每日前端夜话****0xEB
每日前端夜话，陪你聊前端。
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正文共：2459 字
预计阅读时间：10 分钟
作者：Danny Guo
翻译：疯狂的技术宅
来源：logrocket
![AssemblyScript 入门指南[每日前端夜话0xEB]](https://oscimg.oschina.net/oscnet/b880277c594152a5033c3a4a904e4d8511c.jpg)
WebAssembly【https://webassembly.org/】（Wasm）是 Web 浏览器中相对较新的功能，但它地扩展了把 Web 作为服务应用平台的功能潜力。
对于 Web 开发人员来说，学习使用 WebAssembly 可能会有一个艰难的过程，但是 AssemblyScript【https://assemblyscript.org/】 提供了一种解决方法。首先让我们看一下为什么 WebAssembly 是一项很有前途的技术，然后再看怎样 AssemblyScript 挖掘潜力。
WebAssembly
WebAssembly 是浏览器的低级语言，为开发人员提供了除 JavaScript 之外的 Web 编译目标。它使网站代码可以在安全的沙盒环境中以接近本机的速度运行。
它是根据所有主流浏览器（Chrome，Firefox，Safari 和 Edge）所代表的意见开发的，他们达成了设计共识【https://lists.w3.org/Archives/Public/public-webassembly/2017Feb/0002.html】,这些浏览器现在都支持 WebAssembly。
WebAssembly 以二进制格式交付，这意味着与 JavaScript 相比，WebAssembly 在大小和加载时间上都具有优势。但是它也有易于理解的文本表示形式【https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/WebAssembly/Understanding\_the\_text\_format】。
当 WebAssembly 首次发布时，一些开发人员认为它有可能最终取代 JavaScript 作为 Web 的主要语言。但是最好把 WebAssembly 看作是与现有 Web 平台良好集成的新工具，这是它的高级目标【https://webassembly.org/docs/high-level-goals/】。
WebAssembly 并没有取代 JavaScript 现有的用例，而是吸引了更多人，因为它引入了新的用例。目前 WebAssembly 还不能直接访问 DOM，大多数网站都希望使用 JavaScript，经过多年的优化，JavaScript 已经相当快了。以下 WebAssembly 可能的使用案例列表【https://webassembly.org/docs/use-cases/】的示例：
游戏
科学的可视化和模拟
CAD应用
图像/视频编辑
这些应用共同特点是，它们通常会被看作是桌面应用。通过为 CPU 密集型任务提供接近本机的性能，WebAssembly 使得将这些程序迁移至 Web 成为可行。
现有网站也可以从 WebAssembly 中受益。Figma【https://www.figma.com/】提供了一个真实的例子，它通过使用 WebAssembly 大大缩短了其加载时间。如果网站使用进行大量计算的代码，则可以将其替换为 WebAssembly 以提高性能。
也许现在你对怎样使用 WebAssembly 感兴趣。你可以学习语言本身并直接编写【https://blog.scottlogic.com/2018/04/26/webassembly-by-hand.html】 ，但实际上它打算成为其他语言的编译目标【https://github.com/appcypher/awesome-wasm-langs】 。它被设计【https://webassembly.org/docs/c-and-c++/】为对 C 和 C++ 具有良好的支持，Go语言在 version 1.11 中增加了实验性支持的版本中，Rust 也对其进行了大量投入。
但是也许你并不想为了使用 WebAssembly 而学习或使用其中某种语言。这就是 AssemblyScript 存在的意义。
AssemblyScript
AssemblyScript 是一个把 TypeScript 转换到 WebAssembly 的编译器。由微软开发的 TypeScript 将类型添加到了 JavaScript 中。它已经变得相当受欢迎【https://insights.stackoverflow.com/survey/2019#most-popular-technologies】，即使对于不熟悉它的人，AssemblyScript 只允许 TypeScript 的有限功能子集，因此不需要花太多时间就可以上手。。
因为它与 JavaScript 非常相似，所以 AssemblyScript 使 Web 开发人员可以轻松地将 WebAssembly 整合到他们的网站中，而不必使用完全不同的语言。
试用
让我们编写第一个 AssemblyScript 模块（以下所有代码均可在 GitHub 上【https://github.com/dguo/assemblyscript-demo】找到）。我们需要 Node.js 的最低版本为 8 才能得到 WebAssembly 的支持。
转到一个空目录，创建一个 package.json 文件，然后安装 AssemblyScript。请注意，我们需要直接从它的 GitHub 存储库【https://github.com/AssemblyScript/assemblyscript】安装。它尚未在 npm 上发布，因为 AssemblyScript 开发人员还没有考虑编译器是否已经准备好能够支持广泛使用。
1mkdir assemblyscript-demo2cd assemblyscript-demo3npm init4npm install --save-dev github:AssemblyScript/assemblyscript
使用 asinit 命令生成脚手架文件：
1npx asinit .
