前端 WebAssembly：深入探讨 Rust 和 AssemblyScript 集成模式

多年来，JavaScript 一直是前端 Web 开发中无可争议的王者。它的动态性和庞大的生态系统使开发人员能够构建极其丰富和交互式的应用程序。然而，随着 Web 应用程序的复杂性不断增长——处理从浏览器内视频编辑和 3D 渲染到复杂的数据可视化和机器学习等各种任务——解释型、动态类型语言的性能瓶颈变得越来越明显。WebAssembly (Wasm) 应运而生。

WebAssembly 不是 JavaScript 的替代品，而是一个强大的伙伴。它是一种低级的二进制指令格式，在浏览器中一个沙盒化的虚拟机中运行，为计算密集型任务提供接近原生的性能。这为 Web 应用程序开辟了一个新的领域，允许以前仅限于原生桌面应用程序的逻辑直接在用户的浏览器中运行。

两种语言已经成为编译到前端 WebAssembly 的领跑者：Rust，以其性能、内存安全性和强大的工具而闻名，以及 AssemblyScript，它利用类似于 TypeScript 的语法，使其对广大的 Web 开发人员社区来说非常容易上手。

本综合指南将超越简单的“hello, world”示例。我们将探索您需要有效将 Rust 和 AssemblyScript 驱动的 Wasm 模块集成到您的现代前端应用程序中的关键集成模式。我们将涵盖从基本的同步调用到高级状态管理和脱离主线程执行的所有内容，为您提供知识，以便您决定何时以及如何使用 WebAssembly 为全球受众构建更快、更强大的 Web 体验。

了解 WebAssembly 生态系统

在深入研究集成模式之前，必须掌握 Wasm 生态系统的基本概念。了解各个活动部件将消除过程的神秘感，并帮助您做出更好的架构决策。

Wasm 二进制格式和虚拟机

WebAssembly 的核心是一个编译目标。您不会手动编写 Wasm；您可以使用 Rust、C++ 或 AssemblyScript 等语言编写代码，然后编译器将其转换为紧凑、高效的 .wasm 二进制文件。此文件包含不特定于任何特定 CPU 架构的字节码。

当浏览器加载 .wasm 文件时，它不会像处理 JavaScript 那样逐行解释代码。相反，Wasm 字节码会被快速转换为宿主机器的本机代码，并在安全的沙盒化虚拟机 (VM) 中执行。这个沙盒至关重要：Wasm 模块无法直接访问 DOM、系统文件或网络资源。它只能执行计算并调用明确提供给它的特定 JavaScript 函数。

JavaScript-Wasm 边界：关键接口

要理解的最重要的概念是 JavaScript 和 WebAssembly 之间的边界。它们是两个独立的世界，需要一个精心管理的桥梁来通信。数据不会在它们之间自由流动。

• 有限的数据类型：WebAssembly 仅理解基本的数值类型：32 位和 64 位整数以及浮点数。字符串、对象和数组等复杂类型在 Wasm 中原生不存在。
• 线性内存：Wasm 模块在一个连续的内存块上运行，从 JavaScript 方面来看，它看起来像一个大的 ArrayBuffer。要将字符串从 JS 传递到 Wasm，您必须将字符串编码为字节（例如，UTF-8），将这些字节写入 Wasm 模块的内存中，然后将指针（表示内存地址的整数）传递给 Wasm 函数。

这种通信开销是生成“胶水代码”的工具如此重要的原因。此自动生成的 JavaScript 代码处理复杂的内存管理和数据类型转换，允许您调用 Wasm 函数，就像它是原生 JS 函数一样。

前端 Wasm 开发的关键工具

在构建此桥梁时，您并非孤身一人。社区已经开发了出色的工具来简化该过程：

• 对于 Rust：
  • wasm-pack：一体化构建工具。它协调 Rust 编译器，运行 wasm-bindgen，并将所有内容打包到 NPM 友好的包中。
  • wasm-bindgen：Rust-Wasm 互操作的魔杖。它读取您的 Rust 代码（特别是标有 #[wasm_bindgen] 属性的项目），并生成必要的 JavaScript 胶水代码来处理字符串、结构体和向量等复杂数据类型，从而使边界穿越几乎无缝。
• 对于 AssemblyScript：
  • asc：AssemblyScript 编译器。它采用类似于 TypeScript 的代码，并将其直接编译为 .wasm 二进制文件。它还提供用于管理内存和与 JS 主机交互的辅助函数。
• 打包器： Vite、Webpack 和 Parcel 等现代前端打包器内置了对导入 .wasm 文件的支持，从而使集成到您现有的构建过程中相对简单。

