WebAssembly یا همون Wasm یه استاندارد متن بازه که بهت اجازه می‌ده کدهای باینری رو توی وب اجرا کنی. به زبون ساده تر، WebAssembly کمک می‌کنه که برنامه نویس‌ها بتونن از زبان‌های سنگین و قوی مثل C، ++C و Rust تو توسعه وب استفاده کنن و کارهایی که نیاز به قدرت پردازش بالا دارن رو مستقیم تو مرورگر انجام بدن.

توی این پست قراره از دید یه برنامه نویس جاوااسکریپت به WebAssembly نگاه کنیم و ببینیم چه کارهایی می‌شه باهاش انجام داد. یه نکته ی مهم اینه که WebAssembly یه ابزار کمکیه، نه یه جایگزین برای جاوااسکریپت. یعنی جاوااسکریپت همچنان نقش مهمی توی توسعه وب داره و WebAssembly فقط اونو تقویت می‌کنه.

WebAssembly دقیقاً چیه؟

WebAssembly (که به اختصار Wasm هم بهش می‌گن) یه فرمت دستور باینریه که به کدها اجازه می‌ده تو مرورگر اجرا بشن. این تکنولوژی باعث می‌شه برنامه‌های پیچیده و سنگین تو وب با سرعت خیلی بیشتری نسبت به جاوااسکریپت اجرا بشن.

کدی که به WebAssembly کامپایل یا ترجمه می‌شه، به شکل باینری و خیلی فشرده در میاد که می‌تونه تقریبا با سرعتی نزدیک به نرم افزارهای بومی روی سیستم کاربر اجرا بشه. این یه جورایی شبیه زبان اسمبلی سنتی کار می‌کنه، چون کدهاش خیلی سطح پایین هستن و مستقیم با پردازنده سیستم سر و کار دارن، به همین خاطر عملکردش فوق العاده سریعه.

WebAssembly چطور کار می‌کنه؟

WebAssembly (Wasm) در واقع نتیجه ی کامپایل کردن کدهای سنتی به یه فایل باینری خاصه. بعد از اینکه این فایل باینری Wasm ساخته شد، وارد موتور جاوااسکریپت مرورگر می‌شه و اونجا به صورت یه فایل اجرایی درمیاد.

حالا این فرآیند معمولاً چهار مرحله ی ساده داره:

• نوشتن کد: برنامه نویس‌ها می‌تونن دقیقاً مثل هر پروژه دیگه ای، کدهای خودشون رو بنویسن. با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی مختلف، ابزارهای توسعه ی معمول و استانداردهای مدیریت و کیفیت کد.
• کامپایل کردن: Wasm خودش یه زبان برنامه نویسی نیست، بلکه نتیجه ی کامپایل و تبدیل کدهای نوشته شده به یه فایل اجراییه. ابزارهای مختلفی وجود دارن که این کار رو انجام می‌دن و به جای ساختن یه فایل اجرایی مثل EXE، فایل Wasm تولید می‌کنن. یکی از ابزارهای معروف برای این کار Emscripten هست که یه کامپایلر شخص ثالث واسه Wasm به حساب میاد.
• وارد کردن به مرورگر: فایل باینری Wasm تا وقتی که وارد مرورگر نشه قابل اجرا نیست. وقتی این فایل وارد موتور جاوااسکریپت مرورگر می‌شه، موتور مرورگر اون رو رمزگشایی، کامپایل و به کد قابل فهم برای سیستم تبدیل می‌کنه.
• ایجاد نمونه اجرایی: موتور جاوااسکریپت یه محیط مجازی ایزوله می‌سازه (درست مثل کاری که برای فایل‌های جاوااسکریپت انجام می‌ده) که فایل Wasm توش اجرا بشه.

به طور مثال، فرض کن یه برنامه نویس یه تابع رو با زبان C++ بنویسه و اون رو با استفاده از ابزاری مثل Emscripten کامپایل کنه. خروجی این کار یه فایل باینری Wasm هست که همراه با کدهای HTML/JS مورد نیاز به مرورگر فرستاده می‌شه. حالا مرورگر با استفاده از API جاوااسکریپت واسه WebAssembly، این فایل باینری رو کامپایل می‌کنه و یه ماژول Wasm می‌سازه که دستورالعمل‌های جاوااسکریپت می‌تونن اونو اجرا کنن. تو این فرآیند، از تابع WebAssembly.instantiateStreaming() هم می‌شه استفاده کرد که Wasm رو مستقیم بارگذاری، کامپایل و اجرا می‌کنه.

