WebAssembly Eksport Ob'ekti: Modul Eksport Konfiguratsiyasiga Batafsil Qo'llanma

WebAssembly (Wasm) zamonaviy brauzerlarda kodni bajarishning yuqori unumdorlik, portativ va xavfsiz usulini taqdim etish orqali veb-ishlab chiqishda inqilob qildi. WebAssembly funksionalligining muhim jihati uning eksport ob'ekti orqali atrofidagi JavaScript muhiti bilan o'zaro aloqa qilish qobiliyatidir. Ushbu ob'ekt ko'prik vazifasini bajaradi va JavaScript kodiga WebAssembly moduli ichida belgilangan funktsiyalar, xotira, jadvallar va global o'zgaruvchilarga kirish va ulardan foydalanish imkoniyatini beradi. Samarali va mustahkam veb-ilovalarni yaratish uchun WebAssembly eksportlarini qanday sozlash va boshqarishni tushunish juda muhimdir. Ushbu qo'llanma WebAssembly eksport ob'ektlarini har tomonlama o'rganishni ta'minlaydi, modul eksport konfiguratsiyasi, turli eksport turlari, eng yaxshi amaliyotlar va optimal ishlash va o'zaro ishlash uchun ilg'or usullarni qamrab oladi.

WebAssembly Eksport Ob'ekti nima?

WebAssembly moduli kompilyatsiya qilinganda va namunalanganda, u namuna ob'ektini hosil qiladi. Ushbu namuna ob'ekti exports deb nomlangan xususiyatni o'z ichiga oladi, bu eksport ob'ektidir. Eksport ob'ekti - bu JavaScript ob'ekti bo'lib, u WebAssembly moduli JavaScript kodi tomonidan foydalanish uchun taqdim etadigan turli xil ob'ektlarga (funktsiyalar, xotira, jadvallar, global o'zgaruvchilar) havolalarni o'z ichiga oladi.

Buni WebAssembly moduli uchun ommaviy API sifatida o'ylab ko'ring. JavaScript Wasm moduli ichidagi kod va ma'lumotlarni "ko'rish" va ular bilan o'zaro aloqa qilish usuli.

Asosiy tushunchalar

• Modul: Kompilyatsiya qilingan WebAssembly ikkilik fayli (.wasm fayli).
• Namuna: WebAssembly modulining ish vaqti namunasi. Bu erda kod aslida bajariladi va xotira ajratiladi.
• Eksport ob'ekti: WebAssembly namunasining eksport qilingan a'zolarini o'z ichiga olgan JavaScript ob'ekti.
• Eksport qilingan a'zolar: JavaScript tomonidan foydalanish uchun WebAssembly moduli taqdim etadigan funktsiyalar, xotira, jadvallar va global o'zgaruvchilar.

WebAssembly Modul Eksportlarini Konfiguratsiya Qilish

WebAssembly modulidan nima eksport qilinishini konfiguratsiya qilish jarayoni, asosan, WebAssemblyga kompilyatsiya qilingan manba kodida, kompilyatsiya vaqtida amalga oshiriladi. Maxsus sintaksis va usullar siz foydalanayotgan manba tiliga bog'liq (masalan, C, C++, Rust, AssemblyScript). Keling, ba'zi umumiy tillarda eksportlar qanday e'lon qilinishini ko'rib chiqaylik:

Emscripten bilan C/C++

Emscripten - C va C++ kodini WebAssemblyga kompilyatsiya qilish uchun mashhur vosita. Funktsiyani eksport qilish uchun odatda EMSCRIPTEN_KEEPALIVE makrosidan foydalanasiz yoki Emscripten sozlamalarida eksportlarni belgilaysiz.

Misol: EMSCRIPTEN_KEEPALIVE dan foydalangan holda funktsiyani eksport qilish

C kodi:

#include <emscripten.h>

EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
int multiply(int a, int b) {
    return a * b;
}

Ushbu misolda add va multiply funktsiyalari EMSCRIPTEN_KEEPALIVE bilan belgilangan, bu Emscriptenga ularni eksport ob'ektiga kiritishni aytadi.

