Présentation de WasmFX : Amélioration des fonctionnalités de WebAssembly
WasmFX offre de nouveaux outils aux développeurs pour gérer des fonctionnalités de programmation avancées dans WebAssembly.
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Table des matières
WebAssembly (Wasm) est une nouvelle façon de faire tourner des programmes dans les navigateurs. Ça permet aux développeurs d'écrire du code dans différents langages de programmation et ensuite de le compiler dans un format qui peut tourner rapidement sur le web. Ce format est conçu pour être proche de la façon dont les ordinateurs modernes fonctionnent, ce qui le rend rapide et efficace.
Cependant, y'a quelques trucs que Wasm ne gère pas super bien. Par exemple, quand les développeurs veulent écrire des programmes qui utilisent des fonctionnalités complexes comme les fonctions asynchrones, les itérateurs ou les threads légers, ils rencontrent des défis. Ces fonctionnalités sont importantes pour écrire des applications modernes qui peuvent gérer plusieurs tâches en même temps.
Pour résoudre ce problème, une nouvelle extension appelée WasmFX a été proposée. Cette extension vise à offrir un meilleur support pour le flux de contrôle non local, ce qui est crucial pour des fonctionnalités comme async/await et les coroutines. Au lieu de transformer tout le programme pour qu'il fonctionne avec Wasm, WasmFX permet d'implémenter ces fonctionnalités directement.
C'est quoi WasmFX ?
WasmFX est une extension qui ajoute de nouvelles instructions à WebAssembly, permettant de mieux gérer le flux de contrôle non local. Ça aide les programmes à utiliser des fonctionnalités avancées sans changements significatifs ou perte de performance. L'idée principale est de fournir des outils que les développeurs peuvent utiliser pour créer des Continuations, qui sont une façon pour un programme de faire une pause et de reprendre son fonctionnement plus tard.
WasmFX ne nécessite pas de changements énormes dans les programmes Wasm existants. Au lieu de ça, ça ajoute quelques instructions simples qui s'intègrent bien à la structure de Wasm, assurant compatibilité et sécurité. Ces instructions ajoutées aident les développeurs à implémenter des fonctionnalités directement sans avoir à changer toute la structure de leur code.
Pourquoi c'est important ?
Le manque de support natif pour des fonctionnalités complexes dans Wasm peut limiter ce que les développeurs peuvent faire. Beaucoup de langages de programmation populaires utilisent ces fonctionnalités de manière extensive, et sans un bon support, les développeurs peuvent galérer à créer des programmes qui tournent efficacement dans les navigateurs.
En utilisant WasmFX, les développeurs peuvent implémenter des fonctionnalités avancées directement dans leurs applications WebAssembly. Ça ouvre de nouvelles possibilités pour construire des applications web réactives capables de gérer plusieurs tâches en même temps, ce qui est crucial dans le paysage logiciel d'aujourd'hui.
Caractéristiques principales de WasmFX
WasmFX ajoute un petit nombre de nouvelles instructions à WebAssembly. Ces instructions se concentrent sur la gestion des continuations. Une continuation permet à un programme de se souvenir d'où il en était et de ce qu'il faisait avant d'être mis en pause. C'est particulièrement utile pour la programmation asynchrone, où les tâches commencent et finissent souvent à des moments différents.
Continuations
Un des concepts principaux derrière WasmFX est la continuation. Une continuation permet à un programme de suspendre son fonctionnement et de le reprendre plus tard. Ça veut dire que quand un programme doit attendre quelque chose, il peut le faire sans bloquer les autres tâches. Quand l'attente est terminée, le programme peut reprendre exactement là où il s'était arrêté.
Les continuations sont particulièrement utiles en programmation asynchrone, où une partie d'un programme doit attendre une réponse ou des données avant de continuer. Avec WasmFX, les développeurs peuvent facilement créer, suspendre et reprendre ces continuations.
Continuations typées
WasmFX introduit des continuations typées, ce qui apporte une couche de sécurité supplémentaire. Les continuations typées aident à s'assurer que les données échangées dans le programme restent cohérentes et prévisibles. Ça aide à éviter les erreurs qui peuvent survenir quand différentes parties d'un programme s'attendent à différents types de données.
Les continuations typées s'alignent bien avec les principes de conception de Wasm, facilitant la gestion du flux de données dans les programmes des développeurs. Ce choix de conception améliore à la fois la sécurité et l'efficacité de l'utilisation des continuations.
Performance
WasmFX est conçu avec la performance à l'esprit. Les instructions ajoutées sont minimales, ce qui veut dire qu'elles ne ralentissent pas l'exécution des programmes Wasm existants. Des tests préliminaires ont montré des résultats encourageants en matière de Performances de l'extension WasmFX par rapport à d'autres approches pour gérer le flux de contrôle non local.
En s'intégrant parfaitement avec le code Wasm existant, WasmFX permet aux développeurs de profiter de fonctionnalités de programmation puissantes sans sacrifier la vitesse et l'efficacité. C'est crucial pour maintenir une bonne expérience utilisateur dans les applications web.
Directions futures
L'équipe derrière WasmFX a des plans excitants pour l'avenir. Ils envisagent de développer une implémentation native de WasmFX, ce qui améliorerait encore les performances et élargirait les fonctionnalités. De plus, ils explorent d'autres fonctionnalités complexes et optimisations qui pourraient améliorer les capacités globales de WebAssembly.
Le but est de faire de WasmFX un outil robuste pour les développeurs, leur permettant de créer des applications web plus interactives et dynamiques. À mesure que le web continue d'évoluer, les outils à disposition des développeurs devront aussi évoluer, et WasmFX est bien positionné pour jouer un rôle important dans cette évolution.
Conclusion
WasmFX représente un pas en avant important pour WebAssembly. En répondant aux défis rencontrés par les développeurs lorsqu'ils essaient d'utiliser des fonctionnalités de programmation complexes, WasmFX ouvre de nouvelles opportunités pour construire des applications web modernes. La combinaison de continuations et de continuations typées améliore la façon dont les développeurs peuvent gérer le flux de contrôle dans leur code.
À mesure que le web devient de plus en plus complexe, les outils que les développeurs utilisent doivent aussi évoluer. Avec WasmFX, les développeurs ont accès à un ensemble de fonctionnalités puissantes qui peuvent les aider à créer des applications plus efficaces et réactives. L'avenir semble prometteur pour Wasm et ses extensions, ouvrant la voie à une nouvelle génération de programmation web.
Titre: Continuing WebAssembly with Effect Handlers
Résumé: 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
Auteurs: Luna Phipps-Costin, Andreas Rossberg, Arjun Guha, Daan Leijen, Daniel Hillerström, KC Sivaramakrishnan, Matija Pretnar, Sam Lindley
Dernière mise à jour: 2023-09-13 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2308.08347
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.08347
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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