برای استفاده از Wasm، مرورگر باید هم از جاوااسکریپت و هم از Wasm پشتیبانی کنه. تقریباً همه مرورگرهای معروف مثل گوگل کروم، فایرفاکس، مایکروسافت اج، اپرا، سافاری و اینترنت سامسونگ پشتیبانی کامل از Wasm دارن. البته اینترنت اکسپلورر از Wasm پشتیبانی نمی‌کنه، ولی برنامه نویس‌ها می‌تونن از ابزارهایی مثل Emscripten استفاده کنن و کد رو به asm.js (یه نسخه بهینه شده از جاوااسکریپت) کامپایل کنن تا بتونه تو اینترنت اکسپلورر هم اجرا بشه.

پشتیبانی از زبان‌های WebAssembly

WebAssembly (Wasm) خودش یه زبان برنامه نویسی نیست و قرار هم نیست جاوااسکریپت رو کنار بزنه. در واقع، هدفش اینه که با جاوااسکریپت همکاری کنه. برنامه نویس‌ها می‌تونن کدهای Wasm رو با استفاده از زبان‌های مختلفی بنویسن. این یعنی تو می‌تونی از زبان برنامه نویسی مورد علاقت استفاده کنی، بعد اون رو به فرمت Wasm تبدیل کنی تا مرورگر بتونه اجراش کنه.

جاوااسکریپت یه محیط اجرای قوی و بهینه شده داره و همچنان برای خیلی از کارهای پایه تو مرورگر فوق العاده ست. اما وقتی پای کارهای سنگین و پردازشی وسط میاد، Wasm با کدهای فشرده و سرعت بالاش وارد می‌شه. در نتیجه، Wasm و جاوااسکریپت می‌تونن کنار هم اجرا بشن و هرکدوم کار خودشون رو انجام بدن.

زبان هایی مثل Rust، C و ++C به صورت مستقیم کامپایلرهایی دارن که کدها رو به WebAssembly تبدیل می‌کنن. اگه از زبان‌های دیگه مثل جاوا، Lua یا دات نت استفاده می‌کنی، می‌تونی از ابزارهای شخص ثالث برای تبدیل کدهات به Wasm استفاده کنی. حتی Wasm می‌تونه کدهایی که با پایتون یا روبی نوشته شده رو هم ترجمه کنه.

کاربردهای WebAssembly

WebAssembly (Wasm) روز به روز داره جاش رو تو دنیای برنامه نویسی بازتر می‌کنه و هر روز کاربردهای جدیدی ازش کشف می‌شه که چطور داره وب رو متحول می‌کنه. بیا چندتا از این کاربردهای جذاب رو با هم مرور کنیم.

بازی‌های کامپیوتری

صنعت بازی سازی تو یه مرحله جدید و جالب قرار گرفته. قبلاً بازی هایی که تو مرورگر اجرا می‌شدن خیلی ساده و ابتدایی بودن، اما حالا با WebAssembly بازی‌های گرافیکی سنگین که قبلاً فقط روی کنسول‌ها یا کامپیوترهای قوی قابل اجرا بودن، به راحتی تو مرورگر اجرا می‌شن. دیگه لازم نیست حتماً یه سیستم قدرتمند داشته باشی، مرورگر وب کافیه!

برنامه‌های چندرسانه ای

برنامه‌های چندرسانه ای مثل ویرایش ویدیو، پردازش تصویر، و دستکاری صدا جزو اون دسته از کارها بودن که قبلاً باید روی نرم افزارهای دسکتاپی انجام می‌دادی. اما حالا با WebAssembly، ابزارهایی که تو مرورگر اجرا می‌شن تقریباً همون کارایی و عملکرد رو دارن. تصور کن ویدیو رندر کنی، صدا رو به صورت زنده پردازش کنی یا حتی یه مدل سه بعدی طراحی کنی، همه اینا تو مرورگر و بدون نیاز به نصب هیچ نرم افزاری انجام می‌شه.

