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2023年WebAssembly现状:Web的第四种语言

2023年WebAssembly现状:Web的第四种语言

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于 2023-10-25 14:49:46 发布

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2023 年度 WebAssembly 现状调查结果出炉,下面就来看看 2023 年的 WebAssembly 发展的怎么样了!


WebAssembly是一种可移植、低级别的字节码语言,旨在成为一种通用的编译目标,使得高性能计算密集型应用程序能够在Web上执行。它是一种新型的虚拟机技术,可以在所有主要的Web浏览器中运行,同时也可以在其他环境中使用。


WebAssembly,作为Web浏览器的本地代码模块,提供了对底层系统硬件的直接访问,因此具有快速加载和执行的特点,被广泛认为是未来Web应用的基础技术之一。它可以与JavaScript和其他Web技术协同工作,使开发人员能够使用多种编程语言来构建在线应用,并具备高效、跨平台的特点。


WebAssembly于2019年12月5日成为W3C的推荐标准,与HTML、CSS和JavaScript一起,成为Web的第四种语言。


下面是本次调查结果概览:

•  Rust 和 JavaScript 的使用量持续增加,但一些更显着的变化:Swift 和 Zig 的采用率都显着增加。

•  当谈到开发者所“渴望使用”的编程语言时,Zig、Kotlin和C#等语言的受欢迎程度超过了它们目前的实际使用率。

•  WebAssembly 仍然最常用于 Web 应用开发,但 Serverless 正在持续兴起,使用 WebAssembly 作为插件环境的使用也在增加。

•  线程、垃圾回收和相对较新的组件模型提案是人们最感兴趣的 WebAssembly 发展方向。

•  对于 WASI(WebAssembly 系统接口),最受关注的是 I/O 提案(如 HTTP、文件系统)。

•  开发者对 WAI 发展的满意度明显低于对 WebAssembly 发展的满意度。

•  开发者希望 WebAssembly 能够兑现 Java 最初做出的“一次编写,到处运行”的承诺。


语言

在开发时利用 WebAssembly 的应用时使用或尝试过使用的语言统计如下:


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Rust 连续第三年成为 WebAssembly 最常用的语言。Rust 一直非常适合 WebAssembly;它是一种广泛流行的现代系统级语言(Stack Overflow 连续七年显示它是最受欢迎的语言),它也恰好是一种用于编写 WebAssembly 运行时和平台的流行语言。


JavaScript 是第二广泛使用的编程语言。尽管无法直接将 JavaScript 编译为 WebAssembly,但可以通过将 JavaScript 代码运行时编译为 WebAssembly 来实现在 WebAssembly 中执行 JavaScript 代码的方式。在这种方法中,代码将在 WebAssembly 托管的解释器中运行。尽管可能会牺牲一些性能,但出人意料地实用,并且越来越受欢迎。虽然可能无法从速度上获得优势,但确实可以受益于 WebAssembly 的安全性和隔离性。


下图显示了长期趋势,将最近三次调查的结果进行比较,列出了每种语言的使用百分比(经常或偶尔使用),排除使用率低于10%的语言。


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Rust 和 JavaScript 的使用率正在增加,但还有一些更显著的变化:Swift 和 Zig 的采用率均显着增加。


Swift 是 WebAssembly 生态系统中相对较新的成员,始于几年前对 Apple Swift 存储库的拉取请求以添加 wasm 目标。然而,尽管多年来进行了多次提交,但该 PR 尚未合并。


虽然Swift和Rust都是相对较新的语言(分别于2014年和2015年诞生),但Zig则更为年轻,于2016年出现,比WebAssembly(WebAssembly于2017年发布了第一个MVP版本)早一年。


今年,我们在调查中添加了一个新问题,旨在了解与 WebAssembly 相关的专业关系。我们的目标是将积极开发 WebAssembly 工具或平台的人员与最终用户的响应分开。通过将这两组分离,可以看到以下语言的偏好情况:

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正如预期的那样,工具开发人员对 Rust 有着强烈的偏好,并且也喜欢直接使用 WAT(WebAssembly 文本格式)对 WebAssembly 进行编程。开发者对 Go 和 Python 也有强烈的偏好。


对于问题“未来想使用哪些语言来开发利用WebAssembly的应用”,统计结果如下:


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Rust 再次名列前茅,反映了年度 Stack Overflow 调查的结果,其次是JavaScript。然而,使用频率较低的 Zig 是第三个最受欢迎的语言。


