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如何在用Rust编写的WebAssembly模块中保持内部状态?

webassembly rust

Jakob Mulvad Nielsen · 技术社区 · 7 年前

我想在我的web应用程序的每一帧上对一大组数据进行计算。JavaScript只会使用其中的一个子集,因此与其在WebAssembly和JavaScript之间每帧来回发送整个数据集,不如在我的WebAssembly模块中内部维护数据。

在C语言中,类似这样的操作是可行的:

#include <emscripten/emscripten.h>

int state = 0;

void EMSCRIPTEN_KEEPALIVE inc() {
    state++;
}

int EMSCRIPTEN_KEEPALIVE get() {
    return state;
}

生锈也可能发生同样的情况吗?我试着用 static 这样地:

static mut state: i32 = 0;

pub fn main() {}

#[no_mangle]
pub fn add() {
    state += 1;
}

#[no_mangle]
pub fn get() -> i32 {
    state
}

但是看起来 静止的 变量不能是可变的。

2 回复 | 直到 7 年前

Shepmaster Tim Diekmann 7 年前

Francis GagnÃ© is absolutely correct 全局变量通常会使代码变得更糟糕,您应该避免使用它们。

然而,对于 具体的 WebAssembly的现状今天 ,我们不必担心这个问题:

如果有多个线程

因此,如果我们有很好的理由这样做,我们可以选择使用可变静态变量:

// Only valid because we are using this in a WebAssembly
// context without threads.
static mut STATE: i32 = 0;

#[no_mangle]
pub extern fn add() {
    unsafe { STATE += 1 };
}

#[no_mangle]
pub extern fn get() -> i32 {
    unsafe { STATE }
}

我们可以看到这个NodeJS驱动程序的行为:

const fs = require('fs-extra');

fs.readFile(__dirname + '/target/wasm32-unknown-unknown/release/state.wasm')
  .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes))
  .then(({ module, instance }) => {
    const { get, add } = instance.exports;
    console.log(get());
    add();
    add();
    console.log(get());
});

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Shepmaster Tim Diekmann 7 年前

error[E0133]: use of mutable static requires unsafe function or block

通常,访问可变全局变量是 不安全的 ,这意味着您只能在 unsafe 块对于可变全局变量,很容易意外地创建悬空引用(想想对全局可变变量项的引用 Vec ),数据竞争(如果您有多个线程,Rust不在乎您实际上没有使用线程)或以其他方式调用 undefined behavior .

全局变量通常不是问题的最佳解决方案,因为它会降低软件的灵活性和可重用性。相反,考虑将状态显式(通过引用,因此不需要复制)传递给需要对其进行操作的函数。这使调用代码可以处理多个独立状态。

下面是一个分配唯一状态并对其进行修改的示例:

type State = i32;

#[no_mangle]
pub extern fn new() -> *mut State {
    Box::into_raw(Box::new(0))
}

#[no_mangle]
pub extern fn free(state: *mut State) {
    unsafe { Box::from_raw(state) };
}

#[no_mangle]
pub extern fn add(state: *mut State) {
    unsafe { *state += 1 };
}

#[no_mangle]
pub extern fn get(state: *mut State) -> i32 {
    unsafe { *state }
}

const fs = require('fs-extra');

fs.readFile(__dirname + '/target/wasm32-unknown-unknown/release/state.wasm')
  .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes))
  .then(({ module, instance }) => {
    const { new: newFn, free, get, add } = instance.exports;

    const state1 = newFn();
    const state2 = newFn();

    add(state1);
    add(state2);
    add(state1);

    console.log(get(state1));
    console.log(get(state2));

    free(state1);
    free(state2);
});

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笔记此当前需要在发布模式下编译以工作。调试模式目前存在一些问题。

诚然,这不是 较少的 不安全,因为您正在传递原始指针,但它使调用代码中的某些可变状态被操纵变得更清楚。还请注意,现在由 呼叫者 以确保正确处理状态指针。