محاسبات علمی

توی رشته هایی مثل زیست شناسی، فیزیک و مهندسی، کارهای محاسباتی سنگین و پیچیده معمولاً نیاز به نرم افزارها و سخت افزارهای مخصوصی داشتن. اما با Wasm این نوع کارها رو هم می‌تونی مستقیم تو مرورگر انجام بدی. مثلاً الگوریتم‌های پیچیده ژنتیکی یا شبیه سازی آیرودینامیک رو بدون نیاز به هیچ نرم افزار تخصصی اجرا کنی.

واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR)

WebAssembly اینجا هم داره کاربردهای جذابش رو نشون می‌ده. AR و VR دیگه فقط به دنیای بازی محدود نیستن. از تجربه‌های خرید مجازی گرفته تا پلتفرم‌های آموزشی تعاملی و حتی هنرهای دیجیتال، همه اینا با Wasm امکان پذیر می‌شه و به مرورگرها میاد.

کاربردهای دیگه

یکی دیگه از قابلیت‌های جالب Wasm، سیستم WebAssembly System Interface (WASI) هست که مرزها رو جابه جا کرده و اجازه می‌ده برنامه‌های سمت سرور رو هم با Wasm اجرا کنی. این به ویژه برای بهبود کارایی برنامه‌های وب خیلی مفیده، مخصوصاً برنامه هایی که به صورت سفارشی ساخته شدن.

خیلی از سازمان‌ها از راهکارهای خاص خودشون برای بهینه کردن کارها استفاده می‌کنن. از ابزارهای ساده مثل ویرایشگر فایل DOCX یا تبدیل کننده فرمت‌های تصویری گرفته تا موتورهای رندرینگ پیچیده، Wasm می‌تونه همه این‌ها رو با سرعت بالا و امنیت تضمین شده فراهم کنه.

پلتفرم‌های آموزشی

پلتفرم‌های آموزش آنلاین هم از WebAssembly بهره زیادی می‌برن. خیلی از این پلتفرم‌ها شبیه سازی‌های تعاملی، محیط‌های کدنویسی و سیستم‌های بازخورد آنی دارن. WebAssembly کمک می‌کنه این ویژگی‌ها با سرعت و کارایی بالا به کاربران ارائه بشه و تجربه ی یادگیری رو بهتر کنه، چه برای شبیه سازی فیزیک باشه و چه تمرین کدنویسی تو یه محیط آنلاین.

پلتفرم‌های مالی

تو دنیای مالی، جایی که پردازش لحظه ای داده‌ها و محاسبات پیچیده ریاضی خیلی مهمه، WebAssembly نقش کلیدی داره. ابزارهای تریدینگ سریع، داشبوردهای تحلیلی لحظه ای و اپلیکیشن‌های مالی پیشرفته، همه می‌تونن به کمک Wasm با سرعتی تقریباً برابر با نرم افزارهای تخصصی تو مرورگر اجرا بشن.

WebAssembly داره تمام این حوزه‌ها رو متحول می‌کنه و روز به روز کاربردهای جدیدتری براش پیدا می‌شه.

مزایا و معایب WebAssembly

همون طور که هر تکنولوژی خوبی مزایا و معایب خودش رو داره، WebAssembly (Wasm) هم از این قاعده مستثنا نیست.

مزایای WebAssembly

یکی از بزرگ‌ترین ویژگی‌های این تکنولوژی سرعت بالای اون هست. WebAssembly به کد ماشین تبدیل می‌شه که تقریباً به طور مستقیم روی سخت افزار سیستم اجرا می‌شه و این یعنی عملکرد بهتر و مصرف حافظه کمتر. به علاوه، حتی با وجود اینکه به کدهای سطح پایین تبدیل می‌شه، یه فرمت متنی هم تولید می‌شه که دیباگ کردن رو خیلی راحت‌تر می‌کنه.

از طرف دیگه، این تکنولوژی از همه مرورگرهای بزرگ و مدرن پشتیبانی می‌کنه و به هیچ زبان برنامه نویسی خاصی محدود نیست. یعنی هر برنامه نویسی می‌تونه با زبان دلخواهش مثل C، ++C، Rust یا Go کد بنویسه و بعد اونو به این فرمت تبدیل کنه. مهم‌تر از همه، همون ماژول رو می‌شه بدون تغییر توی همه مرورگرها استفاده کرد؛ دیگه نیازی نیست برای هر مرورگر دوباره کدنویسی کنی!

