一分钟搞明白！快速掌握 Go WebAssembly

最近因为各种奇怪的原因，更多的接触到了 WebAssembly。虽然之前很多博客也翻过写过各种文章，但总感觉欠些味道。于是今天梳理了一版，和大家一起展开学习。

先来一张经典图：

WebAssembly 是什么

以下是 Mozilla 在 MDN 上给出的定义：

WebAssembly（缩写：Wasm）是一种新的编码方式，可以在现代的网络浏览器中运行 － 它是一种低级的类汇编语言，具有紧凑的二进制格式，可以接近原生的性能运行，并为诸如 C/C++ 等语言提供一个编译目标，以便它们可以在 Web 上运行。它也被设计为可以与 JavaScript 共存，允许两者一起工作。

Wasm 官网自己挑出的重点是：

• 是一种基于堆栈的虚拟机的二进制指令格式。
• 被设计为编程语言的可移植编译目标。
• 能够在网络上部署客户端和服务器应用程序。

新编码方式，可以在浏览器中运行。可以以接近原生的性能运行。可以跨语言，例如：C/C++；可以与 JavaScript 共存。

看着是一个不错的可跨平台运行的新玩具。

由哪家研发

最早 WebAssembly1.0 基于 asm.js（Javascript 的严格子集，静态类型，取消垃圾回收机制等）的特性集实现。随后的 WebAssembly2.0 又根据新的标准进行了进一步的延伸和开发。

WebAssembly 的开发团队分别来自 Mozilla、Google、Microsoft、Apple，代表着四大网络浏览器 Firefox、Chrome、Microsoft Edge、Safari。

一些重要的时间线：

• 2015 年 WebAssembly 首次发布，在上述四大浏览器中进行了 Unity 的 Angry Bots（愤怒的机器人）的演示。
• 2017 年 3 月，首次发布 WebAssembly MVP 版本，预览版本结束，正式进行发布，可以理解为 1.0。
• 2018 年 2 月，WebAssembly 工作组（WebAssembly Working Group）发布了核心规范、JavaScript 接口和 Web API 的三个公开工作草案。
• 2019 年，Chrome 75 发布，默认启用 WebAssembly 线程。
• 2022 年 6 月，开始发布 WebAssembly 2.0。

几家大厂派人一起做的，比较新，近几年才开始更多的被支持。当前还在 WebAssembly 2.0 的阶段，还在发展阶段。

1.0 和 2.0 区别之一

直观上来看，1.0 和 2.0 最大的区别在于：

• 1.0 主要目标是在所有主要浏览器中能运行 WebAssembly。根据统一截至 2022 年 10 月 ，96% 的已安装浏览器支持 WebAssembly（1.0 版），基本实现了全覆盖。
• 让 WebAssembly 焕发第二春（2.0）的：可以借助 WASI（WebAssembly System Interfac） 的模块化系统接口，能够借此中间产物 .wasm 实现各语言的集合和互相集成。

WebAssembly 2.0 起，边界更大了，目标完全就是可移植、安全的高级语言。期望应用于浏览器、各编程语言、各系统中。

大有一个 JVM 的感觉：

Go 快速上手

在我们快速了解了 WebAssembly 的背景后。我们落到实处，看看 Go 语言的 WebAssembly 情况如何，又是如何使用。

Go 目前有两种使用 WebAssembly 的方式，第一种是使用 syscall/js 标准库，四舍五入算勉强支持了 WebAssembly 1.0。

代码如下：

package main

import "syscall/js"

func main() {
 alert := js.Global().Get("alert")
 alert.Invoke("脑子进煎鱼了！")
}

编译命令：

$ GOOS=js GOARCH=wasm go build -o jianyu.wasm

再使用 JS 中对应 WebAssembly 的调用就可以了。

第二种使用方式，是使用开源库 tinygo-org/tinygo[1]，其基于 LLM，支持了 WebAssembly1.0/2.0 (WASM/WASI)。

tinygo brew 安装方式：

$ brew tap tinygo-org/tools
$ brew install tinygo

如果安装成功，执行 tinygo version 就可以看到版本信息。

Go wasm 代码如下：

import (
 figure "github.com/common-nighthawk/go-figure"
)

//export HelloWorld
func HelloWorld() {
 myFigure := figure.NewFigure("Hello World", "", true)
 myFigure.Print()
}

func main() {}

编译命令：

tinygo build -o module.wasm -target wasi .

运行成功后，将会在对应目录编译出 module.wasm 二进制文件，可以由其他的平台、语言进行使用。

如果你希望在 Go 或其他语言中调用所生成的 .wasm，需要找到对应符合 WASI 的库和规则。

下面是 Go wasmer-go 调用 .wasm 的代码：

import (
 "fmt"
 "io/ioutil"

 wasmer "github.com/wasmerio/wasmer-go/wasmer"
)

func main() {
 wasmBytes, _ := ioutil.ReadFile("module.wasm")

 store := wasmer.NewStore(wasmer.NewEngine())
 module, _ := wasmer.NewModule(store, wasmBytes)

 wasiEnv, _ := wasmer.NewWasiStateBuilder("wasi-program").
  // Choose according to your actual situation
  // Argument("--foo").
  // Environment("ABC", "DEF").
  // MapDirectory("./", ".").
  Finalize()
 importObject, err := wasiEnv.GenerateImportObject(store, module)
 check(err)

 instance, err := wasmer.NewInstance(module, importObject)
 check(err)

 start, err := instance.Exports.GetWasiStartFunction()
 check(err)
 start()

 HelloWorld, err := instance.Exports.GetFunction("HelloWorld")
 check(err)
 result, _ := HelloWorld()
 fmt.Println(result)
}

func check(e error) {
 if e != nil {
  panic(e)
 }
}

运行成功后会输出 “Hello World”。

Go 标准库 syscall/js 标准库只支持 WebAssembly1.0，只能应用于 JS 相关的场景，并不能被其他语言所集成。

其中 tinygo 实现了 WASI，借助 WASI 这一标准接口与其他平台语言互相集成。但 tinygo 并没有支持所有的 Go 语法特性，具体可以查看 Go language features[2]。

这块需要特别注意，不同语言对 WebAssembly（WASI）的支持程度均不一样。

其他应用场景

带火 WebAssembly 的还有一个重要的因素，那就是在各种云原生的组件上都可以集成和使用，进一步延伸了场景。

例如在 Envoy 和 Istio 上，可以使用 wasm 很方便的将自定义 filter 集成到 Envoy 中，实现 Envoy 代理的功能增强。

总结

今天我们快速的对 WebAssembly 进行了背景了解、Go 快速上手、扩展场景了解等。虽然 WebAssembly 是一个新轮子，也号称可以借助 WASI 集成和被集成。

但实际上现在各语言对 WebAssembly 的支持程度都不一样，像 Go 官方自己提供的标准库就维护的不怎么样，WASI 的 issues 也没有继续推进。

甚至在其他语言的互通，现在仍然有着或多或少会导致阻塞无法应用的问题。可能，还需要再过个 3~5 年？

但如此多语言的库维护，能否长久的迭代和维护。也是一个更大的问题。

参考资料

[1]tinygo-org/tinygo: https://github.com/tinygo-org/tinygo

[2]Go language features: https://tinygo.org/docs/reference/lang-support/