WebAssembly: Yuqori Unumdorlikdagi Veb-Ilovalarni Ishga Tushirish

Veb statik hujjatlardan murakkab ilovalargacha rivojlandi. Biroq, JavaScript'ning ko'p qirrali bo'lishiga qaramay, unga xos cheklovlar hisoblash jihatidan murakkab vazifalarning unumdorligiga to'sqinlik qilishi mumkin. WebAssembly (WASM) bu sohada o'yin qoidalarini o'zgartiruvchi texnologiya sifatida paydo bo'lib, yuqori unumdorlikdagi veb-ilovalar va boshqalarni yaratish uchun yangi paradigmani taklif qiladi.

WebAssembly nima?

WebAssembly — bu dasturlash tillari uchun portativ kompilyatsiya maqsadi sifatida ishlab chiqilgan binar instruksiya formatidir. Oddiyroq qilib aytganda, bu zamonaviy veb-brauzerlarda ishlaydigan past darajali, assemblyga o'xshash tildir. Muhimi, u JavaScript'ni almashtirish uchun emas, balki kodni ancha tezroq bajarish imkoniyatini berib, uni to'ldirish uchun mo'ljallangan.

Asosiy xususiyatlari:

Deyarli tabiiy unumdorlik: WASM kodi JavaScript'ga qaraganda ancha tezroq ishlaydi. U samarali va ixcham bo'lishi uchun yaratilgan bo'lib, optimallashtirilgan yuklanish va bajarilish imkonini beradi.
Xavfsizlik va himoya: WASM brauzer ichidagi izolyatsiyalangan (sandboxed) muhitda ishlaydi va foydalanuvchi tizimini zararli kodlardan himoya qiladi. U bir xil manba siyosati (same-origin policy) va boshqa veb-xavfsizlik standartlariga amal qiladi.
Portativlik: WASM platformaga bog'liq bo'lmasligi uchun yaratilgan, ya'ni WASM'ga kompilyatsiya qilingan kod asosiy operatsion tizim yoki qurilmadan qat'i nazar, har qanday zamonaviy brauzerda ishlay oladi.
Tildan mustaqillik: Dastlab C/C++ tillariga qaratilgan bo'lsa-da, WASM Rust, Go, Python (Pyodide kabi realizatsiyalar orqali) va C# kabi tobora ko'payib borayotgan dasturlash tillarini qo'llab-quvvatlaydi. Bu ishlab chiquvchilarga mavjud ko'nikmalari va kod bazalaridan foydalanish imkonini beradi.
Kengaytiriluvchanlik: WASM spetsifikatsiyasi doimiy ravishda rivojlanib bormoqda va unga muntazam ravishda yangi xususiyatlar va yaxshilanishlar qo'shilmoqda.

WebAssembly qanday ishlaydi

Odatdagi WASM ish jarayoni quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:

Kod kompilyatsiyasi: Ishlab chiquvchilar C++, Rust yoki C# kabi yuqori darajali tilda kod yozadilar.
WASM'ga kompilyatsiya: Kod Emscripten (C/C++ uchun) kabi kompilyator yoki boshqa WASM'ga xos kompilyatorlar yordamida WASM bayt-kodiga kompilyatsiya qilinadi.
Yuklash va bajarish: WASM bayt-kodi brauzerga yuklanadi va WASM virtual mashinasi tomonidan bajariladi.
JavaScript bilan o'zaro ishlash: WASM kodi JavaScript bilan uzluksiz ishlashi mumkin, bu esa ishlab chiquvchilarga mavjud JavaScript kutubxonalari va freymvorklaridan foydalanish imkonini beradi.

Misol: Emscripten yordamida C++ dan WebAssembly'ga

Mana ikkita sonni qo'shadigan oddiy C++ misoli:

// add.cpp
#include <iostream>

extern "C" {
  int add(int a, int b) {
    return a + b;
  }
}

Buni Emscripten yordamida WASM'ga kompilyatsiya qilish uchun:

emcc add.cpp -o add.js -s EXPORTED_FUNCTIONS="['_add']"

Ushbu buyruq ikkita fayl yaratadi: `add.js` (JavaScript "yopishtiruvchi" kodi) va `add.wasm` (WebAssembly bayt-kodi). `add.js` fayli WASM modulini yuklash va bajarish bilan shug'ullanadi.

