Wasm氣候已成！

作者：崔瑩峰 2022-11-28 11:41:24

一些人認(rèn)為Wasm將取代容器技術(shù)和無處不在的JavaScript

　　作者 | Peter Vetere

　　譯者 | 崔瑩峰

　　無論是在服務(wù)器上還是在邊緣，Wasm都允許你創(chuàng)建自定義邏輯，該邏輯比以前更接近數(shù)據(jù)。你可以安全、高效且更靈活地完成此操作。

　　Wasm是最重要的新興技術(shù)之一，無論你有沒有聽說過它，毋庸置疑的是它很重要。

　　作為WebAssembly語言的簡寫，Wasm是為Web開發(fā)的。然而，Wasm技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)瀏覽器之外?，F(xiàn)在部分組織開始在服務(wù)器端運(yùn)行Wasm。例如，我的公司SingleStore正在我們的數(shù)據(jù)庫中使用它。

　　一些人認(rèn)為Wasm將取代容器技術(shù)和無處不在的JavaScript。

　　不管你是否相信，Wasm正在對云計(jì)算產(chǎn)生影響。為什么以及如何影響？且聽我逐一道來。

跨平臺(tái)：讓云組件更安全、更簡單地結(jié)合在一起

　　人們使用各種不同種類的語言來編寫軟件。讓這些語言進(jìn)行交互是很困難的。Wasm提供了一個(gè)框架，可以用你想要的任何語言編寫。然后利用它產(chǎn)生了一種通用的模擬機(jī)器格式。

　　這種格式允許用各種語言（如Rust、C/C++ 和Go）編寫的組件相互通信。Wasm還為數(shù)據(jù)庫等服務(wù)器端系統(tǒng)提供了嵌入來自不同語言組件的能力，而無需你知道或關(guān)心該模塊是如何生成的。

　　將Wasm視為一種通用的插件格式。假設(shè)你想使用第三方開發(fā)的組件來增強(qiáng)系統(tǒng)的功能。Wasm允許你將新組件引入系統(tǒng)，而無需承擔(dān)集成附加組件通常帶來的風(fēng)險(xiǎn)。例如，外部組件可能會(huì)使系統(tǒng)崩潰或產(chǎn)生一些意外之外的故障。Wasm通過為不同的系統(tǒng)和組件創(chuàng)建一個(gè)極其安全的框架來彼此交互，從而緩解了這些問題。

　　云是Wasm擴(kuò)張的重要驅(qū)動(dòng)力。Wasm非常適合云，因?yàn)樗翘摂M化的，可以在任何支持Wasm運(yùn)行時(shí)的環(huán)境中工作。此外，云系統(tǒng)通常由許多服務(wù)拼湊在一起并以不同的方式連接而成。這可能會(huì)變得復(fù)雜。但是，你越能簡化云環(huán)境，云系統(tǒng)的各個(gè)方面就越容易正確協(xié)同工作。

安全：通過其運(yùn)行代碼和表示函數(shù)的方法降低風(fēng)險(xiǎn)

　　在大多數(shù)語言運(yùn)行時(shí)中，函數(shù)都有地址。這些地址是內(nèi)存中的可執(zhí)行點(diǎn)。如果你只是將內(nèi)存視為一堆字節(jié)，則根本無從分辨哪里是函數(shù)地址，哪里僅是普通的字節(jié)。這就為一些人開了便門，他們可以找到函數(shù)入口注入代碼，或者以特權(quán)方式調(diào)用函數(shù)，以便函數(shù)執(zhí)行它不應(yīng)該做的事情。Wasm的設(shè)計(jì)消除了這些問題。

　　Wasm以不可利用的方式表示函數(shù)。它還在沙盒中運(yùn)行代碼，從而緩解了與運(yùn)行不受信任的代碼相關(guān)的常見安全問題。由于Wasm將程序內(nèi)存封裝在安全區(qū)域中，因此沒有任何東西可以超出它并訪問可能影響運(yùn)行程序的主機(jī)或危及安全性的地方。

　　借助Wasm基于功能的安全模型，主機(jī)可以完全控制Wasm程序可以運(yùn)行的特權(quán)操作類型。例如，如果需要文件訪問，主機(jī)必須顯式授予對目錄的訪問權(quán)限。

速度：消除不需要的東西，提高速度和效率

　　顯然，Wasm并不是第一種人們用來以更安全，更簡單的方式將事物整合在一起的技術(shù)。然而，Wasm比其他一些技術(shù)要快得多。

　　編譯器可以通過利用LLVM后端生成Wasm程序，編譯為LLVM中間表示。LLVM（Low Level Virtual Machine 的簡稱）可以供許多語言作為編譯的后臺(tái)。由于這種方法，且由于社區(qū)圍繞LLVM項(xiàng)目多年的努力，Wasm程序可以編譯為高度優(yōu)化的機(jī)器代碼。

