深入浅出WebAssembly

出版者:电子工业出版社

作者:于航

页数:548

出版时间:2018-11

价格:128.00元

装帧:平装

isbn号码:9787121352171

具体描述

WebAssembly是一种新的二进制格式，它可以方便地将C/C++等静态语言的代码快速地“运行”在浏览器中，这一特性为前端密集计算场景提供了无限可能。不仅如此，通过WebAssembly技术，我们还可以将基于Unity等游戏引擎开发的大型游戏快速地移植到Web端。WebAssembly技术现在已经被计划设计成W3C的标准，众多浏览器厂商已经提供了对其MVP版本标准的支持。在Google I/O 2017大会上，Google首次针对WebAssembly技术进行了公开演讲和推广，其Post-MVP版本标准更是对诸如DOM操作、多线程和GC等特性提供了支持。WebAssembly所带来的Web技术变革势不可挡。

《深入浅出WebAssembly》力求从一些简单的实践入手，深入理论，到复杂的具有实际业务价值的综合实践，深入浅出地介绍Wasm技术发展至今，其背后所涉及的各种底层设计原理与实现、相关工具链以及未来发展方向等多方面内容。本书内容包括：WebAssembly技术的发展历程，从PNaCl到ASM.js再到WebAssembly，以及这些技术的基本应用方法与性能对比；WebAssembly的标准上层API、底层堆栈机的设计原理，以及对MVP标准理论的深入解读；与WebAssembly标准相关的进阶内容，如单指令多数据流（SIMD）、动态链接（DL）等；LLVM工具链与WAT可读文本格式的相关内容；基于Emscripten工具链开发WebAssembly应用的基本流程，以及工具链的一些基本常用功能和特性；基于Emscripten工具链实现C/C++语言动态关系绑定技术；Emscripten工具链所提供的一些如WebGL支持、虚拟文件系统、应用优化以及HTML 5事件系统等高级应用特性；构建一个具有实际业务价值的WebAssembly应用，现阶段Wasm生态的发展情况，以及在Post-MVP标准中制订的一些WebAssembly未来发展规划。

《深入浅出WebAssembly》的目标读者为Web前端开发人员、C/C++开发人员和对WebAssembly技术感兴趣的人员。

作者简介

于航，现就职于阿里巴巴 / 饿了么事业部（BU），资深前端工程师，FreeCodeCamp(FCC) China 上海社区负责人，QCon(2017)上海前端专场讲师。2016 年开始研究 WebAssembly 技术，2017 年加入 WebAssembly 中国社区，同年加入官方WCG（W3C Community Group），定期参与 WCG组织的各种线上视频研讨会议，在跟进 WebAssembly 新发展的同时，也为 WebAssembly 的标准化提出自己的建议和意见。生活中喜欢弹钢琴、演讲与分享。主要技术研究方向为Web前端与基础设施架构、WebAssembly、LLVM以及编译器等相关领域。