HTML faylingizda:

<script src="add.js"></script>
<script>
  Module.onRuntimeInitialized = () => {
    const result = Module._add(5, 3);
    console.log("Natija: " + result); // Chiqish: Natija: 8
  };
</script>

WebAssembly'dan foydalanishning afzalliklari

Unumdorlikning oshishi: WASM hisoblash jihatidan murakkab vazifalar uchun JavaScript'ga nisbatan ancha yaxshi unumdorlikni taklif etadi. Bu tezroq yuklanish vaqti, silliqroq animatsiyalar va sezgirroq ilovalarni anglatadi. Tasvirga ishlov berish, audio manipulyatsiyasi va murakkab simulyatsiyalar kabi WASM o'zini to'liq namoyon etadigan stsenariylarni ko'rib chiqing.
Xavfsizlikning kuchayishi: Izolyatsiyalangan muhit xavfsiz bajarilish muhitini ta'minlaydi va foydalanuvchilarni zararli kodlardan himoya qiladi. Bu, ayniqsa, maxfiy ma'lumotlar bilan ishlaydigan yoki tashqi resurslar bilan aloqada bo'ladigan ilovalar uchun muhimdir.
Kross-platforma muvofiqligi: WASM kodi turli brauzerlar va platformalarda izchil ishlaydi, bu esa ishlab chiqish va joylashtirishni soddalashtiradi. Bu platformaga xos optimallashtirishlarga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etadi va bir xil foydalanuvchi tajribasini ta'minlaydi.
Kodni qayta ishlatish: Ishlab chiquvchilar C++ va Rust kabi tillarda yozilgan mavjud kod bazalarini qayta ishlatishlari mumkin, bu esa ishlab chiqish vaqti va xarajatlarini kamaytiradi. Bu, ayniqsa, eski kod yoki ixtisoslashtirilgan kutubxonalarga ega tashkilotlar uchun foydalidir.
Yangi imkoniyatlar: WASM veb-ishlab chiqish uchun yangi imkoniyatlarni ochadi va ilgari unumdorlik cheklovlari tufayli imkonsiz yoki amaliy bo'lmagan ilovalarni yaratishga imkon beradi. Bularga yuqori aniqlikdagi o'yinlar, murakkab simulyatsiyalar va ilg'or tasvirga ishlov berish vositalari kiradi.

WebAssembly'ning qo'llanilish sohalari

WebAssembly keng ko'lamli sohalarda o'z tatbig'ini topmoqda:

O'yinlar

WASM tabiiy ilovalar bilan raqobatlasha oladigan yuqori unumdorlikdagi veb-o'yinlarni ishlab chiqish imkonini beradi. Doom 3 va Unreal Engine kabi o'yinlar WASM yordamida vebga ko'chirilib, uning imkoniyatlarini namoyish etdi. Unity va Epic Games kabi kompaniyalar WASM qo'llab-quvvatlashiga faol sarmoya kiritmoqda.

Tasvir va videoga ishlov berish

WASM tasvir va videoga ishlov berish vazifalarini tezlashtiradi, bu esa brauzerda real vaqt rejimida tahrirlash va manipulyatsiya qilish imkonini beradi. Bu, ayniqsa, onlayn foto muharrirlari, videokonferensiya vositalari va striming xizmatlari kabi ilovalar uchun foydalidir.

Ilmiy hisoblashlar

WASM brauzerda murakkab simulyatsiyalar va ilmiy hisoblashlarni osonlashtiradi, bu esa maxsus dasturiy ta'minot yoki plaginlarga bo'lgan ehtiyojni yo'qotadi. Bu masofadan turib hisoblash jihatidan murakkab vazifalarni bajarishi kerak bo'lgan tadqiqotchilar va olimlar uchun foydalidir.

