سلاسل WebAssembly جاهزة للتجربة في Chrome 70

تم توفير التوافق مع سلاسل WebAssembly في Chrome 70 بموجب مرحلة التجربة والتقييم.

يتيح WebAssembly (Wasm) تجميع الرموز البرمجية المكتوبة بلغة C++ وغيرها من اللغات لتشغيلها على الويب. من الميزات المفيدة جدًا للتطبيقات الأصلية هي إمكانية استخدام مؤشرات الترابط، وهي عنصر أساسي للحساب المتوازي. سيعرف معظم مطوّري لغة C وC++ عن pthreads، وهي واجهة برمجة تطبيقات متوافقة لإدارة المواضيع في التطبيق.

عملت مجموعة WebAssembly المجتمعية على توفير سلاسل المحادثات على الويب لتفعيل التطبيقات المتعدّدة سلاسل المحادثات الحقيقية. كجزء من هذا الجهد، نفَّذ V8 التوافق اللازم مع المهام في محرّك WebAssembly، وهو متاح من خلال الإصدار التجريبي من الإصدار الأول. تتيح مراحل التجربة والتقييم للمطوّرين تجربة ميزات الويب الجديدة قبل أن تتم توحيدها بالكامل. يتيح لنا ذلك جمع ملاحظات من المطوّرين الذين يجرّبون الميزات الجديدة، ما يُعدّ أمرًا مهمًا للتحقّق من صحة الميزات الجديدة وتحسينها.

يتيح الإصدار 70 من Chrome استخدام سلاسل المهام لـ WebAssembly، ونشجّع المطوّرين المهتمين على بدء استخدامها وإرسال ملاحظاتهم إلينا.

سلاسل المحادثات؟ ماذا عن العمال؟

أصبحت ميزة التوازي من خلال "مشغّلي الويب" متاحة في المتصفحات منذ عام 2012 في Chrome 4، وفي الواقع من الطبيعي سماع عبارات مثل "في سلسلة المحادثات الرئيسية" وما إلى ذلك. مع ذلك، لا يشارك "عمال الويب" بيانات قابلة للتغيير فيما بينها، بل يعتمدون على تمرير الرسائل للتواصل. في الواقع، يخصص Chrome محرك V8 جديدًا لكلٍ منهم (يُعرف باسم "العزل"). لا تشارك العزلات أي رمز مُجمَّع أو عناصر JavaScript، وبالتالي لا يمكنها مشاركة البيانات القابلة للتغيير مثل pthreads.

من ناحية أخرى، سلاسل WebAssembly هي سلاسل يمكنها مشاركة ذاكرة Wasm نفسها. يتمّ توفير مساحة التخزين الأساسية للذاكرة المشتركة باستخدام SharedArrayBuffer، وهو عنصر أساسي في JavaScript يسمح بمشاركة محتوى ArrayBuffer واحد في الوقت نفسه بين خيوط العمل. يتم تشغيل كل سلسلة WebAssembly في Web Worker، غير أنّ ذاكرة Wasm المشتركة تتيح لها العمل كما تفعل على الأنظمة الأساسية الأصلية. وهذا يعني أنّ التطبيقات التي تستخدم سلاسل Wasm مسؤولة عن إدارة الوصول إلى الذاكرة المشتركة كما هو الحال في أي تطبيق تقليدي متسلسل. هناك العديد من مكتبات الرموز البرمجية الحالية المكتوبة بلغة C أو C++ التي تستخدِم pthreads، ويمكن تجميعها إلى Wasm وتشغيلها في وضع خيوط حقيقية، ما يسمح للمزيد من النوى بالعمل على البيانات نفسها في الوقت نفسه.

مثال بسيط

في ما يلي مثال على برنامج C بسيط يستخدم مؤشرات الترابط.