Misol: Emscripten sozlamalaridan foydalangan holda funktsiyani eksport qilish

Kompilyatsiya paytida -s EXPORTED_FUNCTIONS bayrog'idan foydalanib, eksportlarni ham belgilashingiz mumkin:

emcc add.c -o add.js -s EXPORTED_FUNCTIONS='[_add,_multiply]'

Ushbu buyruq Emscriptenga _add va `_multiply` funktsiyalarini eksport qilishni aytadi (Emscripten tomonidan ko'pincha qo'shiladigan boshlang'ich pastki chiziqga e'tibor bering). Natijada olingan JavaScript fayli (add.js) WebAssembly modulini yuklash va u bilan o'zaro aloqa qilish uchun zarur bo'lgan kodni o'z ichiga oladi va `add` va `multiply` funktsiyalari eksport ob'ekti orqali mavjud bo'ladi.

wasm-pack bilan Rust

Rust - WebAssemblyni ishlab chiqish uchun yana bir ajoyib til. wasm-pack vositasi WebAssembly uchun Rust kodini yaratish va qadoqlash jarayonini soddalashtiradi.

Misol: Rustda funktsiyani eksport qilish

Rust kodi:

#[no_mangle]
pub extern "C" fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
  a + b
}

#[no_mangle]
pub extern "C" fn multiply(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a * b
}

Ushbu misolda #[no_mangle] atributi Rust kompilyatorini funktsiya nomlarini buzishdan saqlaydi va pub extern "C" funktsiyalarni C bilan mos muhitlardan (shu jumladan WebAssembly) foydalanish imkonini beradi. Shuningdek, Cargo.toml-ga `wasm-bindgen` bog'liqligini qo'shishingiz kerak.

Buni yaratish uchun siz quyidagilardan foydalanasiz:

wasm-pack build

Natijada olingan paket WebAssembly modulini (.wasm faylini) va modul bilan o'zaro aloqani osonlashtiradigan JavaScript faylini o'z ichiga oladi.

AssemblyScript

AssemblyScript - bu to'g'ridan-to'g'ri WebAssemblyga kompilyatsiya qilinadigan TypeScriptga o'xshash til. U JavaScript ishlab chiquvchilari uchun tanish sintaksisni taklif etadi.

Misol: AssemblyScript-da funktsiyani eksport qilish

AssemblyScript kodi:

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

export function multiply(a: i32, b: i32): i32 {
    return a * b;
}

AssemblyScript-da siz shunchaki eksport ob'ektiga kiritilishi kerak bo'lgan funktsiyalarni belgilash uchun export kalit so'zidan foydalanasiz.

Kompilyatsiya:

asc assembly/index.ts -b build/index.wasm -t build/index.wat

WebAssembly Eksport turlari

WebAssembly modullari to'rtta asosiy turdagi ob'ektlarni eksport qilishi mumkin:

• Funktsiyalar: Bajariladigan kod bloklari.
• Xotira: WebAssembly moduli tomonidan ishlatiladigan chiziqli xotira.
• Jadvallar: Funktsiya havolalarining massivlari.
• Global O'zgaruvchilar: O'zgaruvchan yoki o'zgarmas ma'lumotlar qiymatlari.

Funktsiyalar

Eksport qilingan funktsiyalar eksportning eng keng tarqalgan turi hisoblanadi. Ular JavaScript kodiga WebAssembly moduli ichida belgilangan funktsiyalarni chaqirishga imkon beradi.

Misol (JavaScript): Eksport qilingan funktsiyani chaqirish

const wasm = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('module.wasm'));
const add = wasm.instance.exports.add;
const result = add(5, 3); // natija 8 bo'ladi
console.log(result);

Xotira

Xotirani eksport qilish JavaScript-ga WebAssembly modulining chiziqli xotirasiga to'g'ridan-to'g'ri kirish va manipulyatsiya qilish imkoniyatini beradi. Bu JavaScript va WebAssembly o'rtasida ma'lumotlarni almashish uchun foydali bo'lishi mumkin, ammo xotirani buzilishining oldini olish uchun ehtiyotkorlik bilan boshqarishni talab qiladi.

