Искусство WebAssembly (4000,00 руб.)

Стр.5

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

УДК 004.9 ББК 32.072 Б28 Б28 Искусство Web As semb ly / пер. с англ. П. М. Бомбаковой. – М.: ДМК Пресс, 2022. – 310 с.: ил. Баттальини Р. ISBN 978-5-97060-976-7 В книге подробно рассматриваются принципы работы WebAssembly – компактной межплатформенной технологии, которая оптимизирует производительность ресурсоемких веб-приложений и программ. Вы узнаете, как оптимизировать, компилировать и отлаживать низкоуровневый код, сравнивать его производительность с JavaScript, а также представлять код в удобном для прочтения текстовом формате WebAssembly Text (WAT). Затем сможете создать программу обнаружения столкновений на базе браузера, поработать с технологиями рендеринга в браузере для создания графики и анимации и выяснить, как WebAssembly взаимодействует с другими языками программирования. Книга адресована веб-разработчикам, желающим понять, как создавать и развертывать приложения на основе WebAssembly, а также пользователям, которые хотят изучить и применять эту технологию. УДК 004.9 ББК 32.072 Title of English-language original: The Art of Web As semb ly: Build Secure, Portable, HighPerformance Applications, ISBN 9781718501447, published by No Starch Press Inc. 245 8th Street, San Francisco, California United States 94103. The Russian-Language 1st edition Copyright © 2021 by DMK Press Publishing under license by No Starch Press Inc. All rights reserved. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. ISBN 978-1-7185-0144-7 (англ.) ISBN 978-5-97060-976-7 (рус.) © Rick Battagline, 2021 © Перевод, издание, оформление, ДМК Пресс, 2022

Стр.5

СОДЕРЖАНИЕ От издательства ............................................................................................................. 10 Об авторе .......................................................................................................................... 11 О техническом рецензенте ............................................................................................ 11 Предисловие ....................................................................................................................... 12 Благодарности .................................................................................................................. 13 Введение ............................................................................................................................. 14 Глава 1. Введение в WebAssembly ................................................................. 19 Что такое Web As semb ly? ................................................................................................ 20 Причины использовать Web As semb ly ........................................................................ 21 Повышение производительности.......................................................................... 22 Интеграция существующих библиотек ................................................................ 22 Портируемость на другие платформы и безопасность .................................... 23 Противники Java Script .............................................................................................. 23 Связь Web As semb ly с Java Script .................................................................................... 24 Зачем учить WAT?............................................................................................................ 25 Стили кодирования WAT .......................................................................................... 26 Среда встраивания .......................................................................................................... 30 Браузер ......................................................................................................................... 31 WASI .............................................................................................................................. 31 Visual Studio Code ...................................................................................................... 32 Node.js ........................................................................................................................... 33 Наше первое приложение Web As semb ly с по мощью Node.js .......................... 35 Вызов модуля Web As semb ly из Node.js ................................................................. 36 Синтаксис .then .......................................................................................................... 37 Удачное время .................................................................................................................. 38 Глава 2. Основы работы с WebAssembly Text .......................................... 39 Написание простейшего модуля ................................................................................. 40 Hello World в WebAssembly ............................................................................................ 40 Создание WAT-модуля .............................................................................................. 41 Создание файла Java Script ....................................................................................... 43 Переменные WAT ............................................................................................................ 46 Глобальные переменные и преобразование типов ........................................... 46 Локальные переменные ........................................................................................... 50 Распаковка S-выражений ........................................................................................ 52 Переменные с индексами ........................................................................................ 54 Преобразование между типами ............................................................................. 54 Условные операторы if/else ........................................................................................... 56 Операторы цикла и блока ............................................................................................. 58 6 Содержание

Стр.7

Оператор блока (block) ............................................................................................. 59 Оператор цикла (loop) .................................................................................................... 61 Совместное использование операторов блока и цикла ................................... 62 Переход с по мощью br_table ................................................................................... 64 Заключение ....................................................................................................................... 66 Глава 3. Функции и таблицы .............................................................................. 67 Когда следует вызывать функции из WAT ................................................................. 68 Разработка функции is_prime ....................................................................................... 68 Передача параметров ............................................................................................... 68 Создание внутренних функций ............................................................................. 69 Функция is_prime ....................................................................................................... 71 Код на стороне Java Script ......................................................................................... 75 Объявление импортированной функции .................................................................. 77 Числа Java Script .......................................................................................................... 78 Передача типов данных ........................................................................................... 78 Объекты в WAT ........................................................................................................... 78 Влияние вызовов внешних функций на производительность ............................ 79 Таблицы функций ........................................................................................................... 83 Создание таблицы функций в WAT ....................................................................... 83 Заключение ....................................................................................................................... 92 Глава 4. Низкоуровневые битовые операции ........................................ 93 Системы счисления: двоичная, десятичная и шестнадцатеричная ................... 94 Арифметические операции над целыми числами и числами с плавающей запятой ..................................................................................................... 95 Целые числа ................................................................................................................ 96 Числа с плавающей запятой.................................................................................... 98 Биты старшего и младшего разрядов........................................................................101 Битовые операции .........................................................................................................103 Сдвиг и вращение битов .........................................................................................103 Маскирование битов с по мощью AND и OR ......................................................105 Инверсия битов с по мощью XOR ..........................................................................108 Обратный vs. прямой порядок байтов ................................................................109 Заключение ......................................................................................................................110 Глава 5. Строки в WebAssembly ......................................................................111 ASCII и Unicode................................................................................................................112 Строки в линейной памяти ..........................................................................................112 Передача длины строки в Java Script.....................................................................113 Строки с завершающим нулем ..............................................................................114 Строки с префиксом длины ...................................................................................117 Копирование строк ...................................................................................................120 Создание числовых строк .......................................................................................126 Создание шестнадцатеричной строки ................................................................131 Создание двоичной строки ....................................................................................136 Заключение ......................................................................................................................139 Содержание 7