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

// Calculate Fibonacci numbers shared function
int fibonacci(int iterations) {
    int     val = 1;
    int     last = 0;

    if (iterations == 0) {
        return 0;
    }
    for (int i = 1; i < iterations; i++) {
        int     seq;

        seq = val + last;
        last = val;
        val = seq;
    }
    return val;
}
// Start function for the background thread
void *bg_func(void *arg) {
    int     *iter = (void *)arg;

    *iter = fibonacci(*iter);
    return arg;
}
// Foreground thread and main entry point
int main(int argc, char *argv[]) {
    int         fg_val = 54;
    int         bg_val = 42;
    pthread_t   bg_thread;

    // Create the background thread
    if (pthread_create(&bg_thread, NULL, bg_func, &bg_val)) {
        perror("Thread create failed");
        return 1;
    }
    // Calculate on the foreground thread
    fg_val = fibonacci(fg_val);
    // Wait for background thread to finish
    if (pthread_join(bg_thread, NULL)) {
        perror("Thread join failed");
        return 2;
    }
    // Show the result from background and foreground threads
    printf("Fib(42) is %d, Fib(6 * 9) is %d\n", bg_val, fg_val);

    return 0;
}

تبدأ هذه التعليمة البرمجية بالدالة main() التي تحدّد متغيرين fg_val و bg_val. هناك أيضًا دالة تُسمى fibonacci()، والتي سيتم استدعاؤها من خلال كل من المهام في هذا المثال. تنشئ دالة main() سلسلة مهام في الخلفية باستخدام pthread_create() مهمتها هي احتساب قيمة تسلسل أرقام فيبوناتشي المقابلة لقيمة المتغيّر bg_val. في الوقت نفسه، تعمل دالة main() التي تعمل في سلسلة المهام التي تعمل في المقدّمة على احتسابها للمتغيّر fg_val. بعد اكتمال تشغيل سلسلت الرسائل الخلفية، يتم طباعة النتائج.

تجميع التطبيق لتفعيل ميزة "السلسلة"

أولاً، يجب تثبيت حزمة emscripten SDK ، ويُفضّل استخدام الإصدار 1.38.11 أو إصدار أحدث. لإنشاء مثال التعليمات البرمجية مع تفعيل مؤشرات الترابط لتشغيلها في المتصفّح، علينا تمرير علامتَين إضافيتَين إلى مترجم emscripten emcc. تبدو سطر العبارة لدينا على النحو التالي:

emcc -O2 -s USE_PTHREADS=1 -s PTHREAD_POOL_SIZE=2 -o test.js test.c

تؤدي وسيطة سطر الأوامر "-s USE_PTHREADS=1" إلى تفعيل إتاحة سلاسل المحادثات لوحدة WebAssembly التي تم تجميعها، وتطلب الوسيطة "-s PTHREAD_POOL_SIZE=2" من المحول البرمجي إنشاء مجموعة من سلسلتَي (2) سلسلة.

عندما يتم تشغيل البرنامج، سيتم في الأساس تحميل وحدة WebAssembly، وإنشاء "عامل ويب" لكل سلسلة محادثات في مجموعة سلاسل المحادثات، ومشاركة الوحدة،pthread_create() ينشئ كل عامل مثيلًا لوحدة Wasm باستخدام الذاكرة نفسها، ما يسمح لهم بالتعاون. تشترك أحدث تغييرات V8 في الإصدار 7.0 مع الرمز الأصلي المجمّع لوحدات Wasm التي يتم تمريرها بين العوامل، ما يسمح حتى للتطبيقات الكبيرة جدًا بالتوسع إلى العديد من العوامل. يُرجى العلم أنّه من المنطقي التأكّد من أنّ حجم مجموعة مؤشرات الترابط يساوي الحد الأقصى لعدد مؤشرات الترابط التي يحتاجها تطبيقك، وإلا قد يتعذّر إنشاء مؤشر الترابط. في الوقت نفسه، إذا كان حجم مجموعة مؤشرات الترابط كبيرًا جدًا، سيتم إنشاء Web Workers غير ضرورية لن تؤدي أي مهمة سوى استخدام الذاكرة.