选择您的武器：Rust vs. AssemblyScript

Rust 和 AssemblyScript 之间的选择很大程度上取决于您的项目的需求、您团队现有的技能组合以及您的性能目标。没有单一的“最佳”选择；每个都有明显的优势。

Rust：性能和安全性的强大力量

Rust 是一种系统编程语言，专为性能、并发性和内存安全性而设计。其严格的编译器和所有权模型在编译时消除了整个类别的错误，使其成为关键、复杂逻辑的理想选择。

• 优点：
  • 卓越的性能：零成本抽象和手动内存管理（没有垃圾收集器）允许性能与 C 和 C++ 相媲美。
  • 保证的内存安全性：借用检查器可防止数据竞争、空指针取消引用和其他常见的内存相关错误。
  • 庞大的生态系统：您可以访问 crates.io，Rust 的包存储库，其中包含大量适用于几乎任何可以想象的任务的高质量库。
  • 强大的工具： wasm-bindgen 为 JS-Wasm 通信提供高级、符合人体工程学的抽象。
• 缺点：
  • 陡峭的学习曲线：对于系统编程新手的开发人员来说，所有权、借用和生命周期等概念可能具有挑战性。
  • 较大的二进制文件大小：由于包含标准库组件和分配器代码，简单的 Rust Wasm 模块可能比其 AssemblyScript 模块更大。但是，这可以进行大量优化。
  • 较长的编译时间：Rust 编译器做了大量工作来确保安全性和性能，这可能会导致构建速度变慢。
• 最适合：性能至关重要的 CPU 密集型任务。示例包括图像和视频处理过滤器、浏览器游戏的物理引擎、密码算法以及大规模数据分析或模拟。

AssemblyScript：Web 开发人员熟悉的桥梁

创建 AssemblyScript 的目的专门是为了让 Web 开发人员能够访问 Wasm。它使用 TypeScript 的熟悉语法，但具有更严格的类型和为编译到 Wasm 量身定制的不同标准库。

• 优点：
  • 温和的学习曲线：如果您了解 TypeScript，您可以在几个小时内使用 AssemblyScript 高效工作。
  • 更简单的内存管理：它包括一个垃圾收集器 (GC)，与 Rust 的手动方法相比，它可以简化内存处理。
  • 较小的二进制文件大小：对于小型模块，AssemblyScript 通常会生成非常紧凑的 .wasm 文件。
  • 快速编译：编译器非常快，从而导致更快的开发反馈循环。
• 缺点：
  • 性能限制：垃圾收集器的存在和不同的运行时模型意味着它通常无法与优化的 Rust 或 C++ 的原始性能相匹配。
  • 较小的生态系统：AssemblyScript 的库生态系统正在增长，但远不及 Rust 的 crates.io 广泛。
  • 较低级别的互操作：虽然方便，但 JS 互操作通常感觉比 wasm-bindgen 为 Rust 提供的互操作更手动。
• 最适合：加速现有的 JavaScript 算法，实现不严格属于 CPU 密集型的复杂业务逻辑，构建性能敏感的实用程序库以及 Wasm 功能的快速原型设计。

快速决策矩阵

为了帮助您做出选择，请考虑以下问题：

• 您的主要目标是最大程度的裸机性能吗？ 选择 Rust。
• 您的团队主要由需要快速高效工作的 TypeScript 开发人员组成吗？ 选择 AssemblyScript。
• 您是否需要对每个内存分配进行细粒度的手动控制？ 选择 Rust。
• 您是否正在寻找一种快速移植 JS 代码库中对性能敏感的部分的方法？ 选择 AssemblyScript。
• 您是否需要利用丰富的现有库生态系统来执行解析、数学或数据结构等任务？ 选择 Rust。

核心集成模式：同步模块

使用 WebAssembly 的最基本方法是在应用程序启动时加载模块，然后同步调用其导出的函数。对于小型、必不可少的实用程序模块，此模式简单有效。

使用 wasm-pack 和 wasm-bindgen 的 Rust 示例

让我们创建一个简单的 Rust 库，用于添加两个数字。

1. 设置您的 Rust 项目：

cargo new --lib wasm-calculator

2. 将依赖项添加到 Cargo.toml：

[dependencies]
wasm-bindgen = "0.2"