معایب WebAssembly

با اینکه Wasm کلی کاربرد و مزایای جذاب داره، ولی نباید فراموش کنیم که مثل هر تکنولوژی دیگه ای، مشکلات خودش رو هم داره. برای اینکه از این پلتفرم به بهترین شکل استفاده کنی، لازمه به این چالش‌ها هم فکر کنی. پس بیا با هم نگاهی به چندتا از این محدودیت‌ها بندازیم:

1. نبود سیستم جمع آوری خودکار حافظه (Garbage Collection)

یکی از مشکلات اصلی Wasm اینه که مثل زبان هایی مثل جاوااسکریپت، جاوا یا پایتون، سیستم جمع آوری خودکار حافظه نداره. تو این زبان ها، حافظه ای که دیگه بهش نیازی نیست به صورت خودکار آزاد می‌شه، ولی تو Wasm این اتفاق نمی‌افته. این یعنی برنامه نویس‌ها باید خودشون دستی حافظه رو مدیریت کنن، که می‌تونه کار رو خیلی پیچیده‌تر کنه. این موضوع برای برنامه نویس‌های جوون که به حافظه خودکار عادت دارن، یه چالش جدیه.

برنامه نویس‌ها باید حافظه رو خودشون اختصاص بدن و آزاد کنن. اگه اشتباه کنن، ممکنه با مشکلاتی مثل نشت حافظه یا پر شدن بافرها مواجه بشن. همین باعث می‌شه که استفاده از بعضی زبان‌ها برای Wasm راحت نباشه. اما زبان هایی مثل:

• Rust: با ویژگی‌های عالی در ایمنی حافظه و ابزارهای قوی برای کار با WebAssembly.
• C/C++: که کنترل دقیق حافظه رو به برنامه نویس می‌ده و با ابزار Emscripten به راحتی به Wasm کامپایل می‌شن.
• AssemblyScript: که یه نسخه سبک از TypeScript هست و برای Wasm طراحی شده.

2. دسترسی محدود به APIهای وب

این تکنولوژی تو یه محیط ایزوله (sandbox) اجرا می‌شه که از محیط جاوااسکریپت جداست. به همین خاطر، Wasm نمی‌تونه مستقیماً با DOM کار کنه یا به APIهای وب دسترسی داشته باشه. واسه انجام این کارها، باید از جاوااسکریپت کمک بگیره، که این تعامل‌ها می‌تونن باعث کندی و افزایش تأخیر تو عملکرد بشن.

این موضوع به خصوص توی اپلیکیشن هایی که نیاز به تعامل لحظه ای با محیط وب دارن، مثل بازی‌های آنلاین یا شبیه سازی‌های تعاملی، مشکل ساز می‌شه. چون مجبور شدن برای هر تعامل از جاوااسکریپت کمک بگیرن می‌تونه مزایای سرعتی که Wasm ارائه می‌ده رو تحت تأثیر قرار بده.

3. دشواری در دیباگ کردن

ابزارهای دیباگ برای WebAssembly هنوز به اندازه زبان‌های دیگه توسعه پیدا نکردن. این کار می‌تونه زمان بر و سخت باشه چون ابزارهای موجود محدود هستن. مثلاً تنظیم نقاط توقف (breakpoints) یا مشاهده متغیرها توی این سیستم به راحتی انجام نمی‌شه.

برای دیباگ کدها از نقشه‌های منبع (source maps) استفاده می‌شه که کد باینری رو به کد اصلی وصل می‌کنه. با این حال، این قابلیت هنوز کامل نیست و ممکنه فرایند دیباگ کردن رو طولانی‌تر و خسته کننده‌تر کنه.

4. ناسازگاری مرورگرها

با اینکه بیشتر مرورگرهای مدرن از WebAssembly پشتیبانی می‌کنن، ولی هنوز هم تعدادی از کاربران از نسخه‌های قدیمی‌تری مثل اپرا مینی یا اینترنت اکسپلورر استفاده می‌کنن. در این شرایط، اگه بخوای برای این کاربران هم تجربه کاربری مناسبی فراهم کنی، باید به فکر راهکارهای جایگزین باشی.

این موضوع ممکنه به این معنا باشه که باید نسخه ای از کد رو به جاوااسکریپت تبدیل کنی تا بتونی در مرورگرهای قدیمی‌تر هم ازش استفاده کنی. نگهداری دو نسخه از یک کد می‌تونه هم زمان بر باشه و هم هزینه‌های نگهداری رو بالا ببره.