CAD va 3D modellashtirish

WASM desktop ilovalari bilan raqobatlasha oladigan veb-asosidagi CAD va 3D modellashtirish vositalarini yaratish imkonini beradi. Bu dizaynerlar va muhandislarga internet aloqasi mavjud bo'lgan har qanday joydan hamkorlik qilish va modellar yaratish imkonini beradi.

Virtual reallik (VR) va To'ldirilgan reallik (AR)

WASM vebda yuqori unumdorlikdagi VR va AR tajribalarini taqdim etish uchun juda muhimdir. Uning tezligi murakkab 3D sahnalarni render qilish va sensor ma'lumotlarini real vaqtda qayta ishlash imkonini beradi.

Serverless hisoblashlar

WASM serverless hisoblashlar uchun istiqbolli texnologiya sifatida paydo bo'lmoqda. Uning kichik hajmi, tez ishga tushish vaqti va xavfsizlik xususiyatlari uni serverless muhitlarda funksiyalarni bajarish uchun juda mos qiladi. Cloudflare Workers kabi platformalar chekka hisoblash (edge computing) imkoniyatlarini taqdim etish uchun WASM'dan foydalanmoqda.

O'rnatilgan tizimlar

Brauzerdan tashqari, WASM'ning portativligi va xavfsizlik xususiyatlari uni o'rnatilgan tizimlarda kodni ishga tushirish uchun mos qiladi. WASI (WebAssembly System Interface) brauzerdan tashqarida WASM uchun tizim interfeysini ta'minlashga qaratilgan standartlashtirish harakati bo'lib, uning boshqa muhitlarda ishlashiga imkon beradi. Bu IoT qurilmalari, mikrokontrollerlar va boshqa resurslari cheklangan qurilmalarda WASM'ni ishga tushirish uchun yo'l ochadi.

Misol: WASM yordamida tasvirga ishlov berish

Tasvirga xiralashtirish effektini qo'llashi kerak bo'lgan onlayn tasvir muharririni ko'rib chiqing. Bu har bir piksel bo'ylab iteratsiya qilishni va murakkab hisob-kitoblarni bajarishni o'z ichiga oladi. Buni JavaScript'da amalga oshirish, ayniqsa katta tasvirlar uchun sekin bo'lishi mumkin. Xiralashtirish algoritmini C++ da amalga oshirib va uni WASM'ga kompilyatsiya qilib, tasvirga ishlov berishni sezilarli darajada tezlashtirish mumkin.

// blur.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

extern "C" {
  void blur(unsigned char* imageData, int width, int height) {
    // Xiralashtirish algoritmining implementatsiyasi
    // ... (Murakkab piksel manipulyatsiyasi mantig'i)
  }
}

WASM'ga kompilyatsiya qilinganidan so'ng, `blur` funksiyasini JavaScript'dan chaqirib, tasvir ma'lumotlarini samarali qayta ishlash mumkin.

WebAssembly va JavaScript: Kuchli Hamkorlik

WebAssembly JavaScript'ni almashtirish uchun mo'ljallanmagan. Aksincha, u JavaScript bilan birga ishlash, uning kuchli tomonlarini to'ldirish va zaif tomonlarini bartaraf etish uchun yaratilgan. JavaScript DOM manipulyatsiyasi, foydalanuvchi interfeysini render qilish va foydalanuvchi o'zaro ta'sirlarini boshqarish uchun asosiy til bo'lib qolmoqda. WASM hisoblash jihatidan murakkab vazifalarni bajaradi, asosiy potokni bo'shatadi va umumiy ilova sezgirligini yaxshilaydi.

WASM va JavaScript o'rtasidagi o'zaro ishlash uzluksizdir. JavaScript WASM funksiyalarini chaqirishi mumkin va WASM funksiyalari JavaScript funksiyalarini chaqirishi mumkin. Bu ishlab chiquvchilarga har ikkala dunyoning eng yaxshi jihatlaridan foydalanish imkonini beradi va ham unumdor, ham moslashuvchan gibrid ilovalarni yaratadi.