3. 在 src/lib.rs 中编写 Rust 代码：

我们使用 #[wasm_bindgen] 宏来告诉工具链将此函数公开给 JavaScript。

            use wasm_bindgen::prelude::*;

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

              
                Copy
              
            
          

4. 使用 wasm-pack 构建：

此命令将 Rust 代码编译为 Wasm，并生成一个包含 .wasm 文件、JS 胶水代码和 package.json 的 pkg 目录。

wasm-pack build --target web

5. 在 JavaScript 中使用它：

生成的 JS 模块导出一个 init 函数（它是异步的，必须首先调用才能加载 Wasm 二进制文件）和所有导出的函数。

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

async function runApp() {
    await init(); // This loads and compiles the .wasm file

    const result = add(15, 27);
    console.log(`The result from Rust is: ${result}`); // The result from Rust is: 42
}

runApp();
            

              
                Copy
              
            
          

使用 asc 的 AssemblyScript 示例

现在，让我们使用 AssemblyScript 执行相同的操作。

1. 设置您的项目并安装编译器：

npm install --save-dev assemblyscript
npx asinit .

2. 在 assembly/index.ts 中编写 AssemblyScript 代码：

语法几乎与 TypeScript 相同。

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

              
                Copy
              
            
          

3. 使用 asc 构建：

npm run asbuild（这会运行在 package.json 中定义的构建脚本）

4. 使用 Web API 在 JavaScript 中使用它：

使用 AssemblyScript 通常涉及本机 WebAssembly Web API，它有点冗长，但可以为您提供完全控制。

            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(`The result from AssemblyScript is: ${result}`); // The result from AssemblyScript is: 42
}

runApp();
            

              
                Copy
              
            
          

何时使用此模式

这种同步加载模式最适合在应用程序加载时立即需要的小型、关键 Wasm 模块。如果您的 Wasm 模块很大，则此初始 await init() 可能会阻止应用程序的呈现，从而导致较差的用户体验。对于较大的模块，我们需要一种更高级的方法。

高级模式 1：异步加载和脱离主线程执行

为了确保流畅且响应迅速的 UI，您不应在主线程上执行长时间运行的任务。这适用于加载大型 Wasm 模块和执行其计算成本高的函数。这就是延迟加载和 Web Workers 成为基本模式的地方。

动态导入和延迟加载

现代 JavaScript 允许您使用动态 import() 按需加载代码。这是仅在实际需要时加载 Wasm 模块的完美工具，例如，当用户导航到特定页面或单击触发功能的按钮时。

假设您有一个照片编辑器应用程序。用于应用图像过滤器的 Wasm 模块很大，仅在用户选择“应用过滤器”按钮时才需要。

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

applyFilterButton.addEventListener('click', async () => {
    // The Wasm module and its JS glue are only downloaded and parsed now.
    const { apply_grayscale_filter } = await import('./pkg/image_filters.js');
    
    const imageData = getCanvasData();
    const filteredData = apply_grayscale_filter(imageData);
    renderNewImage(filteredData);
});
            

              
                Copy
              
            
          

此简单更改可显着缩短初始页面加载时间。用户不会支付 Wasm 模块的成本，直到他们明确使用该功能。

Web Worker 模式

即使使用延迟加载，如果您的 Wasm 函数需要很长时间才能执行（例如，处理大型视频文件），它仍然会冻结 UI。解决方案是将整个操作（包括加载和执行 Wasm 模块）使用 Web Worker 移动到单独的线程。

架构如下： 1. 主线程：创建一个新的 Worker。 2. 主线程：向 Worker 发送一条消息，其中包含要处理的数据。 3. Worker 线程：接收消息。 4. Worker 线程：导入 Wasm 模块及其胶水代码。 5. Worker 线程：使用数据调用成本高的 Wasm 函数。 6. Worker 线程：计算完成后，它会向主线程发回一条包含结果的消息。 7. 主线程：接收结果并更新 UI。

示例：主线程 (main.js)

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

// Listen for results from the worker
imageProcessorWorker.onmessage = (event) => {
    console.log('Received processed data from worker!');
    updateUIWithResult(event.data);
};

