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完整介紹 WebAssembly 使用方式

  • August 17, 2020
  • Liu, An-Chi 劉安齊

1. 簡介

先來說說 WebAssembly 是甚麼，為甚麼我們需要這玩意？

如今網頁技術已經無所不在，人們上網時間佔一天好幾個小時，人們透過網路享受各種服務，各種應用服務也漸漸都轉移到網頁上，桌面程式或手機程式也越來越多採用網頁程式 (Web App) 或混合式程式 (Hybrid App)，可以說網頁技術已經主宰了世界。

網頁是採用 JavaScript (JS) 語言，隨著瀏覽器進步、JS 引擎發展，我們似乎已經達到優化效能的瓶頸，JS 不管怎樣快，由於是直譯式語言，會一行一行讀程式碼同時進行編譯，這種模式鐵定會比編譯式語言像是 C++ 還要慢。那你會問，為啥網頁不用 C++ 這種編譯式語言？這是因為不管是事先編好，編譯出來的執行檔會很大，這樣傳給瀏覽器反而會造成網路傳輸花太多時間，或是瀏覽器拿到檔案才開始編譯，那要等他全部編完才能跑也會花太多時間。所以直譯式語言的 JS 先傳給瀏覽器，由於是原始檔檔案不會很大傳輸時間就還行，然後拿到檔案後一行一行編譯，先編譯好的部分可以先跑，也不會讓速度過慢。

不管如何，JS 效能已經到上限了，人們開始想要怎樣讓網頁可以在瀏覽器上跑得更快，於是就有 WebAssembly (WASM) 的誕生了，WASM 是一個低階類似組合語言的語言，其效能可以接近原生 (Native) 的程式，像是 C++ 或 Rust 跑出來的效能。開發網頁時，JS 和 WASM 會搭配使用，概念簡單來說是一般程式邏輯一樣給 JS 跑，但把部分負擔很重的程式碼改成事先編譯的 WASM，這樣就可以讓效能更加進化。同時享有 JS 可以快速啟動的好處，也享有 WASM 在運算複雜的程式碼上有高效能的表現。

接下來本文將會介紹如何使用 JS 搭配 WASM 進行開發。

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交大觀察與心得(二)：碩一下修課篇

  • July 13, 2020
  • Liu, An-Chi 劉安齊

前言

我感覺這學期是這兩三年來過的最快樂的學期了。過得很充實，修了四門課，依舊參加美術社，寫了不少文章，找到研究方向和題目。念資工果真是一件很開心的事情。大致上，碩一下分為三個方面，分別介紹修課方面、美術社和研究方面，本篇先介紹修課方面。

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使用 Emscripten 將 Pthread 轉成 JavaScript 與效能分析

  • July 7, 2020
  • Liu, An-Chi 劉安齊

簡介

Emscripten 是可以將 C/C++ 轉換成 WebAssembly 的工具，背後是透過 LLVM 轉換，支援轉換 Pthread，會轉成 JavaScript 的 Web Worker 加 WebAssembly，甚至可以將 OpenGL 轉成 WebGL，讓程式在網頁上跑還能有接近原生程式的效能。

其中 Pthread 轉成 Web Worker 加 WebAssembly 的部分，就是本文要介紹的重點。我會拿一個範例程式來實際轉換看看，不過要找一個好的測試程式不容易，所以我寫一支 Pthread 計算 PI 的平行程式，用來做轉換測試。

本文先介紹如何使用 Emscripten 將 Pthread 轉 JS，照著官網教學做的過程採到一些坑，順便也記錄下來，免得大家又落坑了。隨後會分析 (1)原生 C Code (2)Emscripten 轉換的 JS (3)直接用 JS 寫的 Web Worker，三種情境下的效能差異。

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