WebAssembly 能否为组件模型将行动整合？
随着新的 componentize-py 项目，Python 可以跻身顶级 WebAssembly 语言之列。
译自 Can WebAssembly Get Its Act Together for a Component Model? 。
WebAssembly 的最后一公里仍在进展中，Wasm 社区争先恐后地确定一个共同的标准。在其他事项中，它正等待组件接口 Wasi 的标准化，这是确保在部署 Wasm 应用程序的不同设备和服务器之间的端点兼容性所需的层。随着在无需配置的众多不同端点之间进行的应用程序开发取得进展，WebAssembly 作为一种广泛采用的工具的生存仍有赖于这样一个标准的完成。但是，社区正积极寻求最终确定组件模块，这在上周由 Linux 基金会赞助的首届 WasmCon 2023 期间进行的许多演讲中变得非常明显。
Fermyon Technologies 联合创始人兼首席执行官 Matt Butcher 对 The New Stack 表示："WebAssembly 在其他运行时技术方面具有少数小优势。组件模型是最大的不同。这开辟了以前从未存在过的开发途径。公平地说，这对WebAssembly 是一个重要的存在时刻。"
WASI-Preview 2 的实现
本于 7 月发布的路线图反映了 WebAssembly 社区组(CG)和 W3C 内部的 WASI 子组中的标准变化。这包括核心 WebAssembly WebAssembly 组件模型、WASI(WebAssembly 系统接口)以及一些基于 WASI 的接口。
这个提案的组件模型是建立在核心规范之上的，其中包括 WebAssembly Interface Types（WIT）IDL，而 WIT 是用来描述组件接口的高级类型的语言，正如 Bytecode Alliance 技术标准委员会主任兼 Cosmonic 的 CTO Bailey Hayes 在一篇博客文章中所解释的。
组件模型增加了带有导入和导出接口的高级类型，使组件可组合和可虚拟化，Hayes 说。这对于允许不同的编程语言在同一模块中发挥作用非常重要，因为它允许创建和组合最初以不同编程语言编写的组件，Hayes 说。
WebAssembly(Wasm) 的最新标准非常重要，因为它们将开发者、社区成员和采用者的努力集中在支持可移植生态系统的工具上，Cosmonic 的首席执行官兼联合创始人 Liam Randall 对 The New Stack 表示。“随着关注 WebAssembly 组件的出现，它们使组件能够作为新的容器发挥作用，确保跨各种公司在整个景观中进行开发的可移植性，”Randall 说。“这种标准化还促进了从各种语言创建组件的语言工具之间以及由 WASI 定义的热插拔模块之间的更好协作。这对开发者意味着我们现在可以跨语言隔阂使用代码，为 WebAssembly 生态系统创造一个强大的‘更好地搭配使用’故事。”
换句话说，WASI-Preview 2 是一个激动人心的步骤，因为它解决了性能、安全性和 JavaScript 交互等关键领域的问题——这是通往互操作性的旅程中又一步，企业管理联盟(EMA)分析师 Torsten Volk 对 The New Stack 说。“通用组件模型对于加速 WebAssembly 的采用至关重要，因为它是用户无需更改应用程序代码或配置就可以在任何云、数据中心或边缘位置上运行任何应用程序的先决条件，” Volk 说。
然后，请求访问 GPU、数据库或机器学习模型的 API 调用将独立于所请求组件的特定类型，Volk 说。“这意味着我可以定义数据流应该如何写入 NoSQL 数据库，并且相同的代码功能将适用于 MongoDB、Cassandra 或 Amazon DynamoDB，”Volk 说。
WASI 起初是一个针对 WebAssembly 的类 POSIX 库。然而，它已经超越了这些根源，变得更像 JavaScript 的 WinterCG：一组核心接口，用于通常使用的功能，如文件、套接字和环境，Butcher 说。 “WASI Preview 2 体现了这种远离POSIX、走向真正现代核心功能集的运动。它没有重新实现 20 世纪 70 年代的网络计算愿景，而是转向了当代分布式应用程序的视图。”
组件方面在 Fermyon 使用 Python 编程语言开发 Spin 应用程序的实验性 SDK 中发布新功能方面发挥着关键作用。
