Go每日一库之132：wasm与tinygo

2023-09-30 08:47:07 浏览数 (1)

WASM 的概念，这几年还是挺火的，新的语言，比如 Rust、Go、Swift 等，都对 WASM 提供支持。相比之下，Go 语言的简单性，使得对 WASM 的支持，使用起来也较简单。本文是目前公开资料中为数不多较完整的教程，希望能对你有帮助。

WASM 是什么

标题说：“Golang 中的 Wasm 太棒了。”，但请用几句话来说“Wasm”是什么？ WebAssembly 主页说：“WebAssembly（缩写为 Wasm）是一种基于堆栈的虚拟机的二进制指令格式。Wasm 被设计为编程语言的可移植编译目标，支持在 Web 上部署客户端和服务器应用程序。” 总结就是：

  • “Wasm 是一种可移植的格式（如 Java 或 .Net），你可以在任何有支持它的主机的地方执行它。最初，主要的主机是带有浏览器的 JavaScript”。

现在，你可以用 JavaScript 和 NodeJS 运行 Wasm，我们最近看到了像 Wasmer 项目这样的 Wasm 运行时的诞生，允许在任何地方运行 Wasm。 我喜欢说“一个 wasm 文件就像一个容器镜像，但更小，没有操作系统”。

你可以用多种语言编译一个 Wasm 文件：C/C 、Rust、Golang、Swift ……我们甚至看到了专门用于构建 Wasm 的语言的出现，比如 AssemblyScript[1] 或有前途的 Grain[2]（可以密切关注它，语法很可爱）。 今年夏天，我决定开始使用 Wasm。这种趋势似乎是使用 Rust，但我很快就明白我的小步骤会很复杂。困难不一定来自语言本身。最乏味和困难的部分是我在浏览器中运行一个简单的“Hello World”所需的所有工具。经过一番搜索，我发现 Golang 为 Wasm 提供了非常简单的支持（比 Rust 简单得多）。所以，我的假期作业是用 Golang 完成的。 Golang 对 Wasm 的支持非常棒。通常，WebAssembly 有四种数据类型（32 和 64 位整数，32 和 64 位浮点数），使用带有字符串参数（甚至 JSON 对象）的函数可能会很混乱。幸运的是，Go 提供了wasm_exec.js 与 JavaScript API 交互的文件。

WASM 在Go中的简单示例

创建项目：

代码语言：javascript复制
 go-wasm/
 |__ out/
 |__ go/
     |__ main.go

main.go:

代码语言：javascript复制
package main

func main() {
   println("Hello World!!!")
}

运行 go 文件go run go/main.go。这将打印Hello World。

现在我们可以将它编译成 WebAssembly 模块并作为 WebAssembly 运行：

代码语言：javascript复制
GOOS=js GOARCH=wasm go build -o out/main.wasm go/main.go

这将在out文件夹里生成main.wasm。与 Rust 不同，Golang 不会生成任何绑定文件。

拷贝wasm绑定文件wasm_exec.js到out目录中。

代码语言：javascript复制
# go原生版本
cp "$(go env GOROOT)/misc/wasm/wasm_exec.js" ./out

在out目录中创建一个index.html文件并添加以下内容：

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <meta charset="utf-8" />
    <title>Go wasm</title>
  </head>

  <body>
    <script src="wasm_exec.js"></script>
    <script>
      const go = new Go()
      WebAssembly.instantiateStreaming(
        fetch('main.wasm'),
        go.importObject
      ).then((res) => {
        go.run(res.instance)
      })
    </script>
  </body>
</html>

也可以用这种更健壮的版本：

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="utf-8" />
    <title>Go wasm</title>
</head>

<body>
<script src="wasm_exec.js"></script>
<script>
    // This is a polyfill for FireFox and Safari
    if (!WebAssembly.instantiateStreaming) {
        WebAssembly.instantiateStreaming = async (resp, importObject) => {
            const source = await (await resp).arrayBuffer()
            return await WebAssembly.instantiate(source, importObject)
        }
    }

    // Promise to load the wasm file
    function loadWasm(path) {
        const go = new Go()

        return new Promise((resolve, reject) => {
            WebAssembly.instantiateStreaming(fetch(path), go.importObject)
                .then(result => {
                    go.run(result.instance)
                    resolve(result.instance)
                })
                .catch(error => {
                    reject(error)
                })
        })
    }