　　在SingleStore，我們創(chuàng)建了“Wasm太空計(jì)劃”——一個(gè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的虛擬實(shí)時(shí)宇宙——來展示W(wǎng)asm的速度和輕量級(jí)。在這個(gè)模擬程序中，宇宙飛船使用不同的策略來補(bǔ)充能量，并在浩瀚的實(shí)時(shí)“宇宙”中與其他宇宙飛船作戰(zhàn)。這涉及大量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中有超過一百萬艘船，每秒有近三百萬次數(shù)據(jù)庫更新。

　　傳統(tǒng)上，集成該數(shù)據(jù)并將其組裝在中間層需要將大量數(shù)據(jù)提取到中間層。這可能會(huì)引入大量的滯后，并且需要一些復(fù)雜的緩存來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)?！癢asm太空計(jì)劃”沒有采用這種方法，而是將每艘宇宙飛船的策略都用Wasm編寫，并作為UDF加載到數(shù)據(jù)庫中。每一秒，每個(gè)宇宙飛船的戰(zhàn)略函數(shù)都被調(diào)用來決定它的下一步行動(dòng)。

　　前端（在瀏覽器中運(yùn)行的JavaScript程序）上沒有任何邏輯可以理解這些策略，它也沒有關(guān)于宇宙狀態(tài)的任何內(nèi)容。它的工作只是直接向數(shù)據(jù)庫發(fā)出SQL查詢，并以圖形方式顯示返回的信息。數(shù)據(jù)庫維護(hù)所有狀態(tài)信息，并且由于Wasm允許計(jì)算緊挨著數(shù)據(jù)，因此速度要快得多。甚至不需要中層。

　　但Wasm并不全是樂趣和游戲。你可以使用它來解決無數(shù)其他應(yīng)用程序和用例。例如，你可以使用Wasm進(jìn)行情緒分析。情感分析所需的復(fù)雜邏輯不是可以用數(shù)據(jù)庫SQL語言輕松表達(dá)的。因此，為了做到這一點(diǎn)，你通常需要用更復(fù)雜的語言實(shí)現(xiàn)這個(gè)算法，下載所有數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳給這個(gè)算法。然后，你需要將情緒分析評(píng)級(jí)推回?cái)?shù)據(jù)庫。這意味著你使用的數(shù)據(jù)庫中的每一行都需要往返。如果你有數(shù)百萬行數(shù)據(jù)，則會(huì)產(chǎn)生很多流量。但是，通過SingleStore集成Wasm的方式，這個(gè)算法已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中，因此你不會(huì)產(chǎn)生該開銷。

能力：創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)使其更加強(qiáng)大

　　Wasm已經(jīng)非常有能力了。而且隨著新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)的到來，Wasm將更加強(qiáng)大。

　　例如，W3C WebAssembly Community Group在字節(jié)碼聯(lián)盟等組織成員的幫助下，目前正在致力于標(biāo)準(zhǔn)化WebAssembly系統(tǒng)接口（WASI）。WASI將提供一組標(biāo)準(zhǔn)的API和服務(wù)，當(dāng)Wasm模塊在服務(wù)器上運(yùn)行時(shí)可以使用這些API和服務(wù)。許多標(biāo)準(zhǔn)提案仍在進(jìn)行中，例如垃圾回收、網(wǎng)絡(luò)I/O和線程，因此你不必總是將你在其他編程語言中做的事情都映射到Wasm。因?yàn)樽罱K，WASI將提供一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。在許多方面，WASI的目標(biāo)與POSIX相似。

　　Wasm現(xiàn)在也沒有解決與其他Wasm模塊鏈接或通信的能力。但是Wasm社區(qū)在計(jì)算行業(yè)成員的支持下，正在努力創(chuàng)建一種稱為組件模型的東西。它旨在圍繞Wasm模塊創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接基礎(chǔ)設(shè)施，定義組件如何啟動(dòng)和相互通信（類似于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的進(jìn)程模型）。

　　此外，一種新興的標(biāo)準(zhǔn)IDL語法，稱為WIT（用于WebAssembly接口類型），將允許人們以與語言無關(guān)的方式描述他們的Wasm接口。因此，綁定生成器將能夠獲取IDL中的內(nèi)容并編譯代碼，這些代碼將允許Wasm主機(jī)和客戶端以通用方式通信數(shù)據(jù)。