// When the user wants to process an image
document.getElementById('process-btn').addEventListener('click', () => {
    const largeImageData = getLargeImageData();
    console.log('Sending data to worker for processing...');
    // Send the data to the worker to process off the main thread
    imageProcessorWorker.postMessage(largeImageData);
});
            

              
                Copy
              
            
          

示例：Worker 线程 (worker.js)

            // Import the Wasm module *inside the worker*
import init, { process_image } from './pkg/image_processor.js';

async function main() {
    // Initialize the Wasm module once when the worker starts
    await init();

    // Listen for messages from the main thread
    self.onmessage = (event) => {
        console.log('Worker received data, starting Wasm computation...');
        const inputData = event.data;
        const result = process_image(inputData);

        // Send the result back to the main thread
        self.postMessage(result);
    };

    // Signal the main thread that the worker is ready
    self.postMessage('WORKER_READY');
}

main();
            

              
                Copy
              
            
          

此模式是将繁重的 WebAssembly 计算集成到 Web 应用程序中的黄金标准。它确保您的 UI 始终保持完美流畅和响应迅速，无论后台处理有多么激烈。对于涉及海量数据集的极端性能场景，您还可以研究使用 SharedArrayBuffer 允许 worker 和主线程访问同一内存块，从而避免来回复制数据。但是，这需要配置特定的服务器安全标头（COOP 和 COEP）。

高级模式 2：管理复杂数据和状态

当您超越简单的数字并开始处理字符串、对象和大型数组等复杂数据结构时，WebAssembly 的真正力量（和复杂性）就会被释放出来。这需要深入了解 Wasm 的线性内存模型。

了解 Wasm 线性内存

将 Wasm 模块的内存想象为一个巨大的 JavaScript ArrayBuffer。JavaScript 和 Wasm 都可以读取和写入此内存，但它们以不同的方式执行此操作。Wasm 直接对其进行操作，而 JavaScript 需要创建一个类型化数组“视图”（例如 `Uint8Array` 或 `Float32Array`）才能与之交互。

手动管理此操作既复杂又容易出错，这就是我们依赖于工具链提供的抽象的原因。

使用 wasm-bindgen (Rust) 的高级抽象

wasm-bindgen 是抽象的杰作。它允许您编写使用 `String`、`Vec` 甚至自定义 `struct` 等高级类型的 Rust 函数，并且它会自动生成 JS 胶水代码来处理内存管理和数据转换。

示例：将字符串传递给 Rust 并返回一个新字符串。

            use wasm_bindgen::prelude::*;

// This function takes a Rust string slice (&str) and returns a new owned String.
#[wasm_bindgen]
pub fn greet(name: &str) -> String {
    format!("Hello from Rust, {}!", name)
}

// This function takes a JavaScript object.
#[wasm_bindgen]
pub struct User {
    pub id: u32,
    pub name: String,
}

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

              
                Copy
              
            
          

在您的 JavaScript 中，您可以调用这些函数，就像它们是原生 JS 一样：

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

await init();

const greeting = greet('World'); // wasm-bindgen handles the string conversion
console.log(greeting); // "Hello from Rust, World!"

const user = User.new(101, 'Alice'); // Create a Rust struct from JS
const description = get_user_description(user);
console.log(description); // "User ID: 101, Name: Alice"
            

              
                Copy
              
            
          

虽然非常方便，但这种抽象会带来性能成本。每次您跨边界传递字符串或对象时，`wasm-bindgen` 的胶水代码都需要在 Wasm 模块中分配内存，将数据复制过来，并且（通常）稍后将其释放。对于频繁传递大量数据的性能关键代码，您可以选择更手动的方法。

手动内存管理和指针

为了获得最大性能，您可以绕过高级抽象并直接管理内存。此模式通过让 JavaScript 直接写入 Wasm 内存来消除数据复制，Wasm 函数随后将在该内存上运行。

一般流程是： 1. Wasm：导出诸如 `allocate_memory(size)` 和 `deallocate_memory(pointer, size)` 之类的函数。 2. JS：调用 `allocate_memory` 以获取指向 Wasm 模块内内存块的指针（整数地址）。 3. JS：获取 Wasm 模块的完整内存缓冲区（`instance.exports.memory.buffer`）的句柄。 4. JS：在该缓冲区上创建一个 `Uint8Array`（或其他类型化数组）视图。 5. JS：将您的数据直接写入视图中指针给定的偏移量处。 6. JS：调用您的主 Wasm 函数，传递指针和数据长度。 7. Wasm：从其自身内存中的该指针处读取数据，对其进行处理，并可能将结果写入内存中的其他位置，返回一个新指针。 8. JS：从 Wasm 内存中读取结果。 9. JS：调用 `deallocate_memory` 以释放内存空间，防止内存泄漏。