WebAssembly bilan ishlashni boshlash

WebAssembly bilan ishlashni boshlash uchun yo'l xaritasi:

Dasturlash tilini tanlang: C++, Rust yoki C# kabi WASM kompilyatsiyasini qo'llab-quvvatlaydigan tilni tanlang.
Kompilyatorni o'rnating: Emscripten (C/C++ uchun) yoki WASM qo'llab-quvvatlashiga ega Rust to'plami kabi WASM kompilyator vositalarini o'rnating.
Asoslarni o'rganing: WASM sintaksisi, xotira modeli va API bilan tanishing.
Misollar bilan tajriba qiling: Oddiy dasturlarni WASM'ga kompilyatsiya qilib ko'ring va ularni veb-ilovalaringizga integratsiya qiling.
Ilg'or mavzularni o'rganing: Xotira boshqaruvi, axlat yig'ish (garbage collection) va WASI kabi ilg'or mavzularni chuqurroq o'rganing.

WebAssembly'ni o'rganish uchun manbalar

WebAssembly.org: Rasmiy WebAssembly veb-sayti, keng qamrovli hujjatlar va manbalarni taqdim etadi.
MDN Web Docs: Mozilla Developer Network WebAssembly bo'yicha ajoyib darsliklar va ma'lumotnomalarni taqdim etadi.
Emscripten Documentation: C/C++ kodini WebAssembly'ga kompilyatsiya qilish uchun zarur bo'lgan Emscripten kompilyatori uchun hujjatlar.
Rust WASM Book: Rust'ni WebAssembly bilan ishlatish bo'yicha keng qamrovli qo'llanma.

WebAssembly'ning kelajagi

WebAssembly — bu tez rivojlanayotgan va porloq kelajakka ega bo'lgan texnologiya. Ufqda bir nechta qiziqarli o'zgarishlar kutilmoqda:

Yaxshilangan axlat yig'ish (Garbage Collection): WASM'ga axlat yig'ishni qo'llab-quvvatlashni qo'shish bo'yicha davom etayotgan sa'y-harakatlar uni Java va C# kabi tillar bilan ishlashni osonlashtiradi.
Potoklar va umumiy xotira: Potoklar va umumiy xotirani qo'llab-quvvatlash WASM ichida yanada murakkab parallel hisoblashlarga imkon beradi.
WebAssembly System Interface (WASI): WASI WASM uchun tizim interfeysini standartlashtirishga qaratilgan bo'lib, uning brauzerdan tashqarida boshqa muhitlarda ishlashiga imkon beradi.
Komponent modeli: Komponent modeli osongina tuzilishi va turli ilovalarga integratsiya qilinishi mumkin bo'lgan qayta ishlatiladigan WASM komponentlarini yaratish imkonini beradi.

Bu yutuqlar WebAssembly'ning qamrovi va imkoniyatlarini yanada kengaytirib, uni keng ko'lamli platformalarda yuqori unumdorlikdagi ilovalarni yaratish uchun yanada jozibador texnologiyaga aylantiradi.

Xulosa

WebAssembly veb-ilovalar unumdorligida sezilarli yutuqni anglatadi. Uning deyarli tabiiy tezligi, xavfsizlik xususiyatlari va kross-platforma muvofiqligi uni yangi avlod veb-ilovalarni yaratish uchun kuchli vositaga aylantiradi. Uning afzalliklari, qo'llanilish sohalari va kelajakdagi salohiyatini tushunib, ishlab chiquvchilar WebAssembly kuchidan foydalanib, butun dunyo bo'ylab foydalanuvchilar uchun chinakam innovatsion va qiziqarli tajribalar yaratishlari mumkin. Texnologiya yetuklashib, yangi xususiyatlar qo'shilgan sari, WebAssembly veb va undan tashqaridagi kelajakda tobora muhim rol o'ynashga tayyor.

Siz yuqori aniqlikdagi o'yin, murakkab simulyatsiya yoki ko'p ma'lumot talab qiladigan ilova yaratayotgan bo'lsangiz ham, WebAssembly muvaffaqiyatga erishish uchun kerakli unumdorlik va moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Ushbu texnologiyani o'zlashtiring va vebning to'liq salohiyatini oching.