5. مشکلات امنیتی

WebAssembly تو محیط ایزوله (sandbox) مرورگر اجرا می‌شه، ولی این به این معنا نیست که از مشکلات امنیتی به طور کامل مصون باشه. به خاطر سطح پایین بودن کدها، ممکنه با نوع جدیدی از حملات سایبری مثل سرریز بافر یا سرریز اعداد صحیح مواجه بشی، که تو زبان‌های سطح بالا مثل جاوااسکریپت کمتر رخ می‌ده.

به همین دلیل، برنامه نویس‌ها باید دقت بیشتری در بررسی امنیت کدها داشته باشن و اقداماتی مثل اعتبارسنجی داده‌ها و تمیز کردن ورودی‌ها رو با دقت انجام بدن. این اقدامات اضافی می‌تونه کدنویسی رو پیچیده‌تر کنه و به منابع بیشتری نیاز داشته باشه.

6. پیچیدگی

معماری سطح پایین WebAssembly بهت امکان کنترل دقیق اجرای کد رو می‌ده، اما همین موضوع نیازمند درک عمیقی از معماری کامپیوتر و برنامه نویسی سطح پایین هست. برخلاف زبان هایی مثل جاوااسکریپت یا پایتون که بسیاری از عملیات‌ها رو به صورت خودکار انجام می‌دن، در WebAssembly باید خودت مسئولیت مدیریت دستی حافظه، عملیات پشته ای و محاسبات باینری رو بر عهده بگیری.

این موضوع می‌تونه برای برنامه نویس هایی که تجربه کار با سیستم‌های سطح پایین رو ندارن، چالش برانگیز باشه. علاوه بر این، مستندات و منابع آموزشی برای WebAssembly هنوز به اندازه زبان‌های قدیمی‌تر مثل جاوااسکریپت گسترده نیستن، که می‌تونه یادگیری و کار با این تکنولوژی رو برای تازه کارها سخت‌تر کنه.

7. اندازه فایل

هرچند WebAssembly به شکل باینری کامپایل می‌شه، اما این به این معنا نیست که همیشه فایل‌های کوچک‌تری نسبت به جاوااسکریپت تولید می‌کنه. به ویژه اگر از کتابخانه‌ها یا فریم ورک‌های بزرگ استفاده کنی، ممکنه اندازه فایل‌ها به یه مسئله تبدیل بشه.

این موضوع برای کاربرانی که از موبایل‌های قدیمی‌تر یا اینترنت‌های کند استفاده می‌کنن، اهمیت زیادی داره. فایل‌های بزرگ می‌تونن زمان بارگذاری سایت رو بیشتر کنن و تجربه کاربری رو تحت تأثیر قرار بدن. پس حتی با وجود سرعت اجرای بالای WebAssembly، باید به حجم اولیه فایل‌ها هم دقت داشته باشی تا بارگذاری سریع‌تری داشته باشی.

8. بلوغ اکوسیستم

با اینکه WebAssembly یه تکنولوژی نسبتاً جدید و جذابه، اکوسیستمش هنوز به اندازه زبان‌های دیگه مثل جاوااسکریپت غنی و پخته نیست. جاوااسکریپت با بیش از دو دهه تجربه کلی فریم ورک، ابزار و کتابخونه داره که تو کار برنامه نویسی وب خیلی کمک می‌کنن.

ولی تو WebAssembly معمولاً باید خیلی از چیزها رو از پایه بسازی و این موضوع می‌تونه زمان توسعه رو بیشتر کنه. همچنین تعداد کارشناسان و منابع موجود برای حل مشکلات WebAssembly هنوز به اندازه ی جاوااسکریپت نیست، که این هم می‌تونه پیدا کردن راه حل‌ها رو سخت‌تر کنه.

9. تاثیرات روی سئو

موتورهای جستجو، مثل گوگل، بیشتر برای ایندکس کردن محتوای متنی مثل HTML، CSS و جاوااسکریپت طراحی شدن. اما WebAssembly به دلیل فرمت باینریش، با روش‌های رایج بهینه سازی برای موتورهای جستجو (SEO) سازگار نیست.

برای اینکه محتوای سایتت توسط موتورهای جستجو قابل ایندکس بشه، باید از تکنیک هایی مثل رندر سمت سرور یا تولید متادیتای پویا با جاوااسکریپت استفاده کنی. این اقدامات می‌تونن پروسه بهینه سازی برای موتورهای جستجو رو پیچیده‌تر کنن. همچنین، اگه WebAssembly به درستی پیاده سازی نشه و سرعت سایت رو کاهش بده، می‌تونه روی تجربه کاربری و رتبه سایت در نتایج جستجو تأثیر منفی بذاره.

