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分享用 Rust 创建高性能 JavaScript API
WasmEdge 将 Rust 的性能和 JavaScript 的易用性结合在一起
在我之前的文章中，我讨论了如何将 JavaScript 代码嵌入到 Rust 程序。 然而，对于 JavaScript 开发者来说，需求往往相反——是将 Rust 函数合并到 JavaScript API 中。 这使开发者能够使用“纯 JavaScript”编写程序，同时仍然可以利用 Rust 函数的绝佳性能。 使用 WasmEdge Runtime ，你可以做到这一点。
接下来，让我们看几个示例。查看 wasmedge-quickjs Github repo 并打开 examples/embed_js 文件夹。
$ git clone https://github.com/second-state/wasmedge-quickjs
$ cd examples/embed_js
embed_js demo 展示了几个关于如何在 Rust 中嵌入 JavaScript 的不同示例。 你可以按如下方式构建和运行所有示例。
$ cargo build --target wasm32-wasi --release
$ wasmedge --dir .:. target/wasm32-wasi/release/embed_js.wasm
创建一个 JavaScript 函数 API
以下代码片段定义了一个 Rust 函数，该函数可以作为 API 合并到 JavaScript 解释器中。
fn run_rust_function(ctx: &mut Context) {
struct HelloFn;
impl JsFn for HelloFn {
fn call(_ctx: &mut Context, _this_val: JsValue, argv: &[JsValue]) -> JsValue {
println!("hello from rust");
println!("argv={:?}", argv);
JsValue::UnDefined
}
}
...
}
下面的代码片段展示了如何将这个 Rust 函数添加到 JavaScript 解释器中，命名为 hi() 作为它的 JavaScript API，然后从 JavaScript 代码中调用它。
fn run_rust_function(ctx: &mut Context) {
...
let f = ctx.new_function::<HelloFn>("hello");
ctx.get_global().set("hi", f.into());
let code = r#"hi(1,2,3)"#;
let r = ctx.eval_global_str(code);
println!("return value:{:?}", r);
}
执行结果如下：
hello from rust
argv=[Int(1), Int(2), Int(3)]
return value:UnDefined
使用这种方法，可以创建一个带有自定义 API 函数的 JavaScript 解释器。 解释器在 WasmEdge 内部运行，可以从 CLI 或网络执行调用此类 API 函数的 JavaScript 代码。
创建 JavaScript 对象 API
在 JavaScript API 设计中，我们有时需要提供一个同时封装数据和函数的对象。 在以下示例中，我们为 JavaScript API 定义了一个 Rust 函数。
fn rust_new_object_and_js_call(ctx: &mut Context) {
struct ObjectFn;
impl JsFn for ObjectFn {
fn call(_ctx: &mut Context, this_val: JsValue, argv: &[JsValue]) -> JsValue {
println!("hello from rust");
println!("argv={:?}", argv);
if let JsValue::Object(obj) = this_val {
let obj_map = obj.to_map();
println!("this={:#?}", obj_map);
}
JsValue::UnDefined
}
}
然后我们在 Rust 端创建一个“对象”，设置它的数据字段，然后将 Rust 函数注册为与对象关联的 JavaScript 函数。
let mut obj = ctx.new_object();
obj.set("a", 1.into());
obj.set("b", ctx.new_string("abc").into());
let f = ctx.new_function::<ObjectFn>("anything");
obj.set("f", f.into());
接下来，我们使 Rust “对象”作为 JavaScript 对象 test_obj在 JavaScript 解释器中可用。
ctx.get_global().set("test_obj", obj.into());
在 JavaScript 代码中，你现在可以直接使用 test_obj 作为 API 的一部分。
let code = r#"
print('test_obj keys=',Object.keys(test_obj))
print('test_obj.a=',test_obj.a)
print('test_obj.b=',test_obj.b)
test_obj.f(1,2,3,"hi")
"#;
ctx.eval_global_str(code);
}
执行结果如下。
test_obj keys= a,b,f
test_obj.a= 1
test_obj.b= abc
hello from rust
argv=[Int(1), Int(2), Int(3), String(JsString(hi))]
this=Ok(
{
"a": Int(
1,
),
"b": String(
JsString(
abc,
),
),
"f": Function(
JsFunction(
function anything() {
[native code]
},
),
),
},
)
一个完整的 JavaScript 对象 API
在前面的示例中，我们演示了从 Rust 创建 JavaScript API 的简单示例。 在这个例子中，我们将创建一个完整的 Rust 模块并将其作为 JavaScript 对象 API 提供。 该项目位于 examples/embed_rust_module 文件夹中。 你可以在 WasmEdge 中将其作为标准 Rust 应用程序构建和运行。
$ cargo build --target wasm32-wasi --release
$ wasmedge --dir .:. target/wasm32-wasi/release/embed_rust_module.wasm
