内容简介

这是一部讲解如何用高级编程语言开发WebAssembly应用的著作，由国内WebAssembly领域的先驱者和布道者撰写。

全书一共10章，分为三篇。

第一篇 基础篇（第1~3章）

首先介绍了WebAssembly的基础和工具链Emscripten的用法，然后详细讲解了使用 C/C++语言和Emscripten开发WebAssembly模块的方法。

第二篇 方法篇（第4~8章）

对 Emscripten 运行时、WebAssembly 友好的一般性方法、网络 I/O、并发执行、GUI 及交互等知识点展开了深入的讨论。

第三篇 前沿篇（第9~10章）

详细讲解了WASI以及如何使用 Rust 语言开发 WebAssembly模块和 WASI 应用。

随着WebAssembly技术的兴起，网页应用与桌面应用的性能差距正在飞快地缩小，“浏览器+页面”正在以惊人的速度进入音/视频、CAD/CAM等“操作系统+应用程序”专属的领域。本书专注于WebAssembly工程应用的开发。通过阅读本书，你将获得以下技能。

掌握使用C/C++/Rust等高级语言开发WebAssembly模块，以及与外部的JavaScript环境交互。

借助高性能的 C/C++/Rust 库解决前端性能问题。

理解网页环境的功能限制，以及由此带来的在高级语言环境中应遵循的一般性原则。

掌握DOM元素、网络I/O、网页并发执行在WebAssembly模块中的使用方法。

作品目录

前言
第一篇　基础篇
第1章　认识WebAssembly2
1.1　WebAssembly的诞生背景2
1.2　Web的第4种语言3
1.3　本章小结4
第2章　Emscripten快速入门5
2.1　安装Emscripten5
2.1.1　使用emsdk命令行工具安装Emscripten5
2.1.2　在Docker环境中安装Emscripten7
2.1.3　校验安装8
2.2　你好，世界！8
2.2.1　生成.wasm文件8
2.2.2　运行9
2.2.3　使用Emscripten生成测试页面11
2.3　胶水代码初探12
2.3.1　WebAssembly汇编模块载入12
2.3.2　导出函数封装14
2.3.3　异步加载16
2.4　编译目标及编译流程17
2.4.1　编译目标的选择17
2.4.2　编译流程18
2.5　示例：放大镜特效19
2.5.1　模板程序19
2.5.2　静态的放大镜20
2.5.3　动态的放大镜21
2.6　本章小结24
第3章　C与JavaScript互操作25
3.1　JavaScript调用C函数25
3.1.1　定义函数导出宏25
3.1.2　在JavaScript中调用C导出函数27
3.2　JavaScript函数注入C环境30
3.2.1　C函数声明30
3.2.2　JavaScript实现C函数30
3.2.3　闭包限制及解决办法32
3.2.4　JavaScript函数注入C环境的优缺点33
3.3　单向透明的内存模型33
3.3.1　Module.buffer34
3.3.2　Module.HEAPX34
3.3.3　在JavaScript中访问C/C++环境内存35
3.4　JavaScript与C/C++交换数据37
3.4.1　参数及返回值37
3.4.2　通过内存交换数据39
3.4.3　在JavaScript中分配内存42
3.4.4　字符串43
3.5　EM_ASM系列宏44
3.5.1　EM_ASM44
3.5.2　EM_ASM_/EM_ASM_DOUBLE45
3.5.3　EM_ASM_INT_V/EM_ASM_DOUBLE_V46
3.6　emscripten_run_script()系列函数47
3.6.1　emscripten_run_script()47
3.6.2　emscripten_run_script_int()48
3.6.3　emscripten_run_script_string()49
3.7　ccall()/cwrap()50
3.7.1　ccall()51
3.7.2　cwrap()53
3.7.3　ccall()/cwrap()的潜在风险53
3.8　本章小结56
第二篇　方法篇
第4章　Emscripten运行时58
4.1　main()函数与生命周期58
4.2　消息循环61
4.2.1　emscripten_set_main_loop()61
4.2.2　消息循环的暂停、继续及终止63
4.3　文件系统65
4.3.1　Emscripten虚拟文件系统架构66
4.3.2　基于MEMFS的打包文件系统67
4.3.3　NODEFS文件系统71
4.3.4　IDBFS72
4.4　内存管理73
4.4.1　内存容量/栈容量73
4.4.2　可变内存74
4.4.3　内存分配器75
4.5　Module定制75
4.6　示例：人脸检测78
4.6.1　facedetect_cnn()函数78
4.6.2　facedetect_cnn()函数再封装79
4.6.3　读取图像并检测人脸81
4.6.4　基于SDL显示IplImage图像82
4.7　本章小结84
第5章　WebAssembly友好的一般性方法85
5.1　消息循环分离85
5.1.1　emscripten_set_main_loop()的不足85