آینده WebAssembly

همون طور که WebAssembly داره رشد می‌کنه و جا میوفته، به نظر می‌رسه قراره نقش خیلی مهمی تو نسل بعدی وب و حتی فراتر از اون ایفا کنه. بیا با هم یه نگاهی به مسیر تکامل احتمالی Wasm بندازیم:

فراتر از مرورگر

درسته که Wasm کارش رو از مرورگرها شروع کرده، اما به نظر می‌رسه هدف اصلیش خیلی گسترده‌تر از اینه. پروژه هایی مثل WASI (WebAssembly System Interface) فقط شروع کاره. تصور کن بتونی یه برنامه رو یه بار بنویسی و بعد اون رو تو هر جایی اجرا کنی؛ از مرورگرها و سرورها گرفته تا دستگاه‌های لبه (edge devices) و حتی سیستم‌های تعبیه شده. این قابلیت می‌تونه شیوه ی توزیع نرم افزار رو کاملاً متحول کنه.

ادغام با تکنولوژی‌های نوظهور

دنیا ی تکنولوژی همیشه در حال تغییر و پیشرفته و هر روز تکنولوژی‌های جدیدتری میاد. WebAssembly به خاطر ماهیت پویایی که داره، می‌تونه تو این مسیر همراه باشه. مثلاً تو حوزه هایی مثل واقعیت افزوده (AR)، واقعیت مجازی (VR)، یادگیری ماشین و اینترنت اشیاء (IoT)، Wasm می‌تونه به عنوان قلب این ادغام‌ها عمل کنه. احتمال داره به زودی شاهد اپلیکیشن‌های وب هوشمندتر، ابزارهای واقعیت افزوده و دستگاه‌های متصل به هم باشیم که همگی از قدرت و کارایی Wasm بهره می‌برن.

رشد ابزارها و پشتیبانی جامعه

هر تکنولوژی ای برای موفقیت نیاز به یه اکوسیستم قوی داره. همون طور که Wasm داره محبوب‌تر می‌شه، جامعه ی توسعه دهنده هاش هم داره قوی‌تر می‌شه. این یعنی ابزارها، فریم ورک‌ها و کتابخونه‌های پیشرفته‌تری برای کار باهاش به وجود میان و این خودش یه قدم بزرگ به سمت پذیرش گسترده‌تر Wasm خواهد بود.

بهبود تعاملات

در حال حاضر، Wasm با جاوااسکریپت و سایر تکنولوژی‌های وب تعامل خوبی داره، ولی آینده می‌تونه حتی تعاملات بیشتری رو به همراه داشته باشه. همون طور که استانداردهای وب پیشرفت می‌کنن، ممکنه WebAssembly به قلب اصلی اینترنت تبدیل بشه و تجربه‌های وب رو غنی تر، پویا‌تر و تعاملی‌تر کنه.

چند مثال از کدهای WebAssembly و نحوه عملکرد آن ها

حالا که با WebAssembly (Wasm) آشنا شدی، بیا چندتا مثال ساده از نحوه کار این تکنولوژی رو با هم بررسی کنیم تا بهتر با روش کدنویسی و اجرای کدها آشنا بشی. WebAssembly به طور مستقیم کدنویسی نمی‌شه، بلکه از زبان هایی مثل C، ++C یا Rust استفاده می‌کنی و بعد کد رو به WebAssembly کامپایل می‌کنی.

مثال 1: جمع دو عدد در WebAssembly با زبان ++C

این یه کد ساده از جمع دو عدد رو با استفاده از ++C نشون می‌ده. اول از همه، کد به ++C نوشته می‌شه و بعد با استفاده از کامپایلر Wasm (مثل Emscripten) به WebAssembly تبدیل می‌شه.

#include <stdio.h> int add(int a, int b) {    return a + b; } int main() {    int result = add(10, 20);    printf("Result: %d\n", result);    return 0; }

این کد در نهایت یه تابع ساده به نام add داره که دو عدد رو می‌گیره و جمعشون می‌کنه. خروجی نهایی بعد از اجرای این کد، تو مرورگر چاپ می‌شه. وقتی این کد به Wasm کامپایل بشه، مرورگر اون رو با سرعت بالا اجرا می‌کنه.

