了得網計算機/網絡_面向WebAssembly編程：應用開發方法與實踐

編輯推薦

1.兩位作者均是國內WebAssembly的先驅者、布道者、技術專家，在社區裡有較大的影響力。
2.本書講解了基於C/C++/JavaScript等高級語言開發WebAssembly應用的技術和方法，包含大量案例。
3.本書詳細講解了WebAssembly的關鍵技術和原理，以及Emscripten和WASI等工具的使用方法。

內容簡介

內容簡介
這是一部講解如何用高級編程語言開發WebAssembly應用的著作，由國內WebAssembly領域的先驅者和布道者撰寫。
全書一共10章，分為三個部分。
第壹部分基礎篇（第1~3章）
首先介紹了WebAssembly的基礎和工具鏈Emscripten的用法，然後詳細講解了使用 C/C++語言和Emscripten開發WebAssembly模塊的方法。
第二部分方法篇（第4~8章）
對 Emscripten 運行時、WebAssembly 友好的一般性方法、網絡 I/O、並發執行、GUI 及交互等知識點展開了深入的討論。
第三部分前沿篇（第9~10章）
詳細講解了WASI以及如何使用 Rust 語言開發 WebAssembly模塊和 WASI 應用。

作者簡介

丁爾男
WebAssembly技術專家，WebAssembly的先驅者和布道者，率先將WebAssembly技術引入實際工程中，合著有《WebAssembly標準入門》。
長期從事三維地理信息繫統軟件開發工作，現任武漢航天遠景科技股份有限公司應用技術總監，領導開發了3DMatrix繫列產品及實景三維應用整體解決方案。
柴樹杉
WebAssembly技術專家，WebAssembly的先驅者和布道者，目前就職於螞蟻集團，從事雲原生配置編程語言的設計和研發工作，合著有《WebAssembly標準入門》。
Go語言技術專家，Go語言的貢獻者，著有《Go語言高級編程》。

