WebAssembly重新定义网页技术

如果网页应用能再快20倍，世界会有什么不一样？JavaScript原本只是为了补强Netscape浏览器在HTML网页在互动性上的不足而诞生的轻量级脚本语言，JavaScript之父Brendan Eich只花了10天，就设计出这款语言，连命名都只是营销策略，要藉助“Java”语言的名气来宣传，没想到，这个轻量级语言，却成了20年多年来网页应用的主角。

几乎所有网页应用几乎都离不开JavaScript，是少数甚至可说是唯一一个可以横跨各种装置都支持的程式语言，不论是笔电、手机或服务器，甚至是穿戴型装置、车载系统或VR眼镜，只要是浏览器可以执行的地方，就可以执行JavaScript。

执行效能远不如静态程式语言是JavaScript的致命缺点

但Brendan Eich也坦言，JavaScript有一个致命的缺点，他在JavaScript语言问世20周年的回顾演讲上就指出，为了让JavaScript的开发更弹性，也更容易，采取了动态型别的设计，这也让 JavaScript的执行效能，远不如静态语言。许多需要高效能或密集运算的应用，例如3D即时游戏、多媒体影音剪辑等，过去都很难单靠JavaScript来实做。

直到2015年中，一手催生JavaScript语言的Brendan Eich，和Mozilla、Google、微软的工程师们合作发起了W3C WebAssembly社交小组，要来重新发明JavaScript网页应用，提出了WebAssembly概念，顾名思义，就是Web的Assembly形式，要让网页应用也能拥有二进位Bytecode的执行格式，Brendan Eich指出，甚至可以让JavaScript程式的执行速度快20倍，让网页应用也能像桌面原生应用一样的执行速度。

经过5年努力，终于在2017年，WebAssembly获得主流浏览器支持，除了最早支持的Firefox，不论是全球浏览器市占最高的Chrome，微软新一代浏览器Edge或是苹果的Safari，都纷纷支持WebAssembly，甚至近9成行动装置的浏览器环境，都可以执行WebAssembly格式的Bytecode网页档案。

Mozilla新兴科技部门院士David Bryant也认为，过去定义网页技术的三原色：HTML、JavaScript及CSS外，现在也应该将WebAssembly纳入标准工具之一，在这股潮流之下，WebAssembly俨然成为重新定义未来网页技术的要角。

WebAssembly主要提供两大好处。首先，采用WebAssembly的网页应用是二进位格式的档案，比起JavaScript的处理速度可以快上20倍。在行动应用上，原先程式码的解析过程，就要花上不少时间，而透过WebAssembly，使用者也可在浏览器上执行线上串流、影音编译等工作。

WebAssembly可以结合两大领域语言的优势

而且，透过WebAssembly技术，对于C和C++开发者而言，就可以多加使用既有的JavaScript前端套件。反之亦然，使用JavaScript的前端开发者也可以呼叫C、C++的函式库，比方说，当网页执行複杂运算，导致效能下降时，就可以直接使用C或C++语言改写，编译成WebAssembly执行。 Mozilla台湾研发经理陈侃如认为，JavaScript的优点就是，可以快速开发；而C与C++的优点，就是效能表现，“透过WebAssembly，就可以结合这两大领域程式语言的优势。”陈侃如表示。

另外，WebAssembly也很注重安全机制，程式会在浏览器的沙箱环境执行。陈侃如解释，既有C或C++程式码，可能本来就隐含程式臭虫，导致系统当机。不过使用WebAssembly之后，“开发者就可以在网页浏览器中处理这些例外情况”，因此，即使旧有程式码有问题，也不会造成浏览器当机。

强调运算效能的网页应用程式，都是WebAssembly的潜在市场

目前，WebAssembly的使用情境，除了游戏相当具有市场潜力，举凡需要强调运算效能的情境，都可能是WebAssembly的潜在应用情境。例如，像是在浏览器上提供修图服务的业者，利用WebAssembly加速，也可以达到接近本机效能的速度，或者是线上音乐串流、影音直播业者，也能透过WebAssembly解码。

陈侃如也透露，虽然WebAssembly的命名“强调Web应用”，不过它也有考虑在非Web执行环境，未来Mozilla因应未来轻量环境的硬体执行需求，也规画支持树莓派等嵌入式装置，使其也可以执行WebAssembly。

而WebAssembly威力在于，除了可以让既有C、C++语言编译成WebAssembly格式在浏览器中执行，解放了旧有程式码再利用的门槛，开发者不需要重新撰写程式码就能转换成浏览器上的执行格式，让既有庞大的C、C++程式码，也能在网页时代下重新利用，获得新生命。甚至，如David Bryant所说：“虽然听来很不实际，但理论上，即使开发者完全不了解JavaScript也可以进行网页开发。”他举例，网页游戏应用开发团队的分工，能切割得更为精细，原本既有JavaScript开发者仍能沿用其惯用的开发工具，而偏好其他程式语言的使用者，可以专注心力开发游戏引擎、游戏逻辑设计，利用WebAssembly档案，让新程式码可以在既有平台上继续运作。除了开发者，网页应用开发框架业者也能受益于WebAssembly。

David Bryant表示，既有的JavaScript开发框架业者，即使导入了WebAssembly，也能继续使用原本的API，“不只效能提升，还能开始整併其他程式语言。”

而且不只这两种语言，现在也有开源专案和工具，能快速将大型商用软件常用的Java语言，或是微软的.NET语言的程式码，都能转换成WebAssembly格式，然后放上网页执行，而JavaScript语言也有工具，可以直接将程式码编译成WebAssembly格式，如Walt，让现有网页程式也能快速获得高效能。

WebAssembly仍然相当仰赖JavaScript

不过，JavaScript与WebAssembly两者之间，也有着微妙的依存关係，引起许多开发者的讨论。而陈侃如表示，JavaScript与WebAssembly仍是互相合作关係，由于现阶段WebAssembly仍然相当仰赖JavaScript，开发者无法利用C语言去呼叫浏览器API，“现阶段WebAssembly可以达成的目标是，汇出部分函数给JavaScript使用，或是WebAssembly直接使用JavaScript的内建函数”，而未来开发方向，是让WebAssembly能直接使用JavaScript物件，以及浏览器的API。

虽然WebAssembly会持续演进，不过JavaScript仍然有其重要性在，“因为它仍是浏览器原生支持的程式语言”，陈侃如认为，网页开发者可以专注开发JavaScript程式。但如果开发者想要使用WebAssembly，仍然是需要经过编译的阶段，透过更为複杂的步骤，才能串接JavaScript与WebAssembly。

他也强调，目前Mozilla认为，两者会是互补关係。需要效能或者是想要执行老旧程式码的开发者，可以透过WebAssembly解决。而且，现阶段市面上也有许多评价良好的JavaScript框架，“该程式语言的生态系相当完整，不可能一夜之间大家就放弃JavaScript。”

WebAssembly技术5大特性

 特性1   二进位网页档案处理速度比JavaScript快20倍

 特性2   不仅有C和C++，连Java和.NET都可以支持

 特性3   wasm二进位档也能像HTML具有可读性

 特性4   不只3D游戏或多媒体，複杂深度学习应用也能用

 特性5   四大主流浏览器都支持，9成行动装置都能跑