使用 AssemblyScript 构建 WebAssembly 应用

WebAssembly，也称为 Wasm，是为 Web 创建的二进制格式。它允许通过从常规 JavaScript 访问的相同 Web API 访问浏览器功能。WebAssembly 的最大亮点之一是效率和速度，在不破坏浏览器的权限安全策略，以接近原生的性能速度安全地运行。

尽管具有 Web 特性，但 WebAssembly 也可以在非 Web 模式下运行，例如服务器、物联网设备、移动/桌面应用程序，考虑到某些 Web 功能将不可用。

目前四种主要浏览器（Firefox、Chrome、Safari 和 Edge）都支持 WebAssembly，关于 WebAssembly 的介绍、优势等信息可以查阅《再次认识 WebAssembly》和《快速认识 WebAssembly》，本文主要内容是构建一个应用。

编写 AssemblyScript

AssemblyScript 代码看起来类似于 TypeScript。如果不熟悉它，请不要担心，基本上熟悉 JavaScript 也能看懂 TypeScript。

通过以下示例了解相应的区别：

这是一个不可移植的 AssemblyScript 代码，使用 TypeScript 并非 100% 准确：

let someFloat: f32 = 1.5let someInt: i32 = <i32>someFloat

在 TypeScript 中，所有数字类型都是数字的别名，因此这些数字类型之间没有区别。

使用 AssemblyScript 编译器生成的可移植 TypeScript 代码将是：

let someFloat: f32 = 1.5let someInt: i32 = i32(someFloat)

使用常规 typescript 编译器编译代码后，结果将是：

var someFloat = 1.5var someInt = someFloat | 0

可以通过两种不同的方式编写 AssemblyScript：

• 标准库

• 低级 WebAssembly

这些方法并不相互排斥，可以根据需要将它们混合使用。

标准库

AssemblyScript 提供了一个类似于 JavaScript 的标准库，类似于 JavaScript 使用的标准库。

// It takes in two 32-bit integer values// And returns a 32-bit integer value.export function addInteger(a: i32, b: i32): i32 {  return a + b;}

低级 WebAssembly

在某些情况下，需要编写低级的 WebAssembly。WebAssembly 中前面函数的摘录如下所示：

(func $assembly/index/addInteger (param $0 i32) (param $1 i32) (result i32)  local.get $0  local.get $1  i32.add )

应该避免使用非严格的 TypeScript 代码，因为并非所有代码都是有效的 AssemblyScript 代码。阅读有关 TypeScript 严格模式的更多信息。

编写第一个 AssemblyScript

开始之前需要确保机器上安装了 Node.js 最新的 LTS 版本，可以从 nodejs.org 获取。使用旧版本的 Node.js 会导致使用 AssemblyScript 编译器出错。第一个简单的 AssemblyScript，可以参阅《再次认识 WebAssembly》。

创建基于浏览器的钟摆

好吧，在浏览器中绘制钟摆并不是非常需要使用 Wasm，但主要目的是来了解如何使用 Wasm 来依赖于动画和绘制钟摆所需的数学计算：

Wasm 代码将负责钟摆的位置计算，有两个主要函数：

init 函数

export function init(    startPositionX: f64,    amplitude: u32,    w: u32,    h: u32): void {    angle = 0;    var needed = (<i32>((w * h * sizeof<i32>() + 0xffff) & ~0xffff)) >>> 16;    var actual = memory.size();    if (needed > actual) memory.grow(needed - actual);    pendulum = new Pendulum(startPositionX, amplitude);}

该函数通过将变量存储在名为 Pendulum 的类对象中来负责变量的初始化；这个函数的另一个职责是负责内存分配；它使用配置的画布宽度和高度来计算所需的内存。如果没有正确分配内存， Wasm 可能会失败，更多内存管理可以点击这里阅读。

move 函数

export function move(): void {    angle += 10;    if (angle == 360 || angle > 360) {        angle = 0;    }    pendulum.nextPosition =        pendulum.initialPosition +        pendulum.amplitude * Math.sin((angle * Math.PI) / 180);}

move 函数重新计算 Pendulum 在 x 方向上的下一个位置，使用钟摆公式来计算位置。在 GitHub 上查看源代码。

调试 WebAssembly

可以从支持的浏览器调试 WebAssembly 代码，下面来介绍如何使用 Chrome 进行调试。

1. 确保正在运行带有调试目标的 asc 编译器，确保启用源映射，它将帮助从浏览器中更清晰地调试代码。

2. 确保启用了 WebAssembly 调试（ Chrome 开发人员工具设置->实验下的选项）

3. 启用后，重新加载浏览器；只需从关闭设置窗口后出现的消息中单击 Reload DevTools。

4. 现在可以在代码中添加断点并检查它！

总结

这篇文章只是冰山一角， AssemblyScript 是一个文档齐全的项目，具有高级示例和令人兴奋的实现。

坚信这个项目可以通过使用 TypeScript 的变体来缩小 Wasm 采用的差距，并打开大门以激发更多使用 Wasm 的兴趣。希望博文能帮助提高自己尝试 WebAssembly 的兴趣。