2023 年 WebAssembly 現狀:第四種 Web 語言
2023 年度 WebAssembly 現狀調查結果出爐,下面就來看看 2023 年的 WebAssembly 發展的怎么樣了!
WebAssembly 是一種可移植、低級別的字節碼語言,旨在提供一種通用的編譯目標,以允許在 Web 上執行高性能計算密集型應用程序。它是一種新型的虛擬機技術,可以在所有主要的 Web 瀏覽器中運行,并且還可以在其他環境中使用。
WebAssembly 通過在 Web 瀏覽器中嵌入本地代碼模塊,能夠直接訪問底層系統硬件,實現了快速加載和執行的特性,因此被廣泛認為是未來 Web 應用的基礎技術之一。WebAssembly 可以與 JavaScript 和其他 Web 技術協同工作,使開發人員能夠使用多種編程語言來構建在線應用,并且具備高效、跨平臺的特點。
WebAssembly 于 2019 年 12 月 5 日成為萬維網聯盟(W3C)的推薦標準,與 HTML,CSS 和 JavaScript 一起成為 Web 的第四種語言。
下面是本次調查結果概覽:
- Rust 和 JavaScript 的使用量持續增加,但一些更顯著的變化:Swift 和 Zig 的采用率都顯著增加。
- 當談到開發者所“渴望使用”的編程語言時,Zig、Kotlin和C#等語言的受歡迎程度超過了它們目前的實際使用率。
- WebAssembly 仍然最常用于 Web 應用開發,但 Serverless 正在持續興起,使用 WebAssembly 作為插件環境的使用也在增加。
- 線程、垃圾回收和相對較新的組件模型提案是人們最感興趣的 WebAssembly 發展方向。
- 對于 WASI(WebAssembly 系統接口),最受關注的是 I/O 提案(如 HTTP、文件系統)。
- 開發者對 WAI 發展的滿意度明顯低于對 WebAssembly 發展的滿意度。
- 開發者希望 WebAssembly 能夠兌現 Java 最初做出的“一次編寫,到處運行”的承諾。
語言
在開發時利用 WebAssembly 的應用時使用或嘗試過使用的語言統計如下:
Rust 連續第三年成為 WebAssembly 最常用的語言。Rust 一直非常適合 WebAssembly;它是一種廣泛流行的現代系統級語言(Stack Overflow 連續七年顯示它是最受歡迎的語言),它也恰好是一種用于編寫 WebAssembly 運行時和平臺的流行語言。
JavaScript 是第二廣泛使用的編程語言。盡管無法直接將 JavaScript 編譯為 WebAssembly,但可以通過將 JavaScript 代碼運行時編譯為 WebAssembly 來實現在 WebAssembly 中執行 JavaScript 代碼的方式。在這種方法中,代碼將在 WebAssembly 托管的解釋器中運行。盡管可能會犧牲一些性能,但出人意料地實用,并且越來越受歡迎。雖然可能無法從速度上獲得優勢,但確實可以受益于 WebAssembly 的安全性和隔離性。
下圖顯示了長期趨勢,將最近三次調查的結果進行比較,列出了每種語言的使用百分比(經常或偶爾使用),排除使用率低于10%的語言。
Rust 和 JavaScript 的使用率正在增加,但還有一些更顯著的變化:Swift 和 Zig 的采用率均顯著增加。
Swift 是 WebAssembly 生態系統中相對較新的成員,始于幾年前對 Apple Swift 存儲庫的拉取請求以添加 wasm 目標。然而,盡管多年來進行了多次提交,但該 PR 尚未合并。
雖然Swift和Rust都是相對較新的語言(分別于2014年和2015年誕生),但Zig則更為年輕,于2016年出現,比WebAssembly(WebAssembly于2017年發布了第一個MVP版本)早一年。
今年,我們在調查中添加了一個新問題,旨在了解與 WebAssembly 相關的專業關系。我們的目標是將積極開發 WebAssembly 工具或平臺的人員與最終用戶的響應分開。通過將這兩組分離,可以看到以下語言的偏好情況:
正如預期的那樣,工具開發人員對 Rust 有著強烈的偏好,并且也喜歡直接使用 WAT(WebAssembly 文本格式)對 WebAssembly 進行編程。開發者對 Go 和 Python 也有強烈的偏好。
對于問題“未來想使用哪些語言來開發利用WebAssembly的應用”,統計結果如下:
Rust 再次名列前茅,反映了年度 Stack Overflow 調查的結果,其次是JavaScript。然而,使用頻率較低的 Zig 是第三個最受歡迎的語言。
通過繪制每種語言的差異,即“經常使用”的回答數量和“希望大量使用”的回答數量之間的差距,可以看出在受歡迎程度與使用率之間有著最大差異的語言:
可以看到,Zig、Kotlin 和 C# 的受歡迎程度超過了當前的使用率,C++、JavaScript 和 WAT 的當前的使用率超過了受歡迎程度。
運行時
考慮到WebAssembly在非瀏覽器環境下的使用正在增加,探索正在使用哪些運行時或者僅僅是聽說過哪些運行時很有意思。這次調查只問了一個問題:“你聽說過或使用過哪些運行時?結果如下:
wasmtime,來自于字節碼聯盟(Bytecode Alliance),是最廣泛使用的運行時,而由一家初創公司開發的 wasmer 排名第二。Wazero 是一個新成員,它是一個基于 Go 語言構建的最近發布的運行時。
實際應用
使用 WebAssembly 的目的如下:
Web 應用開發仍然處于領先地位,但差距正在縮小。下圖顯示了同比趨勢:
Serverless 正在持續增長,但可能最引人注目的轉變是WebAssembly作為插件環境的使用。以下是一些實際應用的例子:
- Zellij是一個面向開發者的終端工作空間,它采用了WebAssembly插件模型。
- Microsoft Flight Simulator 允許將附加組件編寫為 wasm 模塊。
- Envoy 和 Istio 有一個 Wasm Plugin API。
- Lapce,一個用 Rust 編寫的新 IDE,有一個基于 WASI 的插件系統。
在每種情況下,平臺(終端、編輯器、代理)都從允許最終用戶使用多種編程語言擴展功能的能力中受益,并且這些功能在一個安全而隔離的環境中運行。換句話說,如果有人編寫了一個行為不端或性能較差的插件,對平臺本身的影響將被最小化。
受訪者所在組織采用 WebAssembly 的狀況如下:
從上圖中可以看到,41% 的受訪者正在生產中使用 WebAssembly,還有 28% 的受訪者正在試點或計劃在明年使用它。
該調查還探討了 WebAssembly 需要什么來幫助推動進一步采用:
被最頻繁提及的需求是通過 WASI(WebAssembly系統接口)來改善非瀏覽器集成。WebAssembly 規范并未定義任何主機集成點,無論是如何訪問 DOM 還是與主機運行時交換數據(例如在瀏覽器中將值傳遞給 JavaScript)。WASI正填補這一空白,但目前還沒有完整的解決方案。
更好的調試支持緊隨其后,隨著人們使用 WebAssembly 開發越來越復雜的解決方案,這一點將變得更加重要。
特性
WebAssembly(由W3C管理)和WASI(由W3C WebAssembly社區組的子機構管理)都在不斷發展,有一系列新功能遵循標準的5階段提案過程。
關于 WebAssembly 提案,以下是最需要的:
線程、垃圾收集和異常處理在去年的結果中均名列前茅,并且這三者都處于提案生命周期的實施(第 3 階段)或標準化(第 4 階段)。這意味著它們已準備好使用,并且接近完成。
組件模型是一個處于早期階段的提案(第 1 階段),其目標是使在運行時以任何語言編寫的 wasm 模塊變得更加容易。
關于 WASI 提案,以下是最需要的:
四個最重要的提案都與 I/O 相關,可見,創建 WebAssembly 模塊與外界通信的標準方式是當務之急。
受訪者對 WebAssembly 和 WASI 的發展的滿意度如下:
有很多人對這個情況表示不滿意,這一點并不令人意外,以開放透明的方式演化的規范,涉及很多利益相關者,并不容易,并且需要時間。
不過,這個結果不應被用作直接批評 WASI 和 WebAssembly 團隊所做出的出色努力。人們對 WASI 演進的不滿可能只是對這項技術熱情的反映,這并不是一件壞事。
小結
最后,來總結一下受訪者對 WebAssembly 最興奮的點:
- 可移植性和在不同平臺上運行代碼的能力。
- 不同語言和Web之間的互操作性。
- 本地性能和效率。
- 訪問現有代碼和庫的能力。
- 新語言和工具的潛力。
- 安全性和沙箱功能。
- 替代容器并在瀏覽器中運行復雜堆棧的能力。
- 通用二進制格式的潛力。
- 編寫一次,在任何地方運行的機會。
- 提高性能和速度。
- 組件模型和代碼重用的能力。
- 減少或消除對JavaScript的依賴。
- 在語言選擇上更靈活、多樣化的選擇。
- 插件系統的潛力。
- 在瀏覽器中運行復雜應用程序的潛力。