Misol (JavaScript): Eksport qilingan xotiraga kirish

const wasm = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('module.wasm'));
const memory = wasm.instance.exports.memory;
const buffer = new Uint8Array(memory.buffer);

// Xotiraga qiymat yozing
buffer[0] = 42;

// Xotiradan qiymatni o'qing
const value = buffer[0]; // qiymat 42 bo'ladi

console.log(value);

Jadvallar

Jadvallar - bu funktsiya havolalarining massivlari. Ular WebAssembly-da dinamik jo'natish va funktsiya ko'rsatkichlarini amalga oshirish uchun ishlatiladi. Jadvalni eksport qilish JavaScript-ga funktsiyalarni bilvosita jadval orqali chaqirish imkoniyatini beradi.

Misol (JavaScript): Eksport qilingan jadvalga kirish

const wasm = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('module.wasm'));
const table = wasm.instance.exports.table;

// Jadval funktsiya havolalarini o'z ichiga oladi deb faraz qiling
const functionIndex = 0; // Jadvaldagi funktsiyaning indeksi
const func = table.get(functionIndex);

// Funktsiyani chaqiring
const result = func(5, 3);
console.log(result);

Global O'zgaruvchilar

Global o'zgaruvchilarni eksport qilish JavaScript-ga WebAssembly modulida belgilangan global o'zgaruvchilarning qiymatlarini o'qish va (agar o'zgaruvchi o'zgaruvchan bo'lsa) o'zgartirish imkoniyatini beradi.

Misol (JavaScript): Eksport qilingan global o'zgaruvchiga kirish

const wasm = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('module.wasm'));
const globalVar = wasm.instance.exports.globalVar;

// Qiymatni o'qing
const value = globalVar.value;
console.log(value);

// Qiymatni o'zgartiring (agar o'zgaruvchan bo'lsa)
globalVar.value = 100;

WebAssembly Eksport Konfiguratsiyasi uchun Eng Yaxshi Amaliyotlar

WebAssembly eksportlarini konfiguratsiya qilishda optimal ishlash, xavfsizlik va texnik xizmat ko'rsatishni ta'minlash uchun eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilish muhimdir.

Eksportlarni minimallashtirish

Faqat JavaScript bilan o'zaro aloqa uchun zarur bo'lgan funktsiyalar va ma'lumotlarni eksport qiling. Haddan tashqari eksport qilish eksport ob'ektining hajmini oshirishi va potentsial jihatdan ishlashga ta'sir qilishi mumkin.

Samarali ma'lumotlar tuzilmalaridan foydalaning

JavaScript va WebAssembly o'rtasida ma'lumotlarni almashayotganda, ma'lumotlarni konvertatsiya qilish xarajatlarini minimallashtiradigan samarali ma'lumotlar tuzilmalaridan foydalaning. Optimal ishlash uchun terilgan massivlardan (Uint8Array, Float32Array va boshqalar) foydalanishni ko'rib chiqing.

Kirish va Chiqishlarni Tasdiqlang

Kutilmagan xatti-harakatlarning va potentsial xavfsizlik zaifliklarining oldini olish uchun har doim WebAssembly funktsiyalariga va undan kirish va chiqishlarni tasdiqlang. Bu, ayniqsa, xotiraga kirish bilan shug'ullanganda muhimdir.

Xotirani Ehtiyotkorlik bilan Boshqaring

Xotirani eksport qilayotganda, JavaScript unga qanday kirishi va uni qanday boshqarishi haqida juda ehtiyot bo'ling. Xotiraga noto'g'ri kirish xotirani buzilishiga va ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Xotiraga kirishni nazorat qilinadigan tarzda boshqarish uchun WebAssembly moduli ichida yordamchi funktsiyalardan foydalanishni ko'rib chiqing.

Iloji Boricha To'g'ridan-To'g'ri Xotiraga Kirishdan Saqlaning

To'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish samarali bo'lishi mumkin bo'lsa-da, u murakkablik va potentsial xavflarni ham keltirib chiqaradi. Kodni texnik xizmat ko'rsatishni yaxshilash va xatolar xavfini kamaytirish uchun xotiraga kirishni o'z ichiga olgan funktsiyalar kabi yuqori darajadagi abstraksiyalardan foydalanishni ko'rib chiqing. Misol uchun, JavaScript to'g'ridan-to'g'ri buferga kirishdan ko'ra, uning xotira maydonidagi ma'lum joylarda qiymatlarni olish va o'rnatish uchun WebAssembly funktsiyalari bo'lishi mumkin.

