Wasmer JS SDK讓瀏覽器也能執行Python、Bash和FFmpeg

專注發展WebAssembly技術與工具的公司Wasmer，推出一個稱為Wasmer JS SDK的JavaScript函式庫，供開發者可在瀏覽器中執行各種WASI和WASIX套件。Wasmer JS SDK的特色在於，能夠支援多執行緒、訊號（Signal）、子程序（Subprocess）功能，並執行諸如Python、Bash、FFmpeg等UNIX程式。

WebAssembly原本是專為網頁應用設計的低階程式語言，其運作效能接近機器碼，可以被快速載入和執行，對於遊戲、影片編輯和模擬運算等需要大量計算資源的應用特別有用，且於WebAssembly程式在沙盒環境中運作，可確保用戶免受惡意程式碼的影響。

雖然WebAssembly起初是針對瀏覽器環境設計，這也使得其在瀏覽器外的應用場景遇到一些限制。當考慮將WebAssembly應用於伺服器端和其他非瀏覽器環境時，便出現對更廣泛系統互通性的需求，例如檔案系統存取和網路通訊等功能。為了解決這些限制，WebAssembly開發團隊也就著手制定了WASI（WebAssembly System Interface）。

WASI目標是建立一個標準化系統介面，以方便WebAssembly模組可以在不同的環境中，以一致且安全的方式與作業系統進行互動。WASI基於WebAssembly的安全和可移植性原則，並且在原有的基礎上增加許多系統級功能，透過WASI使得WebAssembly的應用場景，從原本的瀏覽器環境擴展到了伺服器端、雲端運算、物聯網裝置等更廣泛的領域。

Wasmer在今年6月的時候，推出WASI與可移植作業系統介面（Portable Operating System Interface，POSIX）的超集合 WASIX。由於WASI並不支援所有POSIX，所以Wasmer希望透過推出WASIX，強化現有WASI ABI（Application Binary Interface），並增加額外非侵入式的系統呼叫擴充。簡單來說，WASI僅提供基本的系統操作，而WASIX可視為WASI的擴充，提供更廣泛的系統呼叫和功能，WASIX並非要取代WASI，而是要作為一個相容的WASI擴充解決方案。

而現在Wasmer推出JS SDK，是要回頭解決WebAssembly在瀏覽器中所遇到的限制和挑戰，提供更多方便功能。WebAssembly在瀏覽器中並不支援像是檔案系統存取和網路通訊等系統級功能，而Wasmer JS SDK則透過支援WASI和WASIX擴充，讓WebAssembly也可以在瀏覽器執行複雜的操作。

Wasmer JS SDK簡化瀏覽器中部署和執行WebAssembly模組的過程，提供一套易於使用的API，讓開發者可以快速載入和執行模組，不需要開發者進行繁瑣的手動配置。而且Wasmer JS SDK還提供經過最佳化的WebAssembly執行環境，提高模組的執行效能和資源管理。

雖然JavaScript本身是單執行緒運作，但是透過JS Workers，Wasmer JS SDK能夠在瀏覽器中啟用類似多執行緒的功能。官方解釋，JS Workers API與典型的執行緒API不同，因為沒有執行緒的Join同步處理方法，JS Workers是透過訊息通道和主執行緒溝通。因此JS Workers得以重用主WebAssembly程序中的共享記憶體，並在更改時通知記憶體，進而允許類UNIX執行緒透過JS Workers運作。

此外，在傳統類UNIX系統中，fork()是一個用於創建子程序的系統呼叫，但要在瀏覽器中執行fork()，是一個非常具有挑戰的工作，因為瀏覽器通常不提供這種底層系統存取能力，要執行fork()就需要轉儲堆疊並在不同的程序中恢復堆疊。而Wasmer JS SDK使用asyncify將程式凍結在堆疊中，在新建立的Worker中還原。

Wasmer API採用特殊的容器格式，可以同時供應WebAssembly資源和檔案系統資源，這代表程式可以一次下載所有檔案系統相依套件。Wasmer JS SDK還內建檔案系統API，進而實現更豐富的功能。

借助Wasmer JS SDK，開發者可以在瀏覽器中執行多媒體處理工具FFmpeg，執行影片和音訊檔案編輯工作，而且瀏覽器中也可以運作CPython，因此開發者可以在網頁應用中直接執行Python腳本。甚至開發者還可以在瀏覽器中執行Bash Shell，這將可在網頁應用程式帶來強大的命令列操作功能。