توضیح کد:

• add(int a, int b): این تابع دوتا عدد رو به عنوان ورودی می‌گیره و جمعشون رو برمی گردونه.
• printf("Result: %d\n", result): این خط نتیجه ی جمع دو عدد رو توی مرورگر نمایش می‌ده.

وقتی این کد رو به Wasm کامپایل می‌کنی و اجرا می‌شه، مرورگر به راحتی می‌تونه این عملیات ساده رو انجام بده، و این فقط یک مثال خیلی کوچیک از عملکرد سریع Wasm هست.

مثال 2: محاسبه فاکتوریل در WebAssembly با زبان Rust

حالا بیایید یه مثال دیگه با زبان Rust بزنیم. تو این مثال یه تابع برای محاسبه ی فاکتوریل (ضرب متوالی اعداد از 1 تا n) داریم:

#[no_mangle] pub extern "C" fn factorial(n: u32) -> u32 {    if n == 0 {        return 1;    } else {        return n * factorial(n - 1);    } }

توضیح کد:

• این تابع بازگشتی (recursive) هست و فاکتوریل یه عدد رو محاسبه می‌کنه.
• #[no_mangle] باعث می‌شه کامپایلر اسم تابع رو دست کاری نکنه و همون اسمی که ما دادیم حفظ بشه.
• وقتی این کد به Wasm کامپایل بشه، می‌تونیم تو جاوااسکریپت یا HTML ازش استفاده کنیم و فاکتوریل یه عدد رو محاسبه کنیم.

مثلاً فرض کن این کد رو با عدد 5 اجرا کنیم؛ خروجی کد 120 خواهد بود، چون فاکتوریل 5 برابر با 5 × 4 × 3 × 2 × 1 هست.

مثال 3: تعامل Wasm و جاوااسکریپت

یکی از ویژگی‌های جالب WebAssembly اینه که می‌تونی کد Wasm رو از طریق جاوااسکریپت صدا بزنی. فرض کن یه کد ساده داریم که عدد رو دو برابر می‌کنه و می‌خوایم این تابع Wasm رو از جاوااسکریپت فراخوانی کنیم.

کد Wasm:

int doubleNumber(int x) {    return x * 2; }

کد جاوااسکریپت:

fetch('double.wasm')  .then(response => response.arrayBuffer())  .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes))  .then(results => {    let doubleNumber = results.instance.exports.doubleNumber;    console.log(doubleNumber(5)); // Output: 10  });

توضیح کد:

• اینجا از fetch برای دریافت فایل Wasm استفاده کردیم.
• WebAssembly.instantiate() فایل Wasm رو به مرورگر می‌ده تا اجرا بشه.
• در نهایت، تابع doubleNumber رو از WebAssembly به جاوااسکریپت فراخوانی کردیم و با ورودی 5، عدد 10 رو به عنوان خروجی گرفتیم.

این مثال‌ها نشون می‌دن که چطور می‌تونی از WebAssembly برای انجام محاسبات پیچیده استفاده کنی و با سرعت بالا اون‌ها رو در مرورگر اجرا کنی. با اینکه WebAssembly به طور مستقیم کدنویسی نمی‌شه و باید از زبان هایی مثل ++C، Rust یا حتی AssemblyScript استفاده کنی، این تکنولوژی بهت اجازه می‌ده کدهای سنگین رو با کارایی خیلی بالا تو مرورگر اجرا کنی و به راحتی با جاوااسکریپت تعامل داشته باشی.

این قدرت و انعطاف WebAssembly رو به یه ابزار جذاب برای برنامه نویس‌ها تبدیل کرده که می‌تونن باهاش اپلیکیشن‌های پیچیده و سریع بسازن و مستقیماً تو مرورگر اجرا کنن.

سوالات متداول

1. WebAssembly (Wasm) دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد؟

WebAssembly (Wasm) یه فرمت باینریه که به مرورگرها اجازه می‌ده کدهای سنگین و سطح پایین مثل C یا Rust رو با سرعت و کارایی بالا اجرا کنن. این یعنی برنامه‌های پیچیده ای مثل بازی ها، اپلیکیشن‌های گرافیکی، یا پردازش‌های علمی سنگین که قبلاً فقط روی دسکتاپ اجرا می‌شدن، حالا تو مرورگر هم قابل اجرا هستن.

