08.12.2021

Доступен Wasmer 2.0, инструментарий для создания приложений на базе WebAssembly

Состоялся второй значительный выпуск проекта Wasmer, развивающего runtime для выполнения модулей WebAssembly, который можно использовать для создания универсальных приложений, способных выполняться в разных операционных системах, а также для изолированного выполнения кода, не заслуживающего доверия. Код проекта написан на языке Rust и распространяется под лицензией MIT.

Переносимость обеспечивается благодаря компиляции кода приложения в низкоуровневый промежуточный код WebAssembly, который может запускаться в любых ОС или встраиваться в программы на других языках программирования. Программы представляют собой легковесные контейнеры, в которых выполняется псевдокод WebAssembly. Данные контейнеры не привязаны к операционной системе и могут включать код, изначально написанный на любом языке программировании. Для компиляции в WebAssembly может использоваться инструментарий Emscripten. Для трансляции WebAssembly в машинный код текущей платформы поддерживается подключение разных бэкендов компиляции (Singlepass, Cranelift, LLVM) и движков (задействование JIT или генерация машинного кода).

Управление доступом и взаимодействие с системой обеспечивается при помощи API WASI (WebAssembly System Interface), предоставляющем программные интерфейсы для работы с файлами, сокетами и другими функциями, предоставляемыми операционной системой. Приложения изолированы от основной системы в sandbox-окружении и имеют доступ только к заявленной функциональности (механизм безопасности на основе управления возможностями — для действий с каждым из ресурсов (файлы, каталоги, сокеты, системные вызовы и т.п.) приложению должны быть даны соответствующие полномочия).

Для запуска WebAssembly-контейнера достаточно установить в системе runtime Wasmer, который поставляется без внешних зависимостей («curl https://get.wasmer.io -sSfL | sh»), и запустить необходимый файл («wasmer test.wasm»). Программы распространяются в форме обычных WebAssembly-модулей, для управления которыми можно использовать пакетный менеджер WAPM. Wasmer также доступен в форме библиотеки, которую можно использовать для встраивания кода WebAssembly в программы на языках Rust, С/C++, C#, D, Python, JavaScript, Go, PHP, Ruby, Elixir и Java.

Платформа позволяет добиться производительности выполнения приложений, близкой к выполнению родных сборок. При помощи Native Object Engine для WebAssembly-модуля можно сгенерировать машинный код («wasmer compile —native» для генерации предкомпилированных объектных файлов .so, .dylib и .dll), для запуска которого требуется минимальный runtime, но сохраняются все возможности sandbox-изоляции. Возможна поставка предкомпилированных программ со встроенным Wasmer. Для создания надстроек и дополнений предлагаются Rust API и Wasm-C-API.

Значительная смена номера версии Wasmer связана с внесением нарушающих совместимость изменений во внутренний API, которые, по заверению разработчиков, никак не отразятся на 99% пользователей платформы. Из нарушающих совместимость изменений также отмечается изменение формата сериализированных модулей Wasm (модули, сериализированные в Wasmer 1.0, не смогут использоваться в Wasmer 2.0). Другие изменения:

  • Поддержка инструкций SIMD (Single Instruction, Multiple Data), позволяющих организовать распараллеливание операций над данными. Из областей, в которых применение SIMD может заметно поднять производительность, отмечается машинное обучение, кодирование и декодирование видео, обработки изображений, симуляция физических процессов и манипуляции с графикой.
  • Поддержка ссылочных типов, позволяющих модулям Wasm обращаться к информации в других модулях или в базовом окружении.
  • Проведена значительная оптимизация производительности. Скорость работы LLVM runtime с числами с плавающей запятой увеличена примерно на 50%. Значительно ускорен вызов функций за счёт сокращения ситуаций, требующих обращения к ядру. На 40% увеличена производительность генератора кода Cranelift. Сокращено время десериализации данных.
  • Для более точного отражения сути изменены названия движков: JIT → Universal, Native → Dylib (Dynamic Library), Object File → StaticLib (Static Library).

Источник.