目录信息

第1章 漫谈WebAssembly发展史 1
1.1 JavaScript的发展和弊端 1
1.1.1 快速发展与基准测试 1
1.1.2 Web新时代与不断挑战 8
1.1.3 无法跨越的“阻碍” 11
1.1.4 Chrome V8引擎链路 17
1.2 曾经尝试——ASM.js与PNaCl 28
1.2.1 失落的ASM.js 28
1.2.2 古老的NaCl与PNaCl 42
1.3 新的可能——WebAssembly 57
1.3.1 改变与颠覆 57
1.3.2 一路向前，WCG与WWG 85
第2章 WebAssembly核心原理（基于MVP标准） 90
2.1 应用与标准Web接口 90
2.1.1 编译与初始化 90
2.1.2 验证模块 106
2.1.3 遇到错误 106
2.1.4 内存分配 108
2.1.5 表 112
2.2 深入设计模型——堆栈机 118
2.2.1 堆栈式虚拟机 119
2.2.2 逆波兰表达式 125
2.2.3 Shunting-yard算法 126
2.2.4 标签与跳转 130
2.2.5 条件语句 135
2.2.6 子程序调用 137
2.2.7 变量 138
2.2.8 栈帧 139
2.2.9 堆 140
2.3 类型检查 141
2.3.1 数据指令类型 142
2.3.2 基本流程控制 144
2.3.3 基于表达式的控制流 149
2.3.4 类型堆栈的一致性 151
2.3.5 不可达代码 155
2.4 二进制编码 156
2.4.1 字节序——大端模式与小端模式 157
2.4.2 基于LEB-128的整数编码 161
2.4.3 基于IEEE-754—2008的浮点数编码 164
2.4.4 基于UTF-8的字符串编码 167
2.4.5 模块数据类型 168
2.4.6 虚拟指令与编码 169
2.4.7 类型构造符 174
2.5 模块 175
2.5.1 段 175
2.5.2 索引空间 185
2.5.3 二进制原型结构 186
2.6 内存结构 196
2.6.1 操作运算符 197
2.6.2 寻址 197
2.6.3 对齐 198
2.6.4 溢出与调整 202
第3章 动态链接与SIMD（基于MVP标准） 204
3.1 动态链接（Dynamic Linking） 204
3.1.1 ELF 206
3.1.2 重定向（Relocation） 212
3.1.3 GOT（Global Offset Table，全局偏移表） 225
3.1.4 PLT（Procedure Lookup Table，过程查询表） 229
3.1.5 基于表的Wasm模块动态链接 233
3.2 单指令多数据流（SIMD） 236
3.2.1 SIMD应用 238
3.2.2 并行与并发 243
3.2.3 费林分类法 244
3.2.4 SIMD.js & TC39 246
3.2.5 WebAssembly上的SIMD扩展 248
第4章 深入LLVM与WAT 250
4.1 LLVM——底层虚拟机 250
4.1.1 传统的编译器架构 251
4.1.2 LLVM中间表示层 252
4.1.3 基于LLVM的编译器架构 254
4.1.4 LLVM优化策略 256
4.1.5 LLVM命令行工具 261
4.1.6 WebAssembly与LLVM 267
4.2 基于LLVM开发编程语言 272
4.2.1 图灵完备与DSL 276
4.2.2 简易词法分析器 280
4.2.3 RDP与OPP算法 287
4.2.4 AST 295
4.2.5 简易语法分析器 296
4.2.6 生成LLVM-IR代码 303
4.2.7 链接优化器 307
4.2.8 编译到目标代码 308
4.2.9 整合I/O交互层 312
4.3 WAT 315
4.3.1 S-表达式 317
4.3.2 WAT/Wasm与Binary-AST 319
4.3.3 其他与设计原则 320
第5章 Emscripten基础应用 322
5.1 利器——Emscripten工具链 322
5.1.1 Emscripten发展历史 322
5.1.2 Emscripten组成结构 324
5.1.3 Emscripten下载、安装与配置 326
5.1.4 运行测试套件 330
5.1.5 编译到ASM.js 331
5.2 连接C/C++与WebAssembly 333
5.2.1 构建类型 333
5.2.2 Emscripten运行时环境 342
5.2.3 在JavaScript代码中调用C/C++函数 351
5.2.4 在C/C++代码中调用JavaScript函数 362
第6章 基于Emscripten的语言关系绑定 382
6.1 基于Embind实现关系绑定 384
6.1.1 简单类 389
6.1.2 数组与对象类型 391
6.1.3 高级类元素 393
6.1.4 重载函数 407
6.1.5 枚举类型 408
6.1.6 基本类型 409
6.1.7 容器类型 411
6.1.8 转译JavaScript代码 413
6.1.9 内存视图 416
6.2 基于WebIDL实现关系绑定 417
6.2.1 指针、引用和值类型 420
6.2.2 类成员变量 422
6.2.3 常量“const”关键字 423
6.2.4 命名空间 424
6.2.5 运算符重载 425
6.2.6 枚举类型 426
6.2.7 接口类 429
6.2.8 原始指针、空指针与void指针 430
6.2.9 默认类型转换 433
第7章 探索Emscripten高级特性 436
7.1 加入优化流程 436
7.1.1 使用编译器代码优化策略 441
7.1.2 使用GCC压缩代码 443
7.1.3 使用IndexedDB缓存模块对象 445
7.1.4 其他优化参数 452
7.2 使用标准库与文件系统 453
7.2.1 使用基于musl和libc++的标准库 454
7.2.2 虚拟文件系统结构 457
7.2.3 打包初始化文件 458
7.2.4 基本文件系统操作 460
7.2.5 懒加载 469
7.2.6 Fetch API 472
7.3 处理浏览器事件 477
7.3.1 事件注册函数 479
7.3.2 事件回调函数 479
7.3.3 通用类型与返回值类型 481
7.3.4 常用事件 482
7.4 基于EGL、OpenGL、SDL和OpenAL的多媒体处理 485
7.4.1 使用EGL与OpenGL处理图形 486
7.4.2 使用SDL处理图形 492
7.4.3 使用OpenAL处理音频 495
7.5 调试WebAssembly应用 497
7.5.1 编译器的调试信息 498
7.5.2 使用调试模式 500
7.5.3 手动跟踪 501
7.5.4 其他常用编译器调试选项 503
第8章 WebAssembly综合实践、发展与未来 504
8.1 DIP综合实践应用 504
8.1.1 应用描述 504
8.1.2 滤镜与卷积 505
8.1.3 基本组件类型与架构 509
8.1.4 编写基本页面骨架（HTML与CSS） 510
8.1.5 编写核心卷积函数（C++） 511
8.1.6 编写主渲染循环与“胶水”代码（JavaScript） 513
8.1.7 使用Emscripten编译并运行应用 518
8.1.8 性能对比 519
8.2 WebAssembly常用工具集 520
8.2.1 Cheerp 520
8.2.2 Webpack 4 522
8.2.3 Go和Rust的WebAssembly实践 525
8.2.4 Binaryen 527
8.2.5 WasmFiddle 528
8.2.6 Wabt 529
8.2.7 AssemblyScript 529
8.3 WebAssembly未来草案 529
8.3.1 GC（垃圾回收） 530
8.3.2 Multi-Thread（多线程）与原子操作 530
8.3.3 异常处理 530
8.3.4 多返回值扩展 530
8.3.5 ES模块 530
8.3.6 尾递归 531
8.3.7 BigInts的双向支持 531
8.3.8 自定义注释语法 531
· · · · · · (收起)