我们的 package.json 现在应该包含以下脚本：
1{2 "scripts": {3 "asbuild:untouched": "asc assembly/index.ts -b build/untouched.wasm -t build/untouched.wat --sourceMap --validate --debug",4 "asbuild:optimized": "asc assembly/index.ts -b build/optimized.wasm -t build/optimized.wat --sourceMap --validate --optimize",5 "asbuild": "npm run asbuild:untouched && npm run asbuild:optimized"6 }7}
顶层的 index.js 看起来像这样：
1const fs = require("fs"); 2const compiled = new WebAssembly.Module(fs.readFileSync(__dirname + "/build/optimized.wasm")); 3const imports = { 4 env: { 5 abort(_msg, _file, line, column) { 6 console.error("abort called at index.ts:" + line + ":" + column); 7 } 8 } 9};10Object.defineProperty(module, "exports", {11 get: () => new WebAssembly.Instance(compiled, imports).exports12});
它使我们能够像使用普通的 JavaScript 模块一样轻松地 require WebAssembly 模块。
assembly 目录中包含我们的 AssemblyScript 源代码。生成的示例是一个简单的加法函数。
1export function add(a: i32, b: i32): i32 {2 return a + b;3}
函数签名就像在 TypeScript 中那样，它之所以使用 i32 的原因是 AssemblyScript 使用了 WebAssembly 的特定整数和浮点类型【https://docs.assemblyscript.org/basics/types】，而不是 TypeScript 的通用 number 类型【。
让我们来构建示例。
1npm run asbuild
build 目录现在应包含以下文件：
1optimized.wasm2optimized.wasm.map3optimized.wat4untouched.wasm5untouched.wasm.map6untouched.wat
我们得到了构建的普通版本和优化版本。对于每个构建版本，都有一个 .wasm 二进制文件，一个 .wasm.map 源码映射【https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Tools/Debugger/How\_to/Use\_a\_source\_map】，以及二进制文件的 .wat 文本表示形式。文本表示形式是为了供人阅读，但现在我们无需阅读或理解它——使用 AssemblyScript 的目的之一就是我们不需要使用原始 WebAssembly。
启动 Node 并像其他模块一样使用编译模块。
1$ node2Welcome to Node.js v12.10.0.3Type ".help" for more information.4> const add = require('./index').add;5undefined6> add(3, 5)78
这就是从 Node 调用 WebAssembly 所需要的全部！
添加监视脚本
为了便于开发，我建议你在每次更改源代码时都用 onchange【https://github.com/Qard/onchange】 自动重建模块，因为 AssemblyScript 尚不包括监视模式【https://github.com/AssemblyScript/assemblyscript/issues/624】。
1npm install --save-dev onchange
在 package.json 中添加一个 asbuild:watch 脚本。包含 -i 标志即可在运行命令后立即运行初始构建。
1{2 "scripts": {3 "asbuild:untouched": "asc assembly/index.ts -b build/untouched.wasm -t build/untouched.wat --sourceMap --validate --debug",4 "asbuild:optimized": "asc assembly/index.ts -b build/optimized.wasm -t build/optimized.wat --sourceMap --validate --optimize",5 "asbuild": "npm run asbuild:untouched && npm run asbuild:optimized",6 "asbuild:watch": "onchange -i 'assembly/**/*' -- npm run asbuild"7 }8}
现在你可以运行 asbuild:watch，而不必不断地重新运行 asbuild。
性能
让我们写一个基本的基准测试，用来了解究竟可以获得什么样的性能提升。WebAssembly 的专长是处理诸如数字计算之类的 CPU 密集型任务，所以我们用一个函数来确定整数是否为质数。
我们的参考实现如下所示。这是一种幼稚的暴力解决方案，因为我们的目标是执行大量计算。
1function isPrime(x) { 2 if (x < 2) { 3 return false; 4 } 5 6 for (let i = 2; i < x; i++) { 7 if (x % i === 0) { 8 return false; 9 }10 }1112 return true;13}
等效的 AssemblyScript 版本仅需要一些类型注释：
1function isPrime(x: u32): bool { 2 if (x < 2) { 3 return false; 4 } 5 6 for (let i: u32 = 2; i < x; i++) { 7 if (x % i === 0) { 8 return false; 9 }10 }1112 return true;13}
我们将使用 Benchmark.js【https://benchmarkjs.com/】。
1npm install --save-dev benchmark
创建benchmark.js：