此模式明显更复杂，但对于诸如浏览器内视频编解码器或科学模拟等应用程序至关重要，在这些应用程序中，将在一个紧密循环中处理大型数据缓冲区。Rust（没有 `wasm-bindgen` 的高级功能）和 AssemblyScript 都支持此模式。

共享状态模式：真相在哪里？

在构建复杂的应用程序时，您必须确定应用程序的状态所在的位置。对于 WebAssembly，您有两种主要的架构选择。

• 选项 A：状态位于 JavaScript 中（Wasm 作为纯函数）

  这是最常见的，通常也是最简单的模式。您的状态由您的 JavaScript 框架管理（例如，在 React 组件的状态中、Vuex 存储或 Svelte 存储）。当您需要执行繁重的计算时，您会将相关状态传递给 Wasm 函数。Wasm 函数充当纯粹的无状态计算器：它接收数据，执行计算并返回结果。然后，JavaScript 代码获取此结果并更新其状态，这反过来又会重新呈现 UI。

  当以下情况时使用此方法：您的 Wasm 模块提供实用程序函数或对现有前端架构管理的数据执行离散的无状态转换。

• 选项 B：状态位于 WebAssembly 中（Wasm 作为真理来源）

  在这种更高级的模式中，应用程序的整个核心逻辑和状态都在 Wasm 模块内部进行管理。JavaScript 层成为一个薄视图或呈现层。例如，在复杂的文档编辑器中，整个文档模型可能是一个位于 Wasm 内存中的 Rust 结构。当用户键入字符时，JS 代码不会更新本地状态对象；而是调用诸如 `editor.insert_character('a', position)` 之类的 Wasm 函数。此函数会改变 Wasm 内存中的状态。为了更新 UI，JS 可能会调用另一个诸如 `editor.get_visible_portion()` 之类的函数，该函数返回呈现所需的状态表示形式。

  当以下情况时使用此方法：您正在构建一个非常复杂、有状态的应用程序，其中核心逻辑对性能至关重要，并且受益于诸如 Rust 之类的语言的安全性和结构。诸如 Yew 和 Dioxus 之类的整个前端框架都是基于 Rust 的此原则构建的。

与前端框架的实际集成

将 Wasm 集成到 React、Vue 或 Svelte 等框架中遵循类似的模式：您需要处理 Wasm 模块的异步加载，并使其导出对您的组件可用。

React / Next.js

自定义 Hook 是一种管理 Wasm 模块生命周期的优雅方式。

            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("Error loading wasm module", err);
      }
    };
    loadWasm();
  }, []);

  return wasm;
};

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

  if (!wasmModule) {
    return <div>Loading WebAssembly module...</div>;
  }

  return (
    <div>
      Result from Wasm: {wasmModule.add(10, 20)}
    </div>
  );
}
            

              
                Copy
              
            
          

Vue / Nuxt

在 Vue 的 Composition API 中，您可以使用 `onMounted` 生命周期 Hook 和 `ref`。

            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 的 `onMount` 函数和反应式语句非常适合。

            <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>Loading WebAssembly module...</p>
{:else}
  <p>Result from Wasm: {result}</p>
{/if}
            

              
                Copy
              
            
          

要避免的最佳实践和陷阱

当您深入研究 Wasm 开发时，请记住这些最佳实践，以确保您的应用程序具有高性能、强大且可维护。

性能优化

• 代码拆分和延迟加载：永远不要发布单个整体 Wasm 二进制文件。将您的功能分解为逻辑上的较小模块，并使用动态导入按需加载它们。
• 针对大小进行优化：特别是对于 Rust，二进制文件大小可能是一个问题。将您的 `Cargo.toml` 配置为使用 `lto = true`（链接时优化）和 `opt-level = 'z'`（针对大小进行优化）的发布版本，以显着减小文件大小。使用诸如 `twiggy` 之类的工具来分析您的 Wasm 二进制文件并识别代码大小膨胀。
• 最大限度地减少边界交叉：从 JavaScript 到 Wasm 的每次函数调用都会产生开销。在性能关键循环中，避免进行许多小的“喋喋不休”的调用。相反，设计您的 Wasm 函数，以便每次调用执行更多工作。例如，不要调用 `process_pixel(x, y)` 10,000 次，而是将整个图像缓冲区传递给 `process_image()` 函数一次。