读后感

@c623fc836f3be 1. 这位朋友说整本书讲了很多基础，各种基础。作为国内第一本介绍 Wasm 技术的书籍，我不能上来就讲 VM 的原理。堆栈机模型基础是理解 Wasm 字节码的基础，所以是必不可少的部分；从基础讲起也是为了降低读者阅读此书的难度。 2. 我并没有写 C++ 基础，如果你认...

@c623fc836f3be 1. 这位朋友说整本书讲了很多基础，各种基础。作为国内第一本介绍 Wasm 技术的书籍，我不能上来就讲 VM 的原理。堆栈机模型基础是理解 Wasm 字节码的基础，所以是必不可少的部分；从基础讲起也是为了降低读者阅读此书的难度。 2. 我并没有写 C++ 基础，如果你认...

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@c623fc836f3be 1. 这位朋友说整本书讲了很多基础，各种基础。作为国内第一本介绍 Wasm 技术的书籍，我不能上来就讲 VM 的原理。堆栈机模型基础是理解 Wasm 字节码的基础，所以是必不可少的部分；从基础讲起也是为了降低读者阅读此书的难度。 2. 我并没有写 C++ 基础，如果你认...

用户评价

拿到这本书的初稿时，我首先注意到它的章节组织结构似乎比较严谨。技术书籍的排版和结构往往能反映出作者的思维逻辑。我希望它不是那种跳跃性很强的写作方式，今天讲A，明天突然跳到Z，后天又回过头来讲B的前半部分。理想的状态是，它应该遵循一种层层递进的结构：从最基础的概念引入，逐步过渡到核心架构，再到高级特性和优化技巧。这样，即便是初学者也能沿着清晰的路径稳步前进，而有经验的开发者也能在后面的章节中找到他们需要的深度内容。如果它能在关键的知识点后设置一些“思考题”或者“动手实验”环节，那就更好了。毕竟，编程是一门实践的艺术，光看不练是学不会的。我期望这本书中的代码示例是完备且可运行的，最好能提供配套的GitHub仓库，这样我可以随时拉取代码进行修改和调试，观察不同参数变化带来的实际影响。技术是活的，书本上的文字如果不通过实践来验证，很容易在信息迭代中过时，我希望这本书能提供一个坚实的实践平台。