该对象的 Rust 实现是一个模块，如下所示。 它具有数据字段、构造函数、getter 和 setter 以及函数。
mod point {
use wasmedge_quickjs::*;
#[derive(Debug)]
struct Point(i32, i32);
struct PointDef;
impl JsClassDef<Point> for PointDef {
const CLASS_NAME: &'static str = "Point\0";
const CONSTRUCTOR_ARGC: u8 = 2;
fn constructor(_: &mut Context, argv: &[JsValue]) -> Option<Point> {
println!("rust-> new Point {:?}", argv);
let x = argv.get(0);
let y = argv.get(1);
if let ((Some(JsValue::Int(ref x)), Some(JsValue::Int(ref y)))) = (x, y) {
Some(Point(*x, *y))
} else {
None
}
}
fn proto_init(p: &mut JsClassProto<Point, PointDef>) {
struct X;
impl JsClassGetterSetter<Point> for X {
const NAME: &'static str = "x\0";
fn getter(_: &mut Context, this_val: &mut Point) -> JsValue {
println!("rust-> get x");
this_val.0.into()
}
fn setter(_: &mut Context, this_val: &mut Point, val: JsValue) {
println!("rust-> set x:{:?}", val);
if let JsValue::Int(x) = val {
this_val.0 = x
}
}
}
struct Y;
impl JsClassGetterSetter<Point> for Y {
const NAME: &'static str = "y\0";
fn getter(_: &mut Context, this_val: &mut Point) -> JsValue {
println!("rust-> get y");
this_val.1.into()
}
fn setter(_: &mut Context, this_val: &mut Point, val: JsValue) {
println!("rust-> set y:{:?}", val);
if let JsValue::Int(y) = val {
this_val.1 = y
}
}
}
struct FnPrint;
impl JsMethod<Point> for FnPrint {
const NAME: &'static str = "pprint\0";
const LEN: u8 = 0;
fn call(_: &mut Context, this_val: &mut Point, _argv: &[JsValue]) -> JsValue {
println!("rust-> pprint: {:?}", this_val);
JsValue::Int(1)
}
}
p.add_getter_setter(X);
p.add_getter_setter(Y);
p.add_function(FnPrint);
}
}
struct PointModule;
impl ModuleInit for PointModule {
fn init_module(ctx: &mut Context, m: &mut JsModuleDef) {
m.add_export("Point\0", PointDef::class_value(ctx));
}
}
pub fn init_point_module(ctx: &mut Context) {
ctx.register_class(PointDef);
ctx.register_module("point\0", PointModule, &["Point\0"]);
}
}
在解释器的实现中，首先调用 point::init_point_module 将 Rust 模块注册到 JavaScript 上下文中，然后我们就可以运行一个简单地使用 point 对象的 JavaScript 程序。
use wasmedge_quickjs::*;
fn main() {
let mut ctx = Context::new();
point::init_point_module(&mut ctx);
let code = r#"
import('point').then((point)=>{
let p0 = new point.Point(1,2)
print("js->",p0.x,p0.y)
p0.pprint()
try{
let p = new point.Point()
print("js-> p:",p)
print("js->",p.x,p.y)
p.x=2
p.pprint()
} catch(e) {
print("An error has been caught");
print(e)
}
})
"#;
ctx.eval_global_str(code);
ctx.promise_loop_poll();
}
上述应用程序的执行结果如下。
rust-> new Point [Int(1), Int(2)]
rust-> get x
rust-> get y
js-> 1 2
rust-> pprint: Point(1, 2)
rust-> new Point []
js-> p: undefined
An error has been caught
TypeError: cannot read property 'x' of undefined
接下来
使用 Rust 函数和模块来实现 JavaScript API 是一个强大的想法。 这允许 WasmEdge Runtime 显着提高 JavaScript 应用程序的性能。 然而，Rust 函数仍然需要编译成 WebAssembly 字节码。 对于一些函数，比如 AI 推理，直接从 WasmEdge 调用原生 C 库函数效率更高。 在下一篇文章中，我将讨论如何运用 WasmEdge 来支持 C 原生函数，然后将这些函数公开为 Rust 和 JavaScript API。
云原生 WebAssembly 中的 JavaScript 是下一代云和边缘计算基础设施中的新兴领域。 我们也是刚开始涉足。如果对此感兴趣，请加入 WasmEdge 项目或通过提出 feature request issue 告诉我们，你需要的是什么。
...全文
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