WebAssembly - JavaScript: Ein Anfängerbuch

Hallo da draußen, zukünftiger Codingsuperstar! Ich freue mich sehr, dein Guide auf dieser aufregenden Reise in die Welt von WebAssembly und JavaScript zu sein. Als jemand, der seit über einem Jahrzehnt Informatik unterrichtet, kann ich dir sagen, dass dieses Thema nicht nur faszinierend, sondern auch zunehmend wichtig im heutigen Web-Entwicklungsumfeld ist. Also, tauchen wir ein!

Was ist WebAssembly?

WebAssembly, oft abgekürzt als Wasm, ist wie eine geheime Sprache, die es deinem Webbrowser ermöglicht, komplexe Programme wirklich schnell auszuführen. Stell dir vor, du spielst ein supercoolenes Online-Spiel mit tollen Grafiken - die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass WebAssembly im Hintergrund arbeitet, um das möglich zu machen!

Eine kurze Geschichte

WebAssembly wurde aus dem Wunsch geboren, Webanwendungen schneller und leistungsfähiger zu machen. Es wurde erstmals 2015 angekündigt und bereits 2017 von allen großen Browsern unterstützt. Das ist ziemlich schnell in der Tech-Welt - fast so schnell, wie meine Schüler Pizza während der Programmier-Sitzungen verschlingen!

Wie funktioniert WebAssembly mit JavaScript?

Nun könnte man sich fragen, "Wenn WebAssembly so großartig ist, warum brauchen wir JavaScript?" Tolle Frage! WebAssembly und JavaScript sind wie beste Freunde - sie arbeiten zusammen, um erstaunliche Web-Erlebnisse zu schaffen.

Das dynamische Duo

JavaScript ist wie der freundliche Gastgeber auf einer Party. Es ist einfach zu kommunizieren und kann viele Dinge tun. WebAssembly hingegen ist wie der super-effiziente Partymacher, der im Hintergrund arbeitet. Zusammen stellen sie sicher, dass die Party (deine Webanwendung) reibungslos läuft und jeder eine großartige Zeit hat.

Schauen wir uns ein einfaches Beispiel an, wie sie gemeinsam arbeiten könnten:

// JavaScript-Code
fetch('myModule.wasm')
.then(response => response.arrayBuffer())
.then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes))
.then(results => {
const exports = results.instance.exports;
const result = exports.addNumbers(5, 3);
console.log('Das Ergebnis ist:', result);
});

In diesem Beispiel lädt JavaScript ein WebAssembly-Modul (myModule.wasm), instantiiert es und ruft dann eine Funktion addNumbers auf, die im WebAssembly-Modul definiert ist. Es ist, als ob JavaScript der freundliche Kellner ist, der deine Bestellung aufnimmt, und WebAssembly der Meisterköche, der das köstliche Ergebnis zaubert!

Erste Schritte mit WebAssembly

Um WebAssembly zu verwenden, musst du keine neue Sprache lernen (phew!). Stattdessen kannst du in Sprachen wie C, C++ oder Rust programmieren und dann den Code in WebAssembly kompilieren. Es ist, als ob man ein Buch in eine Sprache übersetzt, die Browser super schnell verstehen können.

Dein erstes WebAssembly-Modul

Lass uns ein einfaches WebAssembly-Modul mit C erstellen. Keine Sorge, wenn du C noch nie gesehen hast - wir gehen das Schritt für Schritt durch!

// simple.c
int add(int a, int b) {
return a + b;
}

Dieses winzige C-Programm definiert eine Funktion, die zwei Zahlen addiert. Jetzt müssen wir diesen Code in WebAssembly kompilieren. Es gibt Tools wie Emscripten, die das für uns erledigen können. Wenn kompiliert, können wir es in unserem JavaScript so verwenden:

WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('simple.wasm'))
.then(obj => {
const add = obj.instance.exports.add;
console.log('Ergebnis:', add(40, 2)); // Ausgabe: Ergebnis: 42
});

Ist das nicht toll? Wir haben gerade eine in C geschriebene Funktion kompiliert in WebAssembly und sie von JavaScript aufgerufen!

Warum WebAssembly verwenden?

Du könntest denken, "Das scheint kompliziert zu sein. Warum die Mühe?" WebAssembly hat einige Superkräfte, die den Aufwand wert machen:

1. Geschwindigkeit: WebAssembly kann bestimmte Arten von Code viel schneller als JavaScript ausführen.
2. Wiederverwendung: Du kannst bestehenden Code in anderen Sprachen im Web verwenden.
3. Leistung: Es ist großartig für CPU-intensive Aufgaben wie Spiele, Videobearbeitung oder komplexe Berechnungen.

Anwendungen in der realen Welt

WebAssembly ist nicht nur zum Schaukeln da - es wird auf wirklich coolen Weise verwendet:

1. Spiele: Viele Web-Spiele nutzen WebAssembly für bessere Leistung.
2. Audio/Video-Bearbeitung: Apps wie Spotify verwenden es für Audio-Decodierung.
3. CAD-Software: Einige CAD-Software läuft im Browser dank WebAssembly.

WebAssembly-Methoden

Hier ist eine Tabelle einiger wichtiger WebAssembly-Methoden, die du oft verwenden wirst:

Methode	Beschreibung
WebAssembly.instantiate()	Erzeugt eine neue WebAssembly-Modul-Instanz
WebAssembly.instantiateStreaming()	Effizient eine WebAssembly-Modul-Instanz aus einer gestreamten Quelle
WebAssembly.compile()	Kompiliert WebAssembly-Binär-Code in ein WebAssembly.Module
WebAssembly.validate()	Validiert einen WebAssembly-Binär-Code

Fazit

Glückwunsch! Du hast deine ersten Schritte in die aufregende Welt von WebAssembly und JavaScript gemacht. Denke daran, dass wie bei jeder neuen Fähigkeit Übung erforderlich ist. Aber ich verspreche dir, die Fähigkeit, Webanwendungen schneller und leistungsfähiger zu machen, ist es wert.

Als wir uns verabschieden, erinnere ich mich an einen Schüler, der mir einmal sagte, dass das Lernen von WebAssembly wie das Entdecken einer geheimen Superkraft ist. Und weißt du was? Er hatte完全 recht. Also, geh raus, experimentiere und entfessle deine neue Superkraft im Web!

Frohes Coden und möge deine Webanwendungen immer schnell und leistungsfähig sein!

Credits: Image by storyset