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WebAssembly 是一种低级编程语言，专为在 Web 上运行而设计。它提供了一种接近底层硬件的性能，同时保持跨平台的兼容性。WebAssembly 对象是 WebAssembly API 的一部分，允许开发者在 JavaScript 环境中操作和管理 WebAssembly 模块。

WebAssembly 模块

WebAssembly 模块是一个独立的编译单元，代表一个编译后的 WebAssembly 程序。模块可以被加载、实例化，并与 JavaScript 环境交互。

创建 WebAssembly 模块

创建 WebAssembly 模块有两种主要方式：通过 WebAssembly.compile 方法或通过 WebAssembly.instantiate 方法。这两种方法都接受编译后的二进制代码作为输入。

使用 `WebAssembly.compile`

const bytes = new Uint8Array([0, 97, 115, 109, 1, 0, 0, 0]);
WebAssembly.compile(bytes).then((module) => {
    console.log('模块已成功编译');
});

使用 `WebAssembly.instantiate`

WebAssembly.instantiate 方法不仅可以编译 WebAssembly 模块，还可以立即实例化它：

const bytes = new Uint8Array([0, 97, 115, 109, 1, 0, 0, 0]);
WebAssembly.instantiate(bytes).then((results) => {
    const { instance } = results;
    console.log('模块已成功编译并实例化', instance.exports);
});

WebAssembly 实例

WebAssembly 实例是 WebAssembly 模块的执行上下文。每个实例都包含一个内存对象和一组导入/导出函数。

创建 WebAssembly 实例

实例化一个 WebAssembly 模块需要一个配置对象，该对象描述了模块所需的导入值。如果模块不依赖于外部资源，可以直接使用 WebAssembly.instantiate 方法。

示例

假设我们有一个简单的 WebAssembly 模块，它接受一个整数并返回其平方：

(module
  (type $t0 (func (param i32) (result i32)))
  (func $square (type $t0) (param $p0 i32) (result i32)
    get_local $p0
    get_local $p0
    i32.mul)
  (export "square" (func $square))
)

我们可以使用以下 JavaScript 代码来实例化这个模块：

// www.javascriptcn.com code example
const bytes = new Uint8Array([
    0x00, 0x61, 0x73, 0x6d, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00,
    0x01, 0x07, 0x01, 0x60, 0x01, 0x7f, 0x01, 0x7f,
    0x03, 0x02, 0x01, 0x00, 0x07, 0x07, 0x01, 0x03,
    0x73, 0x71, 0x75, 0x61, 0x72, 0x65, 0x00, 0x0b,
    0x09, 0x01, 0x07, 0x00, 0x20, 0x00, 0x6a, 0x0b,
    0x08, 0x02, 0x07, 0x00, 0x41, 0x00, 0xad, 0x0b
]);

WebAssembly.instantiate(bytes).then((results) => {
    const { instance } = results;
    const square = instance.exports.square;
    console.log(square(2)); // 输出 4
});

WebAssembly 内存

WebAssembly 内存对象表示模块的线性内存。内存是通过 WebAssembly.Memory 构造函数创建的。

创建 WebAssembly 内存

const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 1 });
console.log(memory.buffer.byteLength); // 输出 65536，即 1 页

内存大小可以通过 grow 方法增加：

memory.grow(1);
console.log(memory.buffer.byteLength); // 输出 131072，即 2 页

WebAssembly 表

WebAssembly 表是一个动态数组，用于存储任何类型的数据。表中的元素通常是函数引用，但也可以是其他类型的值。

创建 WebAssembly 表

const table = new WebAssembly.Table({ initial: 2, element: 'anyfunc' });
console.log(table.length); // 输出 2

可以通过索引访问和修改表中的元素：

table.set(0, () => console.log('Hello, World!'));
table.get(0)();

WebAssembly 价值类型

WebAssembly 有几种基本类型，包括整数和浮点数。这些类型在模块和实例之间传递数据时非常重要。

类型定义

i32 - 32 位整数
i64 - 64 位整数
f32 - 32 位浮点数
f64 - 64 位浮点数

使用示例

假设我们有一个模块，它接收两个 i32 参数并返回它们的和：

(module
  (type $t0 (func (param i32 i32) (result i32)))
  (func $add (type $t0) (param $p0 i32) (param $p1 i32) (result i32)
    get_local $p0
    get_local $p1
    i32.add)
  (export "add" (func $add))
)

我们可以通过以下 JavaScript 代码调用这个函数：

// www.javascriptcn.com code example
const bytes = new Uint8Array([
    0x00, 0x61, 0x73, 0x6d, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00,
    0x01, 0x07, 0x01, 0x60, 0x02, 0x7f, 0x01, 0x7f,
    0x03, 0x02, 0x01, 0x00, 0x07, 0x07, 0x01, 0x03,
    0x61, 0x64, 0x64, 0x00, 0x0b, 0x0a, 0x01, 0x07,
    0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x01, 0x6a, 0x0b
]);

WebAssembly.instantiate(bytes).then((results) => {
    const { instance } = results;
    const add = instance.exports.add;
    console.log(add(10, 20)); // 输出 30
});

总结

本章介绍了 WebAssembly 中的核心对象，包括模块、实例、内存和表。通过理解这些对象，开发者可以更好地利用 WebAssembly 来提升应用性能。下一章将介绍如何在实际项目中集成和使用 WebAssembly。

WebAssembly 对象