangan va serverless hisoblash

Bu, bahslashish mumkin, WASI Preview 3 eng bevosita va chuqur ta'sirga ega bo'lgan joy. Mustahkam HTTP qo'llab-quvvatlash va takomillashtirilgan fayl I/U ni taqdim etish orqali, WASI-ga qo'yilgan Wasm modullari mikroservislar, API'lar va serverless funktsiyalarni yaratish uchun birinchi darajali fuqarolariga aylanmoqda.

• Qisqartirilgan sovuq startlar: Wasm ish vaqtlari an'anaviy konteynerlar yoki VM'larga nisbatan sezilarli darajada tezroq sovuq boshlang'ich vaqtiga ega, bu serverless ilovalar uchun juda muhim foyda.
• Takomillashtirilgan xavfsizlik: Wasm va WASI ning o'ziga xos qum qutisi va qobiliyatga asoslangan xavfsizligi ko'p ijarali bulut muhitlari uchun juda jozibali bo'lib, bir ish yukining boshqasiga ta'sir qilish xavfini kamaytiradi.
• Til xilma-xilligi: Dasturchilar bulutga asoslangan xizmatlarni Wasm-ga kompilyatsiya qiladigan o'zlarining afzal ko'rgan tillaridan (Rust, Go, C++, AssemblyScript va boshqalar) foydalanishlari mumkin, bu esa katta dasturchi tanlovi va mahsuldorligini oshiradi.
• Bulut provayderlari bo'ylab ko'chma: WASI bilan qurilgan Wasm mikroservisi nazariy jihatdan WASI-ga mos keladigan ish vaqtini taklif qiladigan har qanday bulut provayderida ishlashi mumkin, bu esa sotuvchi qulflashini kamaytiradi.

Edge Computing

Edge qurilmalar odatda cheklangan resurslarga va noyob tarmoq cheklovlariga ega. WASI ning yengil tabiati va bashorat qilinadigan ishlashi uni edge joylashtirish uchun ideal qiladi.

• Resurs samaradorligi: Wasm modullari an'anaviy konteynerlarga qaraganda kamroq resurslarni iste'mol qiladi, bu ularni resurs cheklangan edge qurilmalari uchun mos qiladi.
• Xavfsiz masofadan yangilanishlar: Wasm modullarini xavfsiz masofadan joylashtirish va yangilash qobiliyati edge qurilmalarini boshqarish uchun muhim afzallikdir.
• Edge va bulut bo'ylab izchil mantiq: Dasturchilar bir marta Wasm-da mantiq yozishlari va uni bulutdan chetga izchil joylashtirishlari mumkin, bu esa ishlab chiqish va texnik xizmat ko'rsatishni soddalashtiradi.

Ish stoli ilovalari va plagin tizimlari

Brauzer asosiy maqsad bo'lib qolayotgan bo'lsa-da, WASI Wasm uchun veb-saytdan tashqarida eshiklarni ochadi. Ish stoli ilovalari plagin arxitekturalari yoki ishonchsiz kodni xavfsiz ishlashi uchun Wasm-dan foydalanishi mumkin.

• Xavfsiz plagin arxitekturalari: Editorlar yoki IDE'lar kabi ilovalar Wasm modullaridan plagin sifatida foydalanishi mumkin, bu esa uchinchi tomon kengaytmalari uchun xavfsiz va qum qutisi muhitini ta'minlaydi.
• Platformalararo ilovalar: Wasm ilovalari, WASI bilan, platformalararo ish stoli ilovalarini yaratishning standartlashtirilgan usulini taklif qilishi mumkin, garchi platformaga xos UI/UX hali ham mahalliy kodni talab qilishi mumkin.

Embedded tizimlar

Ko'proq ilg'or o'rnatilgan tizimlar uchun WASI ning apparat va tizim resurslari bilan nazorat qilinadigan o'zaro ta'siri foydali bo'lishi mumkin, ayniqsa, WASI ish vaqtini amalga oshiruvchi real vaqtda operatsion tizimlar (RTOS) bilan birlashtirilganda.

Qiyinchiliklar va kelajakdagi yo'l

Ulkan taraqqiyotga qaramay, WASI ekotizimi hali ham shakllanmoqda. Bir qancha qiyinchiliklar va davom etayotgan rivojlanish uchun sohalar mavjud:

• Standartlashtirish sur'ati: WASI Preview 3 muhim qadam bo'lsa-da, WASI standarti o'zi hali ham rivojlanmoqda. Dasturchilar uchun eng so'nggi takliflarga rioya qilish va turli xil ish vaqtlarida muvofiqlikni ta'minlash qiyinchilik tug'dirishi mumkin.
• Ish vaqti amalga oshirish: WASI amalga oshirishning sifati va funksiyasi to'liqligi Wasmtime, Wasmer va boshqalar kabi ish vaqtlari orasida farq qilishi mumkin. Dasturchilar o'zlarining WASI interfeyslarini eng yaxshi qo'llab-quvvatlaydigan ish vaqtini tanlashlari kerak.
• Asboblar va nosozliklarni tuzatish: Asboblar juda tez yaxshilangan bo'lsa-da, WASI bilan Wasm uchun ishlab chiqish tajribasi, shu jumladan nosozliklarni tuzatish va profilga kiritish, hali ham sezilarli yutuqlar qo'lga kiritilayotgan sohasi hisoblanadi.
• Mavjud tizimlar bilan o'zaro ishlash: Wasm modullarini mavjud, Wasm bo'lmagan kod bazalari va eski tizimlar bilan muammosiz integratsiya qilish yaxshi belgilangan interfeyslarni va ehtiyotkor arxitektura rejalashtirishni talab qiladi.
• Tizim resurslari va imkoniyatlari: Wasm modullariga foydali tizim operatsiyalarini bajarish ehtiyoji va WASI ning xavfsizlik modeli o'rtasidagi muvozanat davom etayotgan qiyinchilikdir. Aniq imkoniyatlar to'plamini va ularni qanday boshqarilishini aniqlash takomillashtirilishda davom etadi.

WASI kelajagi: Umumiy maqsadga mo'ljallangan hisoblashga qarab

WASI Preview 3 - bu WebAssembly-ni haqiqatan ham universal ish vaqtiga aylantirishning katta ko'lami. WASI ning kelajakdagi takrorlashlari quyidagilarni o'z ichiga olishi kutilmoqda:

• Yanada murakkab tarmoq: Yanada ilg'or tarmoq protokollari va konfiguratsiyalarini qo'llab-quvvatlash.
• Grafika va UI: Asosiy e'tibor bo'lmasa-da, Wasm grafik kutubxonalar va UI ramkalari bilan qanday aloqa qilishi haqida, potentsial ravishda ish stoli yoki o'rnatilgan foydalanish holatlari uchun tadqiqotlar mavjud.
• Protsessni boshqarish: Wasm muhitida bolalar jarayonlari yoki iplarni yaratish va boshqarishning standartlashtirilgan usullari.
• Apparat bilan o'zaro ta'sir: Muayyan apparat xususiyatlari bilan o'zaro ta'sir qilishning ko'proq to'g'ridan-to'g'ri, ammo xavfsiz usullari, ayniqsa IoT va o'rnatilgan tizimlar uchun dolzarbdir.

Xulosa: WASI Preview 3 bilan kelajakni qabul qilish

WebAssembly System Interface (WASI) Preview 3 WebAssembly-ni brauzerdan tashqariga chiqib, hisoblash vazifalarining keng doirasi uchun kuchli, xavfsiz va ko'chma yechimga aylantirishda hal qiluvchi evolyutsiyani belgilaydi. Takomillashtirilgan tizim chaqiruv interfeysi, ayniqsa tarmoq, fayl tizimiga kirish va soatni boshqarish sohasidagi yutuqlari bilan, butun dunyo bo'ylab bulutga asoslangan, serverless va edge hisoblash muhitlarida Wasm ni qabul qilishni tezlashtirishga tayyor.

Dasturchilar va tashkilotlar uchun WASI Preview 3-ni tushunish va qabul qilish yanada mustahkam, xavfsiz va o'zaro ishlashga yaroqli ilovalarni yaratish yo'lini taklif qiladi. "Bir marta yozing, istalgan joyda ishlating" va'dasi tizim darajasidagi dasturlash uchun sezilarli haqiqatga aylanmoqda, bu esa turli texnologik landshaftlarda innovatsiyalar va samaradorlikni rivojlantirmoqda. WASI standarti va uning implementatsiyalari yetuklashda davom etar ekan, biz WebAssembly dasturiy ta'minotni ishlab chiqishning kelajagida yanada markaziy rol o'ynashini kutishimiz mumkin.

WASI Preview 3-ni qabul qilish bo'yicha asosiy tushunchalar:

• Wasm ish vaqtini o'rganing: Wasmtime va Wasmer kabi WASI-ga mos keladigan yetakchi ish vaqtlari bilan tanishing.
• Til asboblaridan foydalaning: Afzal ko'rgan dasturlash tillaringizning WASI qo'llab-quvvatlashi bilan Wasm-ga qanday kompilyatsiya qilinishini o'rganing.
• Qobiliyatga asoslangan xavfsizlikni tushuning: WASI ning xavfsizlik modelini hisobga olgan holda, Wasm ilovalaringizni loyihalash.
• Serverless/Mikroservislardan boshlang: Bular Preview 3 ning takomillashtirilishidan foyda oladigan eng yaqin foydalanish holatlari.
• Yangilanib turing: WASI spesifikatsiyasi harakatlanuvchi maqsad; eng so'nggi ishlanmalar va takliflardan xabardor bo'ling.

WebAssembly ning umumiy maqsadli ish vaqti sifatida boshlangan va WASI Preview 3 bu yo'nalishda monumental qadamdir.