GIAC-2022sh 学习笔记 | WebAssembly在前端中的应用与展望

WebAssembly在前端中的应用与展望

徐君

Intel 软件研发工程师

http://www.thegiac.com/2022sh/schedule

个人简介

徐君

• 擅长运行时引擎、编译器前端方向
  
• WebAssemblyMicroRuntime(WAMR)项目核心成员，主要负责: • 性能优化 • 开发者体验 • 产品应用
  
• 项目地址: https://github.com/bytecodealliance/wasm-micro-runtime
  WebAssembly在前端中的应用与展望 徐君 Intel 软件研发工程师
  

WebAssembly 和 WAMR 简介

什么是WebAssembly?

• WebAssembly(wasm)是一个可移植、体积小、加载快并且兼容Web的 全新格式
• 安全
• 沙箱隔离机制，宿主资源访问可控制
• 高效
• 通过JIT/AOT技术加持，可接近原生应用的执行性能
• 多语言支持
• C/C++, typescript, python, go, rust, ..

WebAssembly = Sandboxing + Performance + Portability + Capabilities

WAMR发展历史

• 2019年5月Intel开源WAMR项目
• 2019年11月以创始项目身份发起并加入Bytecode Alliance(BA)
• 2021年10月转换为社区开放治理模式
• 设计目标
  • 广泛的适用性:从嵌入式设备到云端
  • 小尺寸，高性能的轻量级 WASM 运行时
  • 适配多种CPU架构(32bit and 64bit)和操作系统 • Intel SGX/TDX 一等公民支持

WAMR在前端的应用

• 浏览器中的应用
• Disney ADK
• 天猫精灵 waft 案例链接: https://developer.aliyun.com/article/787582
• 小米 vela OS
• 支付宝Paladin互动引擎

WAMR针对前端场景的优化设计

WAMR特性介绍

• 实现语言:C
• 解释器:

• Fast interpreter —— 速度优先
• Classic interpreter —— 内存优先

• 编译后端:LLVM • 目标文件大小

• VMCore – 60K for AoT, 90K for interpreter
• 150K for the whole runtime

• AoT 支持平台:Linux, SGX, MCU
• SIMD 支持
• SGX/TDX 一等公民支持
• Wasm 多线程特性与 pthread 支持
• Reference type, Multi-modules
• CPU Arch support:

• X86-64, X86-32
• ARM, THUMB, AARCH64
• MIPS
• XTENSA

• Platform support:

• Linux，SGX (Linux)
• Windows
• MacOS
• Android
• Zephyr, AliOS Things • Vxworks
• Nuttx, RT-thread
• iOS*

WAMR整体架构

• 预先编译
• Fast interpreter
• Extend new bytecode
• Builtin-libc

WebAssembly现存问题

• 应用编程语言欠缺
• 跨模块交互不便
• 开发工具不完善

WebAssembly未来展望

WebAssembly 2.0 草案

• 已包含的主要内容:

• 固定宽度(128bit)SIMD
• 批量内存操作、table操作
• 引用类型
• 多返回值

• 讨论中

• 异常处理
• 多线程
• 宽松SIMD
• 其他

GC proposal

• 意义

• 更高效地支持高级语言

• 更快的执行效率
• 更小的模块体积
• 纯静态类型系统

• 复用任意GC实现

• GCproposal并不涉及具体GC算法
• 定义struct，array等基本结构

• 目前状态

• 一部分依赖的feature(如reference-types等)已就绪
• 一些runtime已经提供实验性支持(WAMR，V8)
• 暂未稳定，偶尔会有大幅调整

Component model

https://github.com/bytecodealliance/wasm-micro-runtime