Presentando WasmFX: Mejorando las funcionalidades de WebAssembly
WasmFX ofrece nuevas herramientas para que los desarrolladores manejen características avanzadas de programación en WebAssembly.
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Tabla de contenidos
WebAssembly (Wasm) es una nueva forma de correr programas en navegadores web. Permite a los desarrolladores escribir código en diferentes lenguajes de programación y luego compilarlo en un formato que puede ejecutarse rápido en la web. Este formato está diseñado para estar cerca de como funcionan las computadoras modernas, lo que lo hace rápido y eficiente.
Sin embargo, hay algunas cosas que Wasm no soporta bien. Por ejemplo, cuando los desarrolladores quieren escribir programas que usen funciones complejas como funciones asíncronas, iteradores o hilos ligeros, se enfrentan a desafíos. Estas características son importantes para escribir aplicaciones modernas que pueden manejar muchas tareas a la vez.
Para solucionar este problema, se ha propuesto una nueva extensión llamada WasmFX. Esta extensión busca ofrecer mejor soporte para el Flujo de Control No Local, que es clave para características como async/await y corutinas. En vez de transformar todo el programa para que funcione con Wasm, WasmFX permite implementar estas características directamente.
¿Qué es WasmFX?
WasmFX es una extensión que añade nuevas instrucciones a WebAssembly, permitiendo gestionar el flujo de control no local de forma más efectiva. Esto ayuda a los programas a usar características avanzadas sin grandes cambios o pérdida de rendimiento. La idea principal es proporcionar herramientas que los desarrolladores puedan usar para crear Continuaciones, que son una forma en que un programa puede pausar y reanudar su operación más tarde.
WasmFX no requiere cambios extensivos en los programas Wasm existentes. En cambio, añade algunas instrucciones simples que funcionan bien con la estructura de Wasm, asegurando compatibilidad y seguridad. Estas instrucciones añadidas ayudan a los desarrolladores a implementar características directamente sin necesidad de cambiar toda la estructura de su código.
¿Por qué importa esto?
La falta de soporte nativo para características complejas en Wasm puede limitar lo que los desarrolladores pueden hacer. Muchos lenguajes de programación populares usan estas características extensamente, y sin el soporte adecuado, los desarrolladores pueden tener dificultades para crear programas que funcionen eficientemente en los navegadores.
Al usar WasmFX, los desarrolladores pueden implementar características avanzadas directamente en sus aplicaciones de WebAssembly. Esto abre nuevas posibilidades para construir aplicaciones web responsivas que pueden manejar numerosas tareas simultáneamente, lo cual es crítico en el panorama de software actual.
Características clave de WasmFX
WasmFX añade un número pequeño de nuevas instrucciones a WebAssembly. Estas instrucciones se centran en la gestión de continuaciones. Una continuación permite que un programa recuerde dónde estaba y qué estaba haciendo antes de ser pausado. Esto es especialmente útil para la programación asíncrona, donde las tareas a menudo se inician y terminan en diferentes momentos.
Continuaciones
Uno de los conceptos principales detrás de WasmFX es la continuación. Una continuación permite a un programa suspender su operación y reanudarla más tarde. Esto significa que cuando un programa tiene que esperar por algo, puede hacerlo sin bloquear otras tareas. Cuando la espera termina, el programa puede continuar justo donde lo dejó.
Las continuaciones son particularmente útiles en la programación asíncrona, donde una parte de un programa necesita esperar una respuesta o datos antes de seguir trabajando. Con WasmFX, los desarrolladores pueden crear, suspender y reanudar estas continuaciones fácilmente.
Continuaciones tipadas
WasmFX introduce continuaciones tipadas, lo que añade una capa extra de seguridad. Las continuaciones tipadas ayudan a asegurar que los datos que se pasan en el programa se mantengan consistentes y predecibles. Esto ayuda a prevenir errores que pueden ocurrir cuando diferentes partes de un programa esperan diferentes tipos de datos.
Las continuaciones tipadas se alinean bien con los principios de diseño de Wasm, facilitando a los desarrolladores gestionar el flujo de datos en sus programas. Esta elección de diseño mejora tanto la seguridad como la eficiencia de usar continuaciones.
Rendimiento
WasmFX está diseñado pensando en el rendimiento. Las instrucciones añadidas son mínimas, lo que significa que no ralentizan la ejecución de los programas Wasm existentes. Pruebas preliminares han mostrado resultados alentadores en cuanto a cómo se desempeña la extensión WasmFX comparada con otros enfoques para gestionar el flujo de control no local.
Al integrarse sin problemas con el código Wasm existente, WasmFX permite a los desarrolladores aprovechar características de programación potentes sin sacrificar velocidad y eficiencia. Esto es crucial para mantener una buena experiencia de usuario en aplicaciones web.
Direcciones futuras
El equipo detrás de WasmFX tiene planes emocionantes para el futuro. Buscan desarrollar una implementación nativa de WasmFX, lo que mejoraría aún más el rendimiento y expandiría la funcionalidad. Además, están investigando características más complejas y optimizaciones que podrían mejorar las capacidades generales de WebAssembly.
El objetivo es hacer de WasmFX una herramienta robusta para los desarrolladores, permitiéndoles crear aplicaciones web más interactivas y dinámicas. A medida que la web continúa evolucionando, también lo harán las herramientas disponibles para los desarrolladores, y WasmFX está preparado para jugar un papel importante en esa evolución.
Conclusión
WasmFX representa un paso importante adelante para WebAssembly. Al abordar los desafíos que enfrentan los desarrolladores al intentar usar características complejas de programación, WasmFX abre nuevas oportunidades para construir aplicaciones web modernas. La combinación de continuaciones y continuaciones tipadas mejora la forma en que los desarrolladores pueden gestionar el flujo de control en su código.
A medida que la web se vuelve cada vez más compleja, las herramientas que usan los desarrolladores también deben evolucionar. Con WasmFX, los desarrolladores tienen acceso a un conjunto de características poderosas que pueden ayudarles a crear aplicaciones más eficientes y responsivas. El futuro se ve brillante para Wasm y sus extensiones, allanando el camino para una nueva generación de programación web.
Título: Continuing WebAssembly with Effect Handlers
Resumen: WebAssembly (Wasm) is a low-level portable code format offering near native performance. It is intended as a compilation target for a wide variety of source languages. However, Wasm provides no direct support for non-local control flow features such as async/await, generators/iterators, lightweight threads, first-class continuations, etc. This means that compilers for source languages with such features must ceremoniously transform whole source programs in order to target Wasm. We present WasmFX, an extension to Wasm which provides a universal target for non-local control features via effect handlers, enabling compilers to translate such features directly into Wasm. Our extension is minimal and only adds three main instructions for creating, suspending, and resuming continuations. Moreover, our primitive instructions are type-safe providing typed continuations which are well-aligned with the design principles of Wasm whose stacks are typed. We present a formal specification of WasmFX and show that the extension is sound. We have implemented WasmFX as an extension to the Wasm reference interpreter and also built a prototype WasmFX extension for Wasmtime, a production-grade Wasm engine, piggybacking on Wasmtime's existing fibers API. The preliminary performance results for our prototype are encouraging, and we outline future plans to realise a native implementation
Autores: Luna Phipps-Costin, Andreas Rossberg, Arjun Guha, Daan Leijen, Daniel Hillerström, KC Sivaramakrishnan, Matija Pretnar, Sam Lindley
Última actualización: 2023-09-13 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2308.08347
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.08347
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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