2. آیا WebAssembly جایگزین جاوااسکریپت می‌شود؟

نه، WebAssembly برای تکمیل جاوااسکریپت طراحی شده، نه برای جایگزینی اون. جاوااسکریپت همچنان برای تعاملات و وظایف سبک‌تر استفاده می‌شه، در حالی که Wasm به طور خاص برای پردازش‌های سنگین‌تر و بهینه شده به کار می‌ره. هر دو می‌تونن به خوبی کنار هم کار کنن و یه تجربه بهتر رو در وب ایجاد کنن.

3. چطور می‌تونم کدم رو به WebAssembly تبدیل کنم؟

برای این کار، می‌تونی از زبان هایی مثل C، ++C، Rust یا AssemblyScript استفاده کنی. ابزارهایی مثل Emscripten برای تبدیل کدهای C و ++C به WebAssembly وجود دارن. کافیه کدت رو بنویسی و بعد با استفاده از این کامپایلرها اون رو به فرمت Wasm تبدیل کنی.

4. WebAssembly در چه مرورگرهایی پشتیبانی می‌شود؟

تقریباً همه مرورگرهای مدرن مثل گوگل کروم، فایرفاکس، مایکروسافت اج، اپرا و سافاری از WebAssembly پشتیبانی می‌کنن. اما مرورگرهای قدیمی مثل اینترنت اکسپلورر از Wasm پشتیبانی نمی‌کنن، پس اگه می‌خوای برای طیف وسیعی از کاربران کد بنویسی، باید یه راه حل جایگزین برای این مرورگرها داشته باشی.

5. آیا WebAssembly امن است؟

WebAssembly در محیط سندباکس مرورگر اجرا می‌شه که یه لایه امنیتی خوب فراهم می‌کنه. اما با این حال، چون Wasm به اجرای کدهای سطح پایین نزدیکه، همچنان ممکنه با خطراتی مثل سرریز بافر مواجه بشه. برای همین، برنامه نویس‌ها باید به خوبی کدهاشون رو مدیریت کنن و امنیت رو تو همه مراحل در نظر بگیرن.

6. آیا WebAssembly می‌تواند در سمت سرور هم استفاده شود؟

بله، WebAssembly فراتر از مرورگرهاست. پروژه هایی مثل WASI در حال توسعه هستن که به Wasm اجازه می‌دن روی سرورها و حتی دستگاه‌های لبه ای (Edge Devices) اجرا بشه. این یعنی Wasm می‌تونه به عنوان یه راه حل همه کاره هم در سمت کاربر (کلاینت) و هم در سمت سرور استفاده بشه.

7. آیا Wasm برای سئو (SEO) مشکل ایجاد می‌کند؟

چون WebAssembly فرمت باینری داره، محتواش به راحتی برای موتورهای جستجو قابل ایندکس نیست. اما با استفاده از تکنیک هایی مثل رندر سمت سرور یا تولید خودکار متا دیتاها با جاوااسکریپت، می‌تونی بهینه سازی‌های لازم برای SEO رو انجام بدی. البته این کار نیازمند برنامه ریزی دقیق‌تر و پیاده سازی‌های اضافی هست.

جمع بندی

WebAssembly یه تکنولوژی نسبتاً جدید اما بسیار قوی و جذابه که آینده وب رو تغییر می‌ده. با سرعت و کارایی بالایی که داره، می‌تونه سنگین‌ترین اپلیکیشن‌ها رو توی مرورگرها اجرا کنه، بدون اینکه نیاز به نصب نرم افزارهای جانبی داشته باشیم. از بازی‌های آنلاین گرفته تا اپلیکیشن‌های پیچیده چندرسانه ای و حتی شبیه سازی‌های علمی، همه می‌تونن به لطف Wasm روی مرورگرها اجرا بشن.

البته WebAssembly هنوز در حال تکامله و مشکلات و محدودیت‌های خاص خودش رو داره، مثل مدیریت حافظه و پیچیدگی در یادگیری. اما با توجه به سرعت رشد و توسعه ابزارها و جامعه ی کاربری، بدون شک WebAssembly قراره یکی از ابزارهای مهم در آینده توسعه وب باشه. اگر دنبال ساختن برنامه‌های سنگین و پرقدرت هستی، حتماً باید به Wasm یه نگاهی بندازی و ازش استفاده کنی!