1const Benchmark = require('benchmark'); 2 3const assemblyScriptIsPrime = require('./index').isPrime; 4 5function isPrime(x) { 6 for (let i = 2; i < x; i++) { 7 if (x % i === 0) { 8 return false; 9 }10 }1112 return true;13}1415const suite = new Benchmark.Suite;16const startNumber = 2;17const stopNumber = 10000;1819suite.add('AssemblyScript isPrime', function () {20 for (let i = startNumber; i < stopNumber; i++) {21 assemblyScriptIsPrime(i);22 }23}).add('JavaScript isPrime', function () {24 for (let i = startNumber; i < stopNumber; i++) {25 isPrime(i);26 }27}).on('cycle', function (event) {28 console.log(String(event.target));29}).on('complete', function () {30 const fastest = this.filter('fastest');31 const slowest = this.filter('slowest');32 const difference = (fastest.map('hz') - slowest.map('hz')) / slowest.map('hz') * 100;33 console.log(`${fastest.map('name')} is ~${difference.toFixed(1)}% faster.`);34}).run();
在我的机器上，运行 node benchmark 时得到了以下结果：
1AssemblyScript isPrime x 74.00 ops/sec ±0.43% (76 runs sampled)2JavaScript isPrime x 61.56 ops/sec ±0.30% (64 runs sampled)3AssemblyScript isPrime is ~20.2% faster.
请注意，这个测试是一个 microbenchmark【https://stackoverflow.com/a/2842707/1481479】，我们应该谨慎阅读。
对于一些更多的 AssemblyScript 基准测试，我建议你查看 WasmBoy 基准测试【https://wasmboy.app/benchmark/】 和波动方程式基准测试【https://jtiscione.github.io/webassembly-wave/index.html】。
加载模块
接下来，在网站中使用我们的模块。
先创建 index.html：
1<!DOCTYPE html> 2<html> 3 <head> 4 <meta charset="utf-8" /> 5 <title>AssemblyScript isPrime demo</title> 6 </head> 7 <body> 8 <form id="prime-checker"> 9 <label for="number">Enter a number to check if it is prime:</label>10 <input name="number" type="number" />11 <button type="submit">Submit</button>12 </form>1314 <p id="result"></p>1516 <script src="demo.js"></script>17 </body>18</html>
再创建 demo.js。加载 WebAssembly 模块有多种方式【https://developers.google.com/web/updates/2018/04/loading-wasm】，但是最有效的方法是通过使用 WebAssembly.instantiateStreaming 函数以流的方式编译和实例化。请注意，如果 assertion【https://docs.assemblyscript.org/basics/environment#utility】 失败的话，我们需要提供 abort 函数【https://docs.assemblyscript.org/details/debugging#overriding-abort】。
1(async () => { 2 const importObject = { 3 env: { 4 abort(_msg, _file, line, column) { 5 console.error("abort called at index.ts:" + line + ":" + column); 6 } 7 } 8 }; 9 const module = await WebAssembly.instantiateStreaming(10 fetch("build/optimized.wasm"),11 importObject12 );13 const isPrime = module.instance.exports.isPrime;1415 const result = document.querySelector("#result");16 document.querySelector("#prime-checker").addEventListener("submit", event => {17 event.preventDefault();18 result.innerText = "";19 const number = event.target.elements.number.value;20 result.innerText = `${number} is ${isPrime(number) ? '' : 'not '}prime.`;21 });22})();
现在安装 static-server【https://github.com/nbluis/static-server】。因为要使用`WebAssembly.instantiateStreaming`，我们需要创建服务，该模块需要使用 MIME type【https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Basics\_of\_HTTP/MIME\_types】 的 application/wasm。
1npm install --save-dev static-server
将脚本添加到 package.json 中。
1{2 "scripts": {3 "serve-demo": "static-server"4 }5}
运行 npm run serve-demo 并在浏览器中打开 localhost URL。提交表单中的数字，你将收到一条消息，指出该数字是否为素数。现在，我们已经实现了从用 AssemblyScript 编码到在网站中实际使用的整个过程。
结论
WebAssembly 以及通过 AssemblyScript 的扩展，不会使每个网站都神奇地变得更快，但是这并不重要。WebAssembly 之所以令人兴奋，是因为它可以使更多的应用在 Web 变得中可行。
类似地，AssemblyScript 使更多开发人员可以使用 WebAssembly，这使我们很容易默认使用 JavaScript，但是当需要大量运算工作时，可以用 WebAssembly。
原文：https://blog.logrocket.com/the-introductory-guide-to-assemblyscript/
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