Стр.8

Глава 6. Линейная память ..................................................................................140 Линейная память в Web As semb ly ...............................................................................141 Страницы ....................................................................................................................142 Указатели ....................................................................................................................144 Объект памяти Java Script ..............................................................................................146 Создание объекта памяти Web As semb ly .............................................................146 Запись в консоль в цвете .........................................................................................148 Создание Java Script в store_data.js ........................................................................149 Обнаружение столкновений ........................................................................................151 Начальный адрес, шаг и сдвиг ...............................................................................152 Загрузка структур данных из Java Script ..............................................................153 Отображение результатов ......................................................................................155 Функция обнаружения столкновений .................................................................156 Заключение ......................................................................................................................164 Глава 7. Веб-приложения ....................................................................................166 DOM ...................................................................................................................................167 Создание и настройка простого сервера Node ........................................................167 Первое веб-приложение Web As semb ly .....................................................................169 Определение HTML-заголовка .............................................................................170 Java Script .....................................................................................................................170 HTML-тег .......................................................................................................173 Готовое веб-приложение ........................................................................................173 Шестнадцатеричные и двоичные строки .................................................................175 HTML ............................................................................................................................175 WAT ...............................................................................................................................178 Компиляция и запуск...............................................................................................183 Заключение ......................................................................................................................184 Глава 8. Работа с Canvas ......................................................................................186 Рендеринг HTML-страницы на холсте ......................................................................187 Определение холста в HTML ..................................................................................187 Определение констант Java Script в HTML ..........................................................188 Создание случайных объектов ..............................................................................190 Данные растрового изображения .........................................................................191 Функция requestAnimationFrame ..........................................................................192 Модуль WAT .....................................................................................................................194 Импортируемые значения .....................................................................................194 Очистка холста ..........................................................................................................195 Функция вычисления абсолютного значения ...................................................196 Установка цвета пикселя .........................................................................................197 Рисуем объект ............................................................................................................200 Установка и получение атрибутов объекта ........................................................202 Функция $main ..........................................................................................................204 Компиляция и запуск приложения ......................................................................213 Заключение ......................................................................................................................214 8 Содержание

Стр.9

Глава 9. Оптимизация производительности ...........................................216 Использование профилировщика ..............................................................................217 Профилировщик Chrome ........................................................................................217 Профилировщик Firefox ..........................................................................................224 wasm-opt ...........................................................................................................................228 Установка Binaryen ...................................................................................................228 Запуск wasm-opt ........................................................................................................228 Взглянем на оптимизированный код WAT .........................................................230 Приемы повышения производительности ..............................................................231 Встраивание функций .............................................................................................231 Умножение и деление vs. сдвиг .............................................................................235 DCE ...............................................................................................................................237 Сравнение приложения обнаружения столкновений с Java Script .....................238 Оптимизация WAT вручную ........................................................................................241 Запись производительности в лог ..............................................................................242 Более сложное тестирование с помощью benchmark.js ........................................247 Сравнение WebAssembly и Java Script с флагом --print-bytecode .........................253 Заключение ......................................................................................................................256 Глава 10. Отладка WebAssembly ....................................................................258 Отладка из консоли ........................................................................................................259 Запись сообщений в консоль .................................................................................264 Предупреждения об ошибках ......................................................................................268 Трассировка стека ..........................................................................................................269 Отладчик Firefox .............................................................................................................275 Отладчик Chrome ...........................................................................................................279 Заключение ......................................................................................................................282 Глава 11. AssemblyScript .....................................................................................283 Интерфейс командной строки в AssemblyScript .....................................................284 Приложение Hello World на AssemblyScript .............................................................286 Код Java Script для приложения Hello World ........................................................288 Приложение Hello World в загрузчике AssemblyScript ....................................290 Объединение строк AssemblyScript ......................................................................291 Объектно-ориентированное программирование на AssemblyScript ................293 Приватные атрибуты ...............................................................................................295 Среда встраивания Java Script ................................................................................297 Загрузчик AssemblyScript ........................................................................................298 Расширение классов в AssemblyScript .................................................................301 Сравнение производительности загрузчика и прямых вызовов WebAssembly ..............................................................................................................303 Заключение ......................................................................................................................306 Послесловие ......................................................................................................................307 Предметный указатель .................................................................................................308

Стр.10