    // Load the wasm file
    loadWasm("main.wasm").then(wasm => {
        console.log("main.wasm is loaded ")
    }).catch(error => {
        console.error(error)
    })
</script>
</body>
</html>

最重要的部分是： 这行代码 和这一行WebAssembly.instantiateStreaming，它是允许加载 wasm 文件的 JavaScript API。

index.html加载wasm_exec.js文件。请注意，此文件适用于 Browser 和 NodeJS 环境，它导出一个Go对象。

然后我们添加一个本地脚本。在脚本中，我们执行以下操作：

  • Instantiate Go from the wasm_exec.js.
  • Fetch the WebAssembly Module using instantiateStreaming

接下来启动一个Web server尝试一下go wasm。

./webserver.go:

代码语言：javascript复制
package main

import (
        "log"
        "net/http"
        "strings"
)

const dir = "./out"

func main() {
        fs := http.FileServer(http.Dir(dir))
        log.Print("Serving "   dir   " on http://localhost:8080")
        http.ListenAndServe(":8080", http.HandlerFunc(func(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
                resp.Header().Add("Cache-Control", "no-cache")
                if strings.HasSuffix(req.URL.Path, ".wasm") {
                        resp.Header().Set("content-type", "application/wasm")
                }
                fs.ServeHTTP(resp, req)
        }))
}

项目结构：

代码语言：javascript复制
├── go
│   └── main.go
└── out
    ├── index.html
    ├── wasm_exec.js
    └── main.wasm
├── webserver.go

运行：

代码语言：javascript复制
go run webServer.go

打开http://localhost:8080 ,可以在console上显示Hello World!!!：

注意： 由于wasm是在网页上实时加载，所以生成的 WebAssembly 模块的文件大小非常重要。上例中仅仅一个 Hello World 就高达 1.3MB，对于现代网页来说是完全不能接受的。

代码语言：javascript复制
-rw-r--r--  1 sendilkumar  staff   482B Jul  5 23:20 index.html
-rwxr-xr-x  1 sendilkumar  staff   1.3M Jul  5 23:19 main.wasm
-rw-r--r--  1 sendilkumar  staff    13K Jul  5 23:18 wasm_exec.js

或许WebAssembly能提供更优秀的性能，但如果引入的模块过大的话就不应当考虑它。

别当心，我们有Tiny GO!

TinyGO 使用

TinyGo 是一个将 Golang 带入微控制器和现代网络浏览器的项目。他们有一个基于 LLVM 编译的全新编译器。使用 TinyGo，我们可以生成经过优化以在芯片中执行的微小库。

TinyGo 允许为微控制器编译 Golang 源代码，它也可以将 Go 代码编译为 Wasm。TinyGo 是一个用于“小地方”的编译器，因此生成的文件要小得多。

查看如何安装tinygo：https://tinygo.org/getting-started/

安装后，您可以使用 TinyGo 编译任何 Golang 代码。我们可以使用以下命令将 Golang 编译成 WebAssembly 模块。

代码语言：javascript复制
tinygo build -o out/main.wasm -target wasm ./go/main.go

使用tinygo编译后，wasm模块减小到3.8K：

代码语言：javascript复制
-rw-r--r--  1 sendilkumar  staff   482B Jul  5 23:20 index.html
-rwxr-xr-x  1 sendilkumar  staff   3.8K Jul  5 23:29 main.wasm
-rw-r--r--  1 sendilkumar  staff    13K Jul  5 23:18 wasm_exec.js

使用tinygo编译的wasm模块，在加载的时候也要搭配tinygo版本的wasm_exec.js:

代码语言：javascript复制
cp "$(tinygo env TINYGOROOT)/targets/wasm_exec.js" ./out/wasm_exec.js

# 或者从这里下载
https://github.com/tinygo-org/tinygo/blob/master/targets/wasm_exec.js

再重新启动webserver尝试下吧！

References

Go 中的 WASM 很棒：全网最全示例教程 tinygo快速入门 如何使用WebAssembly提升性能？ 从首届 WebAssembly Summit 看 Wasm 未来发展方向 [

](https://blog.51cto.com/u_15057848/2567467)

go webassembly 编译 脚本 浏览器

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