Vazifa uchun to'g'ri tilni tanlang

WebAssembly-da bajarayotgan vazifangizga eng mos keladigan dasturlash tilini tanlang. Hisoblash uchun intensiv vazifalar uchun C, C++ yoki Rust yaxshi tanlov bo'lishi mumkin. JavaScript bilan yaqin integratsiyani talab qiladigan vazifalar uchun AssemblyScript yaxshiroq variant bo'lishi mumkin.

Xavfsizlik oqibatlarini hisobga oling

Ma'lum turdagi ma'lumotlar yoki funksionallikni eksport qilishning xavfsizlik oqibatlaridan xabardor bo'ling. Misol uchun, xotirani to'g'ridan-to'g'ri eksport qilish, agar ehtiyotkorlik bilan ishlamasa, WebAssembly modulini potentsial bufer toshishi hujumlariga duchor qilishi mumkin. Zarur bo'lmasa, sezgir ma'lumotlarni eksport qilishdan saqlaning.

Ilg'or usullar

Umumiy xotira uchun `SharedArrayBuffer` dan foydalanish

SharedArrayBuffer JavaScript va bir nechta WebAssembly namunasi (yoki hatto bir nechta ip) o'rtasida baham ko'rish mumkin bo'lgan xotira buferini yaratishga imkon beradi. Bu parallel hisoblashlarni va umumiy ma'lumotlar tuzilmalarini amalga oshirish uchun foydali bo'lishi mumkin.

Misol (JavaScript): SharedArrayBuffer dan foydalanish

// SharedArrayBuffer yarating
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024);

// Umumiy bufer bilan WebAssembly modulini namunalang
const wasm = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('module.wasm'), {
  env: {
    memory: new WebAssembly.Memory({ shared: true, initial: 1024, maximum: 1024 }),
  },
});

// JavaScript-dan umumiy buferga kiring
const buffer = new Uint8Array(sharedBuffer);

// WebAssembly-dan umumiy buferga kiring (maxsus konfiguratsiyani talab qiladi)
// (masalan, sinxronizatsiya uchun atomlardan foydalanish)

Muhim: SharedArrayBuffer dan foydalanish bir nechta ip yoki namuna bir vaqtning o'zida buferga kirganda poyga sharoitlarining oldini olish uchun tegishli sinxronizatsiya mexanizmlarini (masalan, atomlar) talab qiladi.

Asinxron Operatsiyalar

WebAssembly ichida uzoq muddatli yoki blokirovka qiluvchi operatsiyalar uchun asosiy JavaScript ipini bloklashdan qochish uchun asinxron usullardan foydalanishni ko'rib chiqing. Bunga Emscripten-da Asyncify funksiyasidan foydalanish yoki Promises yoki qayta qo'ng'iroqlardan foydalanib, maxsus asinxron mexanizmlarni amalga oshirish orqali erishish mumkin.

Xotirani boshqarish strategiyalari

WebAssembly-da o'rnatilgan axlatni yig'ish mavjud emas. Ayniqsa, murakkabroq dasturlar uchun xotirani qo'lda boshqarishingiz kerak bo'ladi. Bu WebAssembly moduli ichida maxsus xotira ajratuvchilardan foydalanishni yoki tashqi xotirani boshqarish kutubxonalariga tayanishingizni o'z ichiga olishi mumkin.

Oqim Kompilyatsiyasi

WebAssembly modullarini to'g'ridan-to'g'ri baytlar oqimidan kompilyatsiya qilish va namunalash uchun WebAssembly.instantiateStreaming dan foydalaning. Bu butun fayl yuklab olinishidan oldin brauzerga modulni kompilyatsiya qilishni boshlashga imkon berish orqali ishga tushirish vaqtini yaxshilashi mumkin. Bu modullarni yuklashning afzal qilingan usuliga aylandi.

