使用WebAssembly和Java：从A到Z

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使用WebAssembly和Java：从A到Z

WebAssembly (Wasm) 是一种低级二进制指令格式，旨在浏览器和其他环境中执行。它允许运行用高级语言（C、C++、Rust、Go）编写的代码，性能接近原生。对于Java开发者来说，WebAssembly开辟了新的视野：现在JVM代码可以编译为Wasm，并在客户端、服务器环境或隔离环境中执行。在本文中，我们将探讨如何从Java使用WebAssembly，有哪些可用的工具，并研究实际示例。

什么是WebAssembly，Java开发者为什么需要它？

WebAssembly 是一种具有紧凑二进制代码表示的虚拟机。Wasm的主要优势：

性能 — 执行接近原生。
安全性 — 隔离的沙箱。
可移植性 — 在浏览器、Node.js、服务器上运行。
跨平台 — 在任何支持Wasm的地方运行。

对于Java开发者来说，Wasm在以下场景中很有用：

将繁重计算从服务器转移到客户端（渲染、数据处理）。
在Web应用程序中使用现有的Java库。
创建高性能的插件和扩展。
在JVM不可用的环境中运行Java代码（物联网、区块链）。

将Java编译为WebAssembly的工具

目前，有几种方法可以将Java代码转换为Wasm。让我们看看主要的几种。

GraalVM 和 AOT（提前编译）

GraalVM 是一个高性能虚拟机，支持将Java字节码编译为原生可执行文件。从22.0版本开始，GraalVM包含了对编译为WebAssembly的实验性支持。过程如下：

安装支持Wasm的GraalVM。
将Java类编译为Wasm模块。
在运行时环境（wasmtime、wasmer）中运行生成的.wasm文件。

编译简单Java类的示例：

// HelloWasm.javapublic class HelloWasm {    public static int add(int a, int b) {        return a + b;    }

    public static void main(String[] args) {        System.out.println("Result: " + add(5, 3));    }}

使用GraalVM编译为Wasm的命令：

javac HelloWasm.javanative-image --wasm --output=hello.wasm HelloWasm

之后，您将获得一个hello.wasm文件，可以运行它：

wasmtime hello.wasm# 输出：Result: 8

TeaVM 项目

TeaVM 是一个将Java字节码编译为JavaScript和WebAssembly的编译器。它专注于Web开发，并允许将Java类转换为Wasm模块。TeaVM支持大部分Java标准库，并且可以与Maven/Gradle一起使用。

在Maven项目中集成TeaVM的示例：

<dependency>    <groupId>org.teavm</groupId>    <artifactId>teavm-core</artifactId>    <version>0.8.1</version></dependency>

用于编译的Java代码：

import org.teavm.jso.JSBody;

public class Calculator {    @JSBody(params = {"a", "b"}, script = "return a + b;")    public static native int add(int a, int b);

    public static void main(String[] args) {        System.out.println(add(10, 20));    }}

TeaVM生成一个Wasm文件，可以将其连接到HTML页面。