كيفية تجربة الميزة

إنّ أسرع طريقة لاختبار وحدة WebAssembly هي تفعيل ميزة الإصدار التجريبي من خيوط WebAssembly في Chrome 70 والإصدارات الأحدث. انتقِل إلى عنوان URL about://flags في المتصفّح كما هو موضّح أدناه:

بعد ذلك، ابحث عن إعداد سلاسل مهام WebAssembly التجريبية التي تبدو على النحو التالي:

غيِّر الإعداد إلى مفعَّل كما هو موضَّح أدناه، ثم أعِد تشغيل المتصفّح.

بعد إعادة تشغيل المتصفّح، يمكننا محاولة تحميل ملف WebAssembly المكوّن من سلاسل محادثات باستخدام صفحة HTML بسيطة تحتوي على هذا المحتوى فقط:

<!DOCTYPE html>
<html>
  <title>Threads test</title>
  <body>
    <script src="test.js"></script>
  </body>
</html>

لتجربة هذه الصفحة، عليك تشغيل أحد أشكال خادم الويب وتحميله من المتصفّح. سيؤدي ذلك إلى تحميل وحدة WebAssembly وتشغيلها. يعرض لنا فتح أدوات مطوري البرامج مخرجات عملية التشغيل، ومن المفترض أن ترى شيئًا مثل صورة الناتج أدناه في وحدة التحكم:

تم تنفيذ برنامج WebAssembly الذي يتضمّن سلاسل المحادثات بنجاح. ننصحك بتجربة تطبيقك المكوّن من سلاسل محادثات باستخدام الخطوات الموضّحة أعلاه.

الاختبار في الميدان باستخدام مرحلة التجربة والتقييم

إنّ تجربة سلاسل المحادثات من خلال تفعيل علامات الإصدار التجريبي في المتصفّح أمر جيد لأغراض التطوير، ولكن إذا أردت اختبار تطبيقك في الميدان، يمكنك إجراء ذلك من خلال ما يُعرف باسم الإصدار التجريبي من المصدر.

تتيح لك تجارب الإصدارات العلنية الأولى تجربة الميزات التجريبية مع المستخدمين من خلال الحصول على رمز اختبار مرتبط بنطاقك. ويمكنك بعد ذلك نشر تطبيقك وتوقُّع أن يعمل في متصفّح متوافق مع الميزة التي تختبرها (في هذه الحالة Chrome 70 والإصدارات الأحدث). للحصول على رمزك المميّز لإجراء تجربة مستخدم أصيل، استخدِم نموذج الطلب المتاح هنا.

لقد استضفنا المثال البسيط أعلاه باستخدام رمز مميز للإصدار التجريبي من المصدر، حتى تتمكّن من تجربته بنفسك بدون الحاجة إلى إنشاء أيّ محتوى.

إذا كنت تريد معرفة ما يمكن أن تُحقّقه 4 سلاسل محادثات تعمل بشكل موازٍ للفن ASCII، عليك أولاً التمعن في العرض التوضيحي هذا.

أرسل لنا تعليقاتك

خيوط WebAssembly هي عناصر أساسية جديدة ومفيدة للغاية لنقل التطبيقات إلى الويب. أصبح من الممكن الآن تشغيل تطبيقات C وC++ و المكتبات التي تتطلّب إتاحة pthreads في بيئة WebAssembly.

نتطلّع إلى الحصول على ملاحظات من المطوّرين الذين يجرّبون هذه الميزة، لأنّها ستساعد في إعلامنا بمدى فائدة هذه الميزة وتحديد معاييرها. إنّ أفضل طريقة لإرسال الملاحظات هي الإبلاغ عن المشاكل و/أو إشراكك في عملية التوحيد في مجموعة WebAssembly المجتمعية.