5.1.2　在JavaScript中创建定时循环86
5.2　内存对齐88
5.2.1　asm.js88
5.2.2　wasm91
5.2.3　避免及检测未对齐的内存操作92
5.3　使用C接口导出C++对象93
5.4　C++对象生命周期管理97
5.4.1　引用计数97
5.4.2　AddRef()/Release()使用规则98
5.4.3　导出AddRef()/Release()100
5.5　使用C接口注入JavaScript对象103
5.5.1　创建JavaScript对象/ID表103
5.5.2　注入JavaScript对象的生命周期管理104
5.6　小心64位整型数107
5.6.1　WebAssembly原生支持int64108
5.6.2　导出函数包含int64108
5.6.3　注入函数包含int64110
5.7　文件系统的缺陷111
5.8　本章小结112
第6章　网络I/O113
6.1　XMLHttpRequest113
6.1.1　XMLHttpRequest对象使用简介113
6.1.2　XMLHttpRequest对象的C接口封装115
6.1.3　扩展回调处理116
6.2　WebSocket119
6.2.1　创建WebSocket测试服务120
6.2.2　在JavaScript中使用WebSocket121
6.2.3　WebSocket对象的C接口封装122
6.3　本章小结126
第7章　并发执行127
7.1　JavaScript中的并发模型127
7.2　在Worker中使用Emscripten129
7.3　pthread线程132
7.3.1　原子操作132
7.3.2　pthread示例134
7.3.3　在浏览器环境运行pthread示例136
7.4　本章小结137
第8章　GUI及交互138
8.1　Canvas138
8.2　鼠标事件141
8.3　键盘事件144
8.4　Life游戏145
8.4.1　Life简介146
8.4.2　设计要求146
8.4.3　Life游戏C代码146
8.4.4　Life游戏网页代码150
8.4.5　运行Life151
8.5　本章小结152
第三篇　前沿篇
第9章　Rust和WebAssembly154
9.1　Rust入门154
9.1.1　安装Rust开发环境154
9.1.2　你好，世界155
9.1.3　Cargo管理工程155
9.1.4　本地文档156
9.2　你好，WebAssembly157
9.2.1　安装WebAssembly开发环境157
9.2.2　打印“你好，WebAssembly”159
9.3　导入和导出函数159
9.3.1　导出main()函数159
9.3.2　导入宿主打印函数161
9.3.3　导出自定义函数162
9.4　打印命令行参数163
9.4.1　打印字符串163
9.4.2　准备导入env_print_str()函数164
9.4.3　向Rust传入字符串165
9.4.4　命令行参数封装168
9.4.5　传入命令行参数170
9.5　no_std171
9.5.1　输出文件的大小171
9.5.2　通过no_std裁剪标准172
9.5.3　库173
9.6　嵌入C代码174
9.6.1　C语言思维174
9.6.2　连接C语言库175
9.6.3　集成C语言源码175
9.6.4　build.rs自动构建178
9.7　本章小结181
第10章　WASI系统接口182
10.1　WASI简介182
10.2　探秘WASI工作原理183
10.2.1　准备工作183
10.2.2　探秘wasm32-wasi底层184
10.2.3　Rust和wasm32-unknown-unknown185
10.2.4　C/C++编译成WASI程序187
10.2.5　汇编程序189
10.3　WebAssembly虚拟机191
10.3.1　准备WebAssembly测试模块191
10.3.2　Node.js环境：基于wasi包191
10.3.3　Node.js环境：手工实现fd_write()函数192
10.3.4　Rust环境：导入wasi包193
10.3.5　Rust环境：手工实现fd_write()函数195
10.4　wapm包管理器196
10.4.1　安装wapm包管理器196
10.4.2　安装并运行cowsay小程序197
10.4.3　创建wapm模块198
10.5　本章小结200
附录
附录A　WebAssembly接口202
附录B　机器指令211
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作者简介

丁尔男

WebAssembly技术专家，WebAssembly的先驱者和布道者，率先将WebAssembly技术引入实际工程中，合著有《WebAssembly标准入门》。

长期从事三维地理信息系统软件开发工作，现任武汉航天远景科技股份有限公司应用技术总监，领导开发了3DMatrix系列产品及实景三维应用整体解决方案。

柴树杉

WebAssembly技术专家，WebAssembly的先驱者和布道者，目前就职于蚂蚁集团，从事云原生配置编程语言的设计和研发工作，合著有《WebAssembly标准入门》。Github账号为chai2010。