前言
篇基礎篇
第1章認識WebAssembly2
1.1WebAssembly的誕生背景2
1.2Web的第4種語言3
1.3本章小結4
第2章Emscripten快速入門5
2.1安裝Emscripten5
2.1.1使用emsdk命令行工具安裝Emscripten5
2.1.2在Docker環境中安裝Emscripten7
2.1.3校驗安裝8
2.2你好，世界！8
2.2.1生成.wasm文件8
2.2.2運行9前言
篇基礎篇
第1章認識WebAssembly2
1.1WebAssembly的誕生背景2
1.2Web的第4種語言3
1.3本章小結4
第2章Emscripten快速入門5
2.1安裝Emscripten5
2.1.1使用emsdk命令行工具安裝Emscripten5
2.1.2在Docker環境中安裝Emscripten7
2.1.3校驗安裝8
2.2你好，世界！8
2.2.1生成.wasm文件8
2.2.2運行9
2.2.3使用Emscripten生成測試頁面11
2.3膠水代碼初探12
2.3.1WebAssembly彙編模塊載入12
2.3.2導出函數封裝14
2.3.3異步加載16
2.4編譯目標及編譯流程17
2.4.1編譯目標的選擇17
2.4.2編譯流程18
2.5示例：放大鏡特效19
2.5.1模板程序19
2.5.2靜態的放大鏡20
2.5.3動態的放大鏡21
2.6本章小結24
第3章C與JavaScript互操作25
3.1JavaScript調用C函數25
3.1.1定義函數導出宏25
3.1.2在JavaScript中調用C導出函數27
3.2JavaScript函數注入C環境30
3.2.1C函數聲明30
3.2.2JavaScript實現C函數30
3.2.3閉包限制及解決辦法32
3.2.4JavaScript函數注入C環境的優缺點33
3.3單向透明的內存模型33
3.3.1Module.buffer34
3.3.2Module.HEAPX34
3.3.3在JavaScript中訪問C/C++環境內存35
3.4JavaScript與C/C++交換數據37
3.4.1參數及返回值37
3.4.2通過內存交換數據39
3.4.3在JavaScript中分配內存42
3.4.4字符串43
3.5EM_ASM繫列宏44
3.5.1EM_ASM44
3.5.2EM_ASM_/EM_ASM_DOUBLE45
3.5.3EM_ASM_INT_V/EM_ASM_DOUBLE_V46
3.6emscripten_run_script()繫列函數47
3.6.1emscripten_run_script()47
3.6.2emscripten_run_script_int()48
3.6.3emscripten_run_script_string()49
3.7ccall()/cwrap()50
3.7.1ccall()51
3.7.2cwrap()53
3.7.3ccall()/cwrap()的潛在風險53
3.8本章小結56
第二篇方法篇
第4章Emscripten運行時58
4.1main()函數與生命周期58
4.2消息循環61
4.2.1emscripten_set_main_loop()61
4.2.2消息循環的暫停、繼續及終止63
4.3文件繫統65
4.3.1Emscripten虛擬文件繫統架構66
4.3.2基於MEMFS的打包文件繫統67
4.3.3NODEFS文件繫統71
4.3.4IDBFS72
4.4內存管理73
4.4.1內存容量/棧容量73
4.4.2可變內存74
4.4.3內存分配器75
4.5Module定制75
4.6示例：人臉檢測78
4.6.1facedetect_cnn()函數78
4.6.2facedetect_cnn()函數再封裝79
4.6.3讀取圖像並檢測人臉81
4.6.4基於SDL顯示IplImage圖像82
4.7本章小結84
第5章WebAssembly友好的一般性方法85
5.1消息循環分離85
5.1.1emscripten_set_main_loop()的不足85
5.1.2在JavaScript中創建定時循環86
5.2內存對齊88
5.2.1asm.js88
5.2.2wasm91
5.2.3避免及檢測未對齊的內存操作92
5.3使用C接口導出C++對像93
5.4C++對像生命周期管理97
5.4.1引用計數97
5.4.2AddRef()/Release()使用規則98
5.4.3導出AddRef()/Release()100
5.5使用C接口注入JavaScript對像103
5.5.1創建JavaScript對像/ID表103
5.5.2注入JavaScript對像的生命周期管理104
5.6小心64位整型數107
5.6.1WebAssembly原生支持int64108
5.6.2導出函數包含int64108
5.6.3注入函數包含int64110
5.7文件繫統的缺陷111
5.8本章小結112
第6章網絡I/O113
6.1XMLHttpRequest113
6.1.1XMLHttpRequest對像使用簡介113
6.1.2XMLHttpRequest對像的C接口封裝115
6.1.3擴展回調處理116
6.2WebSocket119
6.2.1創建WebSocket測試服務120
6.2.2在JavaScript中使用WebSocket121
6.2.3WebSocket對像的C接口封裝122
6.3本章小結126
第7章並發執行127
7.1JavaScript中的並發模型127
7.2在Worker中使用Emscripten129
7.3pthread線程132
7.3.1原子操作132
7.3.2pthread示例134
7.3.3在瀏覽器環境運行pthread示例136
7.4本章小結137
第8章GUI及交互138
8.1Canvas138
8.2鼠標事件141
8.3鍵盤事件144
8.4Life遊戲145
8.4.1Life簡介146
8.4.2設計要求146
8.4.3Life遊戲C代碼146
8.4.4Life遊戲網頁代碼150
8.4.5運行Life151
8.5本章小結152
第三篇前沿篇
第9章Rust和WebAssembly154
9.1Rust入門154
9.1.1安裝Rust開發環境154
9.1.2你好，世界155
9.1.3Cargo管理工程155
9.1.4本地文檔156
9.2你好，WebAssembly157
9.2.1安裝WebAssembly開發環境157
9.2.2打印“你好，WebAssembly”159
9.3導入和導出函數159
9.3.1導出main()函數159
9.3.2導入宿主打印函數161
9.3.3導出自定義函數162
9.4打印命令行參數163
9.4.1打印字符串163
9.4.2準備導入env_print_str()函數164
9.4.3向Rust傳入字符串165
9.4.4命令行參數封裝168
9.4.5傳入命令行參數170
9.5no_std171
9.5.1輸出文件的大小171
9.5.2通過no_std裁剪標準172
9.5.3庫173
9.6嵌入C代碼174

