WebAssembly یا همون Wasm یه استاندارد متن‌بازه که بهت اجازه می‌ده کدهای باینری رو توی وب اجرا کنی. به زبون ساده‌تر، WebAssembly کمک می‌کنه که برنامه‌نویس‌ها 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 برنامه‌نویس جاوااسکریپت به WebAssembly نگاه کنیم و ببینیم چه کارهایی می‌شه باهاش انجام داد. یه نکته‌ی 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 نرم‌افزارهای 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 فوق‌العاده سریعه.

WebAssembly چطور کار می‌کنه؟

WebAssembly (Wasm) در واقع نتیجه‌ی 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 مرحله‌ی ساده داره:

• نوشتن کد: برنامه‌نویس‌ها می‌تونن دقیقاً مثل هر پروژه دیگه‌ای، کدهای خودشون رو بنویسن. با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف، ابزارهای توسعه‌ی معمول و استانداردهای مدیریت و کیفیت کد.
• کامپایل کردن: Wasm خودش یه زبان برنامه‌نویسی نیست، بلکه نتیجه‌ی 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.

به‌طور مثال، فرض کن یه برنامه‌نویس 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 برنامه‌نویس‌ها 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 برنامه‌نویسی نیست و قرار هم نیست جاوااسکریپت رو کنار بزنه. در واقع، هدفش اینه که با جاوااسکریپت همکاری کنه. برنامه‌نویس‌ها می‌تونن کدهای Wasm رو با استفاده از زبان‌های مختلفی بنویسن. این یعنی تو می‌تونی از زبان برنامه‌نویسی 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 فوق‌العاده‌ست. 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.

زبان‌هایی 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 دات‌نت 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 برنامه‌نویسی 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 بازی‌سازی تو یه مرحله جدید و جالب قرار گرفته. قبلاً بازی‌هایی 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 چندرسانه‌ای

برنامه‌های چندرسانه‌ای مثل ویرایش ویدیو، پردازش تصویر، و دستکاری صدا جزو اون دسته از کارها بودن که قبلاً باید روی نرم‌افزارهای 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 سه‌بعدی طراحی کنی، همه اینا تو مرورگر و بدون نیاز به نصب هیچ نرم‌افزاری انجام می‌شه.

محاسبات علمی

توی رشته‌هایی مثل زیست‌شناسی، فیزیک و مهندسی، کارهای محاسباتی سنگین و پیچیده معمولاً نیاز به نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای مخصوصی داشتن. اما با Wasm این نوع کارها رو هم می‌تونی مستقیم تو مرورگر انجام بدی. مثلاً الگوریتم‌های پیچیده ژنتیکی یا شبیه‌سازی آیرودینامیک رو بدون نیاز به هیچ نرم‌افزار 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 امکان‌پذیر می‌شه و به مرورگرها میاد.

کاربردهای دیگه

یکی دیگه از قابلیت‌های جالب Wasm، سیستم WebAssembly System Interface (WASI) هست که مرزها رو جابه‌جا کرده و اجازه می‌ده برنامه‌های سمت سرور رو هم با Wasm اجرا کنی. این به‌ویژه برای بهبود کارایی برنامه‌های وب خیلی مفیده، مخصوصاً برنامه‌هایی 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 تبدیل‌کننده 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 شبیه‌سازی‌های تعاملی، محیط‌های کدنویسی و سیستم‌های بازخورد آنی دارن. WebAssembly کمک می‌کنه این ویژگی‌ها با سرعت و کارایی بالا به کاربران ارائه بشه و تجربه‌ی یادگیری رو بهتر کنه، چه برای شبیه‌سازی فیزیک باشه و چه تمرین کدنویسی تو یه محیط آنلاین.

پلتفرم‌های مالی

تو دنیای مالی، جایی که پردازش لحظه‌ای داده‌ها و محاسبات پیچیده ریاضی خیلی مهمه، WebAssembly نقش کلیدی داره. ابزارهای تریدینگ سریع، داشبوردهای تحلیلی لحظه‌ای و اپلیکیشن‌های مالی پیشرفته، همه می‌تونن به کمک Wasm با سرعتی تقریباً برابر با نرم‌افزارهای 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

همون‌طور 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 به‌طور مستقیم روی سخت‌افزار سیستم اجرا می‌شه و این یعنی عملکرد بهتر و مصرف حافظه کمتر. به‌علاوه، 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 برنامه‌نویسی خاصی محدود نیست. یعنی هر برنامه‌نویسی 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 دیگه‌ای، 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 جمع‌آوری خودکار حافظه (Garbage Collection)

یکی از مشکلات اصلی Wasm اینه که مثل زبان‌هایی مثل جاوااسکریپت، جاوا یا پایتون، سیستم جمع‌آوری خودکار حافظه نداره. تو این زبان‌ها، حافظه‌ای که دیگه بهش نیازی نیست به‌صورت خودکار آزاد می‌شه، ولی تو Wasm این اتفاق نمی‌افته. این یعنی برنامه‌نویس‌ها باید خودشون دستی حافظه رو مدیریت کنن، که می‌تونه کار رو خیلی پیچیده‌تر کنه. این موضوع برای برنامه‌نویس‌های جوون که به حافظه خودکار عادت دارن، یه چالش جدیه.

