WebAssembly Runtime Wasmtime将发布1.0版本，官方披露高效运行的秘密

轻巧高性能WebAssembly Runtime Wasmtime将在9月20日迎来1.0正式版，在发布前夕，WebAssembly联盟Bytecode Alliance发布博客文章，介绍Wasmtime 1.0所应用的加速技术。这些优化工作，使编译器Cranelift能够生成更快速的程序代码，也使得Cranelift本身能高速运行，Wasmtime因而能够更快地实例化已编译的模块，并且在模块开始执行后保持Wasmtime高效运行。

Wasmtime是创建在编译器Cranelift之上的WebAssembly Runtime，当Wasmtime在执行Wasm程序的时候会执行两部分的工作，分别是CPU执行从Wasm二元组码编译而来的原生指令，以及执行维护数据结构和实例Wasm语义的Wasmtime Runtime，这两部分工作分别对应到Cranelift和Wasmtime，以及个别的初始阶段以及稳态执行阶段。

而Bytecode Alliance通过加速编译器和Runtime的各项工作，来大幅加速Wasmtime的整体执行速度。

其中Wasmtime的初始阶段，也就是实例化Wasm模块的速度，则是加速的关键之一。Wasm模块实例间相互隔离，是Wasm程序维持安全的重要方法，Wasm模块的每个实例都有自己的状态，实例的状态不会相互影响，为了让隔离更加有效率，部分Wasm应用程序会将每个工作单元，像是服务器上传入的请求，实例化成一个新实例。

而这种细致的隔离，也代表着每个处理单元触发的错误，不会影响后续单元，每个工作单元都会从一个明确定义的状态开始，而且错误的影响半径，或是存在的潜在损害都是有限的。

因此极快的模块实例化是Wasmtime的关键要求，官方提到，他们在过去一年间，针对这项工作进行了大量的优化，将模块实例化从毫秒等级加速至微秒等级，在实际的SpiderMonkey.wasm案例中，实例化时间从原本的2毫秒缩减成5微秒，快了400倍。

官方也针对Cranelift进行性能改进，最重要的工作是大幅改造托管器分配器regalloc2。托管器分配器是编译器的一部分，功能是将存储位置分配给程序中的值，当托管器分配器能够良好地决定存储在托管器中的数值，就能因为够少的数值移动，大幅提升程序性能。Regalloc2则应用了更高端的算法，来决定托管器分配值的方法，在导入regalloc2之后，SpiderMonkey.wasm的执行时性能提升约5%。

官方通过优化Wasmtime和Cranelift来提升Wasm程序的执行速度，Bytecode Alliance提到，WebAssembly要能够成功，就需要加速执行的工具，才能够与原生程序竞争。