我发现市面上很多技术书籍在面向未来趋势的把握上往往比较滞后，要么过于关注当前的某个特定框架的用法，要么就是对技术演进的长期影响缺乏预判。我希望这本书，在讲解完核心技术栈之后，能够留出足够的篇幅来探讨这个技术栈在未来的发展方向和潜在的颠覆性应用场景。比如，它如何影响Web安全模型？在物联网（IoT）或者边缘计算场景下，它的优势和局限性在哪里？技术的前沿往往伴随着风险和不确定性，如果作者能够以一种客观、审慎的态度去分析这些潜在的挑战，而不是一味地鼓吹其“万能”，那么这本书的价值会更高。我需要的是一本既能教我“如何做”的技术手册，又能引导我思考“未来该往哪里去”的行业洞察录。如果这本书能在我合上最后一页时，不仅让我掌握了一门新技术，更让我对整个Web平台乃至计算领域的未来有了更宏大的图景，那么我一定会向我的同行们力荐这本书。

我对这本书的“浅出”部分抱有很高的期望。坦白说，很多时候，我们不是不理解技术，而是被那些故作高深的“黑话”绕晕了。如果一个作者能用最朴素、最日常的语言，把一个复杂的编译型语言的特性描述清楚，那才是真正的功力。我特别好奇，作者是如何处理那些跨语言边界的交互问题的。比如，如何在保持高性能的同时，确保与宿主环境（无论是浏览器还是Node.js）的类型安全和数据交换效率。这中间涉及到的底层机制通常是晦涩难懂的，需要大量的上下文铺垫。如果作者能在这个环节保持清晰的叙事风格，不使用那些生硬的官方定义作为唯一的解释，而是用生活化的例子去解释为什么需要特定的接口或者ABI，那这本书的阅读体验将大大提升。这本书如果能让我觉得“原来这么简单，我怎么之前没想到”，那么它就超越了普通的教科书范畴，成为了一本启发思维的佳作。

我最近一直在关注这门技术的生态发展，感觉它不像一些昙花一现的新技术，而更像是一种底层的基础设施在悄然升级。市面上的许多资料往往侧重于“能做什么”，比如“用它来加速游戏”、“用它来构建高性能模块”，但很少有书籍会去深挖“为什么能这么做”以及“背后的机制是如何运转的”。我希望这本书能够在这方面有所建树。当我翻看目录时，我其实是在寻找那些能让我醍醐灌顶的部分，比如内存管理机制、垃圾回收策略，或者它与JavaScript引擎之间的交互细节。如果它只是简单地教我如何配置编译工具链，那恕我直言，那点内容用官方文档花半小时就能摸索出来。真正有价值的是那些需要作者投入大量心血去梳理、去验证的底层逻辑。我非常看重作者对于技术细节的把握程度，是那种道听途说，还是基于源码和规范的严谨解读？如果这本书能解答我对于“性能飞跃”背后的真正原因的疑惑，那么它就成功了一大半。我更倾向于那种，读完后，我能对这个领域产生一种“原来如此”的豁然开朗的感觉，而不是读完后依然感觉隔着一层纱的体验。

这本书的封面设计倒是挺抓人眼球的，那种蓝绿渐变的背景，中间用了一种非常现代、略带科技感的字体来呈现书名，让人一眼就能感觉到它与前沿技术相关。不过，作为一本技术书籍，我更关心的是内容深度和实用性。市面上关于前端和后端技术的书籍汗牛充栋，很多都停留在概念的堆砌，或者干脆就是API的简单罗列，读完后感觉自己好像懂了点什么，但真要上手写代码、解决实际问题时，还是两眼一抹黑。我希望这本书能真正做到“深入浅出”，不是那种故作高深的术语堆砌，也不是那种肤浅到让人觉得浪费时间的入门介绍。我特别期待看到它在如何将一个复杂的技术概念，通过清晰的逻辑和恰当的类比，讲解到足以让一个有着一定编程基础的读者能够快速上手的程度。如果它能在讲解核心原理的同时，还能穿插一些实际应用场景的案例分析，那就太棒了。比如，在解释编译过程时，能否用一个大家都能理解的生活场景来类比，而不是抛出一堆晦涩的术语名词。我对这本书的期待是，它能成为我工具箱里一把锋利的瑞士军刀，而不是一本只能放在书架上落灰的装饰品。

太泛，着重于wasm 本身的讨论太少。

太泛，着重于wasm 本身的讨论太少。

WebAssembly整套编译流程打通。作者大概担心读者基础不足，补充了大量的基础知识，讲的挺好的书。当然如果已经有相应领域知识的话可能会略显啰嗦了

作者很有诚意

太泛，着重于wasm 本身的讨论太少。