关于组件，Fermyon 的新的 componentize-py 可用于使用 Python 和本机代码的组合来构建一个简单的组件，使用 MyPy 对其进行类型检查，并使用 Spin 运行它。然后，用户可以更新应用程序以使用 wasi-http 提议，这是一种与供应商无关的 API，用于发送和接收 HTTP 请求。
“为开发者提供将还没有完全由 CCM 定义的运行时元素集成的能力，这使他们在开发过程中不太可能遇到障碍，因此应该受到欢迎，”Volk 说。
关于 Python，它是“顶级语言选择，对人工智能至关重要”，Butcher 说。 “然而，到目前为止，一些最强大的 Python 库，如 NumPy 一直不可用。原因是这些核心库是用 C 编写的，并动态加载到 Python 中，”Butcher 说。 “谁会想到这个难题的解决方案是组件模型呢？”
随着新的 componentize-py 项目，Python 可以跻身顶级 WebAssembly 语言之列，Butcher 指出。 “最令人兴奋的是，我们距离跨语言边界链接非常接近，Rust 库可以从 Python 使用，或者 Go 库可以从 JavaScript 使用，”Butcher 说。 “多亏了组件模型，我们正处于真正的多语言编程的边缘。”
未来的工作
完成对 Wasm 广泛采用至关重要的组件模型的工作仍在继续，作为上述增量步骤的延续，边缘云平台提供商 Fastly 的杰出工程师 Luke Wagner 上周在 WasmCon 2023 上对 The New Stack 说。 Wagner 将组件定义为“标准可移植、轻量级细粒度跨语言组成模块”。
在他的会议演讲中，Wagner 描述了今年要发布的开发人员预览版本：
- Preview 2：它涵盖了组件模块和 Wasi 接口的一个子集。
- 顶层目标是稳定性和向后兼容性：
“我们有一个自动转换，将 Preview 1 核心模块转换为 Preview 2 组件，然后我们承诺未来会有一个类似的工具将 Preview 2 组件转换为随后出现的内容，”Wagner 在他的演讲中说。
Wagner 说，Preview 2 的功能包括：
- 第一波语言，包括 Rust、JavaScript、Python、Go 和 C。
- 第一波 Wasi 提议，包括文件系统、socket、CLI、http，可能还有其他。
- browser/node polyfill:jco transpile。
- 以 wasi-virt 的形式进行 Wasi 虚拟化的初步支持。
- 以 Wasm-compose 的形式进行组件组合的初步支持。
- 实验性组件注册工具：以 warg 的形式。
- “明年一切关乎改进并发故事，”Wagner 说。 这是因为 Preview 2 “尽其所能但并发仍然有缺陷。”
Wagner 描述的这些缺陷方面包括：
- 异步接口将过于复杂，无法直接使用，需要手动胶水代码，而总体目标是能够直接使用自动绑定，而无需手动胶水代码。
- 流性能并不如人意。
- 并发目前不是可组合的，这意味着两个进行并发操作的组件在某些情况下会阻塞彼此。而且，如果你虚拟化了其中的一个异步接口，那么你就不得不虚拟化它们全部。
Preview 3 旨在：
- 通过向 Wit 和组件添加本机 future 和 stream 类型来修复这些缺陷。
- 这将为许多语言的无缝、集成的自动绑定铺平道路。
- 提供高效的 io_uring 友好 ABI。
可组合的并发性：例如，在 Preview 2 中，我们需要两个接口来进行 HTTP：一个用于传出请求，一个用于传入请求，具有不同的类型和不同的签名，Wagner 说。 使用 Preview 3，两个接口将合并为只有一个接口，即使用 Wasi 处理程序。
这样就可以实现一个同时导入和导出相同接口的单个组件：然后，它将能够导入用于传出请求的处理程序，并导出用于接收传入请求的处理程序。 因为它们使用相同的接口，所以之后就可以将两个服务链接在一起，只需要使用组件链接直接链接它们，现在执行整个复合请求只是一个异步函数调用，它可以支持模块化而无需微服务用例。
“我们的目标是到今年年底完成 Preview 2 里程碑，这将导致一个稳定的，也许是 beta 版本，”上周 WasmCon 2023 之后 Fastly 的杰出工程师 Luke Wagner 对 The New Stack 说。
“这个想法是，一旦我们达到这个目标，你将可以继续生成 Preview 2 二进制文件并在 Preview 2 引擎中运行它们，所以东西不会中断。”