提示💡
- HTML, CSS, JavaScript, WebAssembly将成为 Web 开发四剑客之一。
- 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。
WebAssembly 或者 wasm 是一个可移植、体积小、加载快并且兼容 Web 的全新格式，是由主流浏览器厂商组成的 W3C 社区团体制定的一个新的规范。
WebAssembly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。简而言之，WebAssembly 是一种二进制指令格式，运行在概念虚拟机之上：
特性
- 高效：WebAssembly 有一套完整的语义，实际上 wasm 是体积小且加载快的二进制格式， 其目标就是充分发挥硬件能力以达到原生执行效率
- 安全：WebAssembly 运行在一个沙箱化的执行环境中，甚至可以在现有的 JavaScript 虚拟机中实现。在web环境中，WebAssembly将会严格遵守同源策略以及浏览器安全策略。
- 开放：WebAssembly 设计了一个非常规整的文本格式用来、调试、测试、实验、优化、学习、教学或者编写程序。可以以这种文本格式在web页面上查看wasm模块的源码。
- 标准：WebAssembly 在 web 中被设计成无版本、特性可测试、向后兼容的。WebAssembly 可以被 JavaScript 调用，进入 JavaScript 上下文，也可以像 Web API 一样调用浏览器的功能。当然，WebAssembly 不仅可以运行在浏览器上，也可以运行在非web环境下。
起源
起初，Mozilla 通过 asm.js 项目来提升浏览器运行 web 应用的性能，可以把 C/C++ 等语言编译为在浏览器端可被 JS 调用的格式，但随着 pthreads 和 SIMD 引入到 JS 中，Mozilla 联合 Microsoft、Google、Apple 等公司开发了 WebAssembly 来解决 asm.js 的局限性。
对于网络平台而言，WebAssembly 具有巨大的意义，它提供了一条途径，以使得以各种语言编写的代码都可以以接近原生的速度在 Web 中运行。在这种情况下，以前无法以此方式运行的客户端软件都将可以运行在 Web 中。 而且，更棒的是，这是通过 W3C WebAssembly Community Group 开发的一项网络标准，并得到了来自各大主要浏览器厂商的积极参与。
从最初面向浏览器提升前端 web 应用的性能，到开发者开始尝试在服务端运行 WebAssembly 程序，再到区块链、AI、动态插件等尝试，WebAssembly 受到的关注度越来越高，发展速度也越来越快。
编译运行
编译器通常用来把高级语言翻译到机器码，每一种目标汇编语言（x86、ARM）都依赖于特定的机器结构。而 WebAssembly 与其他的汇编语言不一样，它不依赖于具体的物理机器，它可以理解为概念机的汇编语言，正因为如此，WebAssembly 指令有时也被称为虚拟指令。
目前对于 WebAssembly 支持情况最好的编译器工具链是 LLVM，有很多不同的前端和后端插件可以用在 LLVM 上，Emscripten 是最常用的 C/C++ 编译成 wasm 的工具。
在支持 wasm 的浏览器中可以在 javascript 中加载运行 wasm 文件：
function fetchAndInstantiate(url, importObject) {
return fetch(url).then(response =>
response.arrayBuffer()
).then(bytes =>
WebAssembly.instantiate(bytes, importObject)
).then(results =>
results.instance
);
}WASI
WebAssembly 是概念机的汇编语言，所以 WebAssembly 需要一个概念操作系统的系统接口，而不是任何单一操作系统的系统接口，这样它就可以在所有不同操作系统中运行，这就是 WASI——WebAssembly 平台的系统接口。
WebAssembly 系统接口需要满足两大原则：可移植性和安全性。
- 可移植性: POSIX 提供了源代码级的可移植性，相同源代码可以与不同版本 libc 一起编译生成适用于不同操作系统的产物。但是 WebAssembly 编译并不依赖操作系统，需要编译成可移植的二进制文件。例如，Node 的原生模块如果是用 WebAssembly 编写，那么用户安装原生模块应用时就不需要运行 node-gyp 重新编译了。
- 安全性：当应用请求操作系统执行某些输入或输出时，操作系统需要确定该代码所请求的操作是否安全，操作系统通常使用基于所有权与组的访问控制来处理这个问题。WebAssembly 采用沙箱来保证安全性，应用无法直接访问操作系统。宿主机（浏览器或者其他 wasm 运行时）可以自定义沙箱系统能力，将应用在安全沙箱中执行。只是拥有沙箱机制并不会使系统本身变安全（宿主机仍然可以将所有能力都放入到沙箱中），不过它至少让宿主机能够选择创建更安全的系统。
// wasi-demo
(module
;; Import the required fd_write WASI function which will write the given io vectors to stdout
;; The function signature for fd_write is:
;; (File Descriptor, *iovs, iovs_len, nwritten) -> Returns number of bytes written
(import "wasi_unstable" "fd_write" (func $fd_write (param i32 i32 i32 i32) (result i32)))
)WebAssembly 会将这些 WASI 函数作为 import 函数，然后由 runtime 提供这些函数对应的绑定。比如，在 Node.js 环境中，Node.js 在运行 Webassembly 前，需要适配这些 WASI 函数，提供对应的 JavaScript 函数绑定，调用 WASI 就是调用 runtime 提供的对应 WASI 函数适配。
WASI 就是定义一堆标准系统操作标准 API，然后交由 Runtime 和 WebAssembly编译器去实现，在托管环境下我们可以对 WASI 进行裁剪，从而确保安全。
近况
- WebAssembly 被 W3C 作为标准规范，HTML, CSS, JavaScript, WebAssembly将成为 Web 开发四剑客
- 图形化应用开始向 WebAssembly转变，如 PhotoShop、AutoCAD、Google Earth、QT 等
- WebAssembly 逐渐也被应用到服务端后端，主要是隔离性、安全、性能高等特性，在 FaaS 场景上可以说是最佳匹配
- WASI 已经包含 Socket 支持，WebAssembly 可以像独立应用一样进行网络通讯
- Node.js 13.5.0 添加对 WASI 的支持