错误处理和调试

• 优雅地传播错误：Rust 中的 panic 会使您的 Wasm 模块崩溃。不要 panic，而是从您的 Rust 函数返回 `Result`。`wasm-bindgen` 可以自动将其转换为 JavaScript `Promise`，该 Promise 会解析为成功值或拒绝错误，从而允许您在 JS 中使用标准 `try...catch` 块。
• 利用源映射：现代工具链可以为 Wasm 生成基于 DWARF 的源映射，从而允许您在浏览器开发工具中直接在原始 Rust 或 AssemblyScript 代码中设置断点和检查变量。这仍然是一个不断发展的领域，但正变得越来越强大。
• 使用文本格式 (`.wat`)：如有疑问，您可以将您的 .wasm 二进制文件反编译为 WebAssembly 文本格式 (.wat)。这种人类可读的格式很冗长，但对于低级别调试来说非常宝贵。

安全注意事项

• 信任您的依赖项：Wasm 沙盒可防止模块访问未经授权的系统资源。但是，与任何 NPM 包一样，恶意的 Wasm 模块可能存在漏洞或尝试通过您提供给它的 JavaScript 函数来泄露数据。始终审查您的依赖项。
• 为共享内存启用 COOP/COEP：如果您使用 `SharedArrayBuffer` 与 Web Worker 进行零复制内存共享，您必须将您的服务器配置为发送适当的跨域-启动器-策略 (COOP) 和跨域-嵌入器-策略 (COEP) 标头。这是一种安全措施，用于缓解推测执行攻击，例如 Spectre。

前端 WebAssembly 的未来

WebAssembly 仍然是一项年轻的技术，其未来非常光明。一些令人兴奋的提案正在标准化，这将使其更加强大和无缝地集成：

• WASI (WebAssembly 系统接口)：虽然主要侧重于在浏览器外部（例如，在服务器上）运行 Wasm，但 WASI 的接口标准化将提高 Wasm 代码的整体可移植性和生态系统。
• 组件模型：这可以说是最具变革性的提案。它旨在创建一种通用的、与语言无关的方式，让 Wasm 模块彼此之间以及与宿主进行通信，从而无需特定于语言的胶水代码。Rust 组件可以直接调用 Python 组件，Python 组件可以调用 Go 组件，所有这些都无需通过 JavaScript。
• 垃圾回收 (GC)：此提案将允许 Wasm 模块与宿主环境的垃圾回收器进行交互。这将使诸如 Java、C# 或 OCaml 之类的语言能够更有效地编译到 Wasm，并更顺畅地与 JavaScript 对象进行互操作。
• 线程、SIMD 等：诸如多线程和 SIMD（单指令、多数据）之类的功能正在变得稳定，从而为数据密集型应用程序释放了更大的并行性和性能。

结论：释放 Web 性能的新时代

WebAssembly 代表了 Web 上可能实现的目标的根本转变。它是一种强大的工具，如果使用得当，可以突破传统 JavaScript 的性能障碍，使一类新的丰富、高度交互和计算需求高的应用程序能够在任何现代浏览器中运行。

我们已经看到，Rust 和 AssemblyScript 之间的选择是在原始能力和开发人员可访问性之间的权衡。Rust 为最苛刻的任务提供无与伦比的性能和安全性，而 AssemblyScript 为数百万希望增强其应用程序的 TypeScript 开发人员提供了一个温和的启动平台。

WebAssembly 的成功取决于选择正确的集成模式。从简单的同步实用程序到完全在 Web Worker 中的主线程外运行的复杂、有状态的应用程序，了解如何管理 JS-Wasm 边界是关键。通过延迟加载您的模块、将繁重的工作移动到 Worker 以及仔细管理内存和状态，您可以集成 Wasm 的强大功能，而不会影响用户体验。

进入 WebAssembly 的旅程可能看起来令人生畏，但工具和社区比以往任何时候都更加成熟。从小处着手。确定您当前应用程序中的性能瓶颈（无论是复杂的计算、数据解析还是图形渲染循环），并考虑 Wasm 如何成为解决方案。通过拥抱这项技术，您不仅是在优化功能；您还在投资 Web 平台本身的未来。