برنامه‌نویس‌ها 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 زبان‌هایی مثل:

• Rust: با ویژگی‌های عالی در ایمنی حافظه و ابزارهای قوی برای کار با WebAssembly.
• C/C++: که کنترل دقیق حافظه رو به برنامه‌نویس 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 به‌خصوص توی اپلیکیشن‌هایی که نیاز به تعامل لحظه‌ای با محیط وب دارن، مثل بازی‌های آنلاین یا شبیه‌سازی‌های تعاملی، مشکل‌ساز 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 زمان‌بر 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 خسته‌کننده‌تر 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 نسخه‌ای از کد رو به جاوااسکریپت تبدیل کنی تا بتونی در مرورگرهای قدیمی‌تر هم ازش استفاده کنی. نگهداری دو نسخه از یک کد می‌تونه هم زمان‌بر 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 به‌طور 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، برنامه‌نویس‌ها 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 برنامه‌نویسی سطح پایین هست. برخلاف زبان‌هایی مثل جاوااسکریپت یا پایتون که بسیاری از عملیات‌ها رو به‌صورت خودکار انجام می‌دن، در WebAssembly باید خودت مسئولیت مدیریت دستی حافظه، عملیات پشته‌ای و محاسبات باینری رو بر عهده بگیری.

این موضوع می‌تونه برای برنامه‌نویس‌هایی که تجربه کار با سیستم‌های سطح پایین رو ندارن، چالش‌برانگیز 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 تازه‌کارها 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. به‌ویژه اگر از کتابخانه‌ها یا فریم‌ورک‌های 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 فریم‌ورک، ابزار و کتابخونه داره که تو کار برنامه‌نویسی 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 اندازه‌ی جاوااسکریپت نیست، که این هم می‌تونه پیدا کردن راه‌حل‌ها 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 به‌دلیل فرمت باینریش، با روش‌های رایج بهینه‌سازی برای موتورهای جستجو (SEO) سازگار نیست.

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

آینده WebAssembly

همون‌طور 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. پروژه‌هایی 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 تعبیه‌شده. این قابلیت می‌تونه شیوه‌ی توزیع نرم‌افزار رو کاملاً متحول کنه.

ادغام با تکنولوژی‌های نوظهور

دنیا‌ی 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 حوزه‌هایی 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 تکنولوژی‌ای برای موفقیت نیاز به یه اکوسیستم قوی داره. همون‌طور که Wasm داره محبوب‌تر می‌شه، جامعه‌ی توسعه‌دهنده‌هاش هم داره قوی‌تر می‌شه. این یعنی ابزارها، فریم‌ورک‌ها 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. همون‌طور که استانداردهای وب پیشرفت می‌کنن، ممکنه WebAssembly به قلب اصلی اینترنت تبدیل بشه و تجربه‌های وب رو غنی‌تر، پویا‌تر و تعاملی‌تر کنه.

چند مثال از کدهای WebAssembly و نحوه عملکرد آن‌ها

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 به‌طور مستقیم کدنویسی نمی‌شه، بلکه از زبان‌هایی 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 برمی‌گردونه.
• printf("Result: %d\n", result): این خط نتیجه‌ی 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 محاسبه‌ی 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 دست‌کاری 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 زبان‌هایی 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 برنامه‌نویس‌ها 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 پیچیده‌ای مثل بازی‌ها، 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 به‌طور 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 زبان‌هایی 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 راه‌حل 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، برنامه‌نویس‌ها 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. پروژه‌هایی مثل WASI در حال توسعه هستن که به Wasm اجازه می‌دن روی سرورها و حتی دستگاه‌های لبه‌ای (Edge Devices) اجرا بشه. این یعنی Wasm می‌تونه به‌ عنوان یه راه‌حل همه‌کاره 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 تکنیک‌هایی مثل رندر سمت سرور یا تولید خودکار متا دیتاها با جاوااسکریپت، می‌تونی بهینه‌سازی‌های لازم برای SEO رو انجام بدی. البته این کار نیازمند برنامه‌ریزی دقیق‌تر و پیاده‌سازی‌های اضافی هست.

جمع‌بندی

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 نرم‌افزارهای جانبی داشته باشیم. از بازی‌های آنلاین گرفته تا اپلیکیشن‌های پیچیده چندرسانه‌ای و حتی شبیه‌سازی‌های 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 جامعه‌ی 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!