Ishlash uchun optimallashtirish

Mos ma'lumotlar tuzilmalari, algoritmlar va kompilyator bayroqlaridan foydalanib, WebAssembly kodingizni ishlash uchun optimallashtiring. Kodingizni profillang va shunga mos ravishda optimallashtiring. Parallel ishlov berish uchun SIMD (Yagona Ko'rsatma, Bir nechta Ma'lumotlar) ko'rsatmalaridan foydalanishni ko'rib chiqing.

Haqiqiy Misollar va Foydalanish Holatlari

WebAssembly turli xil ilovalarda qo'llaniladi, jumladan:

• O'yinlar: Mavjud o'yinlarni vebga o'tkazish va yangi yuqori unumdorlikdagi veb-o'yinlarni yaratish.
• Rasm va Videoni qayta ishlash: Brauzerda murakkab rasm va videoni qayta ishlash vazifalarini bajarish.
• Ilmiy Hisoblash: Brauzerda hisoblash uchun intensiv simulyatsiyalar va ma'lumotlarni tahlil qilish ilovalarini ishga tushirish.
• Kriptografiya: Kriptografik algoritmlar va protokollarni xavfsiz va portativ tarzda amalga oshirish.
• Kodeklar: Media kodeklar va brauzerdagi siqish/dekompressiyalash, masalan, video yoki audio kodlash va dekodlashni boshqarish.
• Virtual Mashinalar: Virtual mashinalarni xavfsiz va unumdorlik bilan amalga oshirish.
• Server tomonidagi ilovalar: Asosiy foydalanish brauzerlarda bo'lsa-da, WASM-dan server tomonidagi muhitlarda ham foydalanish mumkin.

Misol: WebAssembly bilan rasmni qayta ishlash

Tasavvur qiling, siz veb-ga asoslangan rasm muharririni yaratmoqdasiz. Rasm filtrlash, o'lchamini o'zgartirish va rangni manipulyatsiya qilish kabi ishlash uchun muhim bo'lgan rasmni qayta ishlash operatsiyalarini amalga oshirish uchun WebAssembly-dan foydalanishingiz mumkin. WebAssembly moduli rasm ma'lumotlarini kiritish sifatida qabul qiladigan va qayta ishlangan rasm ma'lumotlarini chiqish sifatida qaytaradigan funktsiyalarni eksport qilishi mumkin. Bu JavaScriptdan og'ir yukni olib tashlaydi va silliqroq va sezgir foydalanuvchi tajribasiga olib keladi.

Misol: WebAssembly bilan o'yin ishlab chiqish

Ko'pgina o'yin ishlab chiquvchilari mavjud o'yinlarni vebga o'tkazish yoki yangi yuqori unumdorlikdagi veb-o'yinlarni yaratish uchun WebAssembly-dan foydalanmoqdalar. WebAssembly ularga mahalliyga yaqin unumdorlikka erishishga imkon beradi va brauzerda murakkab 3D grafika va fizika simulyatsiyalarini ishga tushirish imkoniyatini beradi. Unity va Unreal Engine kabi mashhur o'yin motorlari WebAssembly eksportini qo'llab-quvvatlaydi.

Xulosa

WebAssembly eksport ob'ekti WebAssembly modullari va JavaScript kodi o'rtasida aloqa va o'zaro aloqani ta'minlash uchun muhim mexanizmdir. Modul eksportlarini qanday konfiguratsiya qilishni, turli eksport turlarini boshqarishni va eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilishni tushunish orqali ishlab chiquvchilar WebAssembly kuchidan foydalanadigan samarali, xavfsiz va texnik xizmat ko'rsatadigan veb-ilovalarni yaratishi mumkin. WebAssembly rivojlanishda davom etar ekan, uning eksport imkoniyatlarini o'zlashtirish innovatsion va yuqori unumdorlikdagi veb-tajribalarni yaratish uchun muhim bo'ladi.

Ushbu qo'llanma WebAssembly eksport ob'ektlarining har tomonlama ko'rinishini taqdim etdi va asosiy tushunchalardan tortib ilg'or usullargacha bo'lgan hamma narsani qamrab oldi. Ushbu qo'llanmada keltirilgan bilim va eng yaxshi amaliyotlarni qo'llash orqali siz WebAssembly-dan veb-ishlab chiqish loyihalarida samarali foydalanishingiz va uning to'liq potentsialini ochishingiz mumkin.