前言

為什麼要寫這本書
WebAssembly是新一代Web虛擬機標準，可以讓用各種語言編寫的代碼都能以接近原生的速度在Web中運行。比如，C/C++代碼可以通過Emscripten工具鏈編譯為wasm二進制文件，進而導入網頁中供JavaScript調用。這意味著使用C/C++編寫的程序可以直接在網頁中運行，而Rust語言更是內置了對WebAssembly的支持。
作為一種新興技術，目前WebAssembly的相關技術資料尚不豐富，再加上WebAssembly的開發涉及多種語言和開發環境，導致其工程化門檻較高。作為國內早的一批WebAssembly開發者，我們非常希望能分享相關知識和方法給讀者。
在2018年，借WebAssembly草案1.0發布的契機，我們出版了《WebAssembly標準入門》一書。但《WebAssembly標準入門》重點討論的是WebAssembly技術本身，花了大量篇幅講述虛擬機的底層結構、彙編語言、模塊的二進制格式等內容，並未過多討論如何使用高級語言開發WebAssembly應用。因此在2018年年底，我們重新思考了如何用Emscripten編寫友好的Web應用這個問題，並形成了本書的前半部分。為什麼要寫這本書
WebAssembly是新一代Web虛擬機標準，可以讓用各種語言編寫的代碼都能以接近原生的速度在Web中運行。比如，C/C++代碼可以通過Emscripten工具鏈編譯為wasm二進制文件，進而導入網頁中供JavaScript調用。這意味著使用C/C++編寫的程序可以直接在網頁中運行，而Rust語言更是內置了對WebAssembly的支持。
作為一種新興技術，目前WebAssembly的相關技術資料尚不豐富，再加上WebAssembly的開發涉及多種語言和開發環境，導致其工程化門檻較高。作為國內早的一批WebAssembly開發者，我們非常希望能分享相關知識和方法給讀者。
在2018年，借WebAssembly草案1.0發布的契機，我們出版了《WebAssembly標準入門》一書。但《WebAssembly標準入門》重點討論的是WebAssembly技術本身，花了大量篇幅講述虛擬機的底層結構、彙編語言、模塊的二進制格式等內容，並未過多討論如何使用高級語言開發WebAssembly應用。因此在2018年年底，我們重新思考了如何用Emscripten編寫友好的Web應用這個問題，並形成了本書的前半部分。
2019年年底，機械工業出版社發出約稿，其時WASI技術已經誕生，我們希望能在書中包含WASI以及Rust等新的技術內容，終打造了本書目前的結構。本書從Emscripten的基本使用開始，介紹了用C/C++開發WebAssembly模塊的方法，並且以作者在實際工程項目中獲取的一手經驗為基礎，提出了一些一般性的設計原則和技術框架，同時討論了如何用Rust語言與C/C++語言混合開發WebAssembly應用。
本書理念
我們認為，一個理想的面向Web的C/C++/Rust工程應該對編譯目標不敏感，它既可以被編譯為本地代碼直接運行，也可以被編譯為WebAssembly在網頁中運行，切換二者隻需要更行環境，這樣便可充分利用現有IDE環境強大的開發、調試、分析、測試等功能，提高工程質量、降低開發成本。但WebAssembly的運行環境畢竟與本地環境有著巨大的差異，因此為了達到上述理想目標，從整體框架到接口設計甚至到函數間的數據交換層面都必須充分考慮Web環境的特點（或者說限制）。這也正是本書所貫徹的“WebAssembly友好”的內涵所在。
讀者對像
本書可為以下兩類讀者帶來直接收益：
以C/C++/Rust為主力開發語言，並且希望介入前端領域的開發者；
希望借助高性能的C/C++/Rust庫解決前端性能問題的JavaScript開發者。
如何閱讀本書
本書旨在介紹如何使用C/C++/Rust語言開發實用的WebAssembly模塊，要求讀者具備基本的JavaScript和C/C++開發技能。本書主要分為以下三篇。
基礎篇（第1章至第3章）：介紹了使用C/C++語言及Emscripten工具鏈開發WebAssembly模塊的基本方法。
方法篇（第4章至第8章）：對Emscripten運行時、WebAssembly友好的一般性方法、網絡I/O、並發執行、GUI及交互展開討論。
前沿篇（第9章和第10章）：介紹了如何使用Rust語言開發WebAssembly模塊和WASI應用。

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