通过绘制每种语言的差异,即“经常使用”的回答数量和“希望大量使用”的回答数量之间的差距,可以看出在受欢迎程度与使用率之间有着最大差异的语言:


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可以看到,Zig、Kotlin 和 C# 的受欢迎程度超过了当前的使用率,C++、JavaScript 和 WAT 的当前的使用率超过了受欢迎程度。


运行时

考虑到WebAssembly在非浏览器环境下的使用正在增加,探索正在使用哪些运行时或者仅仅是听说过哪些运行时很有意思。这次调查只问了一个问题:“你听说过或使用过哪些运行时?结果如下:


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wasmtime,来自于字节码联盟(Bytecode Alliance),是最广泛使用的运行时,而由一家初创公司开发的 wasmer 排名第二。Wazero 是一个新成员,它是一个基于 Go 语言构建的最近发布的运行时。


实际应用

使用 WebAssembly 的目的如下:


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Web 应用开发仍然处于领先地位,但差距正在缩小。下图显示了同比趋势:

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Serverless 正在持续增长,但可能最引人注目的转变是WebAssembly作为插件环境的使用。以下是一些实际应用的例子:


•  Zellij是一个面向开发者的终端工作空间,它采用了WebAssembly插件模型。

•  Microsoft Flight Simulator 允许将附加组件编写为 wasm 模块。

•  Envoy 和 Istio 有一个 Wasm Plugin API。

•  Lapce,一个用 Rust 编写的新 IDE,有一个基于 WASI 的插件系统。


在每种情况下,平台(终端、编辑器、代理)都从允许最终用户使用多种编程语言扩展功能的能力中受益,并且这些功能在一个安全而隔离的环境中运行。换句话说,如果有人编写了一个行为不端或性能较差的插件,对平台本身的影响将被最小化。


受访者所在组织采用 WebAssembly 的状况如下:


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从上图中可以看到,41% 的受访者正在生产中使用 WebAssembly,还有 28% 的受访者正在试点或计划在明年使用它。


该调查还探讨了 WebAssembly 需要什么来帮助推动进一步采用:


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被最频繁提及的需求是通过 WASI(WebAssembly系统接口)来改善非浏览器集成。WebAssembly 规范并未定义任何主机集成点,无论是如何访问 DOM 还是与主机运行时交换数据(例如在浏览器中将值传递给 JavaScript)。WASI正填补这一空白,但目前还没有完整的解决方案。


更好的调试支持紧随其后,随着人们使用 WebAssembly 开发越来越复杂的解决方案,这一点将变得更加重要。


特性

WebAssembly(由W3C管理)和WASI(由W3C WebAssembly社区组的子机构管理)都在不断发展,有一系列新功能遵循标准的5阶段提案过程。


关于 WebAssembly 提案,以下是最需要的:

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线程、垃圾收集和异常处理在去年的结果中均名列前茅,并且这三者都处于提案生命周期的实施(第 3 阶段)或标准化(第 4 阶段)。这意味着它们已准备好使用,并且接近完成。


组件模型是一个处于早期阶段的提案(第 1 阶段),其目标是使在运行时以任何语言编写的 wasm 模块变得更加容易。


关于 WASI 提案,以下是最需要的:


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四个最重要的提案都与 I/O 相关,可见,创建 WebAssembly 模块与外界通信的标准方式是当务之急。


受访者对 WebAssembly 和 WASI 的发展的满意度如下:


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有很多人对这个情况表示不满意,这一点并不令人意外,以开放透明的方式演化的规范,涉及很多利益相关者,并不容易,并且需要时间。


不过,这个结果不应被用作直接批评 WASI 和 WebAssembly 团队所做出的出色努力。人们对 WASI 演进的不满可能只是对这项技术热情的反映,这并不是一件坏事。


小结

最后,来总结一下受访者对 WebAssembly 最兴奋的点:


•  可移植性和在不同平台上运行代码的能力。

•  不同语言和Web之间的互操作性。

•  本地性能和效率。

•  访问现有代码和库的能力。

•  新语言和工具的潜力。

•  安全性和沙箱功能。

•  替代容器并在浏览器中运行复杂堆栈的能力。

•  通用二进制格式的潜力。

•  编写一次,在任何地方运行的机会。

•  提高性能和速度。

•  组件模型和代码重用的能力。

•  减少或消除对JavaScript的依赖。

•  在语言选择上更灵活、多样化的选择。

•  插件系统的潜力。

•  在浏览器中运行复杂应用程序的潜力。

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