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Rust WebAssembly Hello World案例详解

鱼雪

这是#[wasm_bindgen]的"Hello, world!"示例,展示如何设置项目, 将函数导出到JS,从JS调用并在Rust中调用警报功能。

1. 创建项目

cargo new hello-world --lib
cd hello-world

2. 添加依赖

cargo add wasm-bindgen

3. Cargo.toml

Cargo.toml 列出了 wasm-bindgen crate 作为一个依赖项。 值得注意的是,crate-type = ["cdylib"],这在当今主要用于 wasm 最终工件。

[package]
name = "hello-world"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[lib]
crate-type = ["cdylib"]

[dependencies]
wasm-bindgen = "0.2.92"
备注

[lib] 部分指定了库的类型为 cdylib,这意味着它将被编译为共享库

适合与其他语言(如 JavaScript)进行交互,特别是在 WebAssembly 的上下文中。

在 Rust 的 Cargo.toml 文件中,crate-type 可以指定以下几种类型:

  • lib: 默认类型,生成一个库文件(.rlib),用于其他 Rust 代码的依赖。
  • cdylib: 生成一个动态库,适合与其他语言(如 C、JavaScript)进行交互,通常用于 WebAssembly 项目。
  • rlib: 生成一个 Rust 静态库,供其他 Rust crate 使用。
  • dylib: 生成一个动态库,主要用于 Rust 生态内部的共享。
  • staticlib: 生成一个静态库,通常用于与 C/C++ 代码的交互。

你可以根据项目的需求选择合适的 crate-type

4. 编写src/lib.rs

src/lib.rs 文件包含了一个简单的函数,该函数使用 #[wasm_bindgen] 属性导出到 JavaScript。

use wasm_bindgen::prelude::*;

#[wasm_bindgen]
extern "C" {
fn alert(s: &str);
}

#[wasm_bindgen]
pub fn greet(name: &str) {
alert(&format!("Hello, {}!", name));
}

上述代码中,greet 函数使用 #[wasm_bindgen] 属性导出到 JavaScript。

alert 函数是一个外部函数,它在 JavaScript 中实现。使用 extern "C" 来声明它, 然后可以在Rust代码中调用从JavaScript导入的函数。

5. 编译为WebAssembly

wasm-pack build --target web

上述命令将生成一个 pkg 目录,其中包含了编译好的 WebAssembly 模块和 TypeScript(JavaScript) 包装器。 使用 wasm-pack build --target web 来生成一个可以在浏览器中运行的包, 是一个完整的 npm 包,直接按照包的方式直接导入到 JavaScript 项目中。

如果是wasm-pack build,则可以构建一个可以在 Node.js 中运行的包。

wasm-pack build生成pkg目录

6. 在JavaScript中调用

index.js
// /path/to/hello-world/index.js

import { greet } from './pkg';

greet('World');

7. 创建npm包

pnpm init
# 或
npm init

会在当前目录下生成一个package.json文件,此文件是npm包的配置文件

8. 添加依赖

pnpm add webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin -D
# 或
npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin -D

上述几个包的作用是:

  1. webpack Webpack 是一个模块打包工具,主要用于将多个模块(如 JavaScript、CSS、图片等)打包成一个或多个文件。它可以处理依赖关系,优化资源,并支持各种加载器和插件,以满足不同的构建需求。
  2. webpack-cli webpack-cli 是 Webpack 的命令行接口,允许用户通过命令行执行 Webpack 的构建任务。它提供了一些命令和选项,使得用户可以更方便地配置和运行 Webpack,而不需要直接在代码中进行设置。
  3. webpack-dev-server webpack-dev-server 是一个用于开发的服务器,提供了热模块替换(HMR)功能,可以在代码更改时自动刷新浏览器。它使得开发过程更加高效,能够快速查看修改后的效果,而无需手动刷新页面。
  4. html-webpack-plugin html-webpack-plugin 是一个 Webpack 插件,用于生成 HTML 文件。它可以自动将打包后的 JavaScript 和 CSS 文件插入到生成的 HTML 文件中,从而简化了手动管理 HTML 的过程。它还支持模板引擎,可以根据需要自定义生成的 HTML。

9. 创建webpack.config.js

webpack.config.js
// /path/to/hello-world/webpack.config.js
const path = require('path');
const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const webpack = require('webpack');
const WasmPackPlugin = require("@wasm-tool/wasm-pack-plugin");

module.exports = {
entry: './index.js',
output: {
path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
filename: 'index.js',
},
plugins: [
new HtmlWebpackPlugin(),
new WasmPackPlugin({
crateDirectory: path.resolve(__dirname, ".")
}),
],
mode: 'development',
experiments: {
asyncWebAssembly: true
}
};

上述代码的作用是:

  • 引入 Node.js 内置的 path 模块,方便处理文件路径。
  • 引入 HtmlWebpackPlugin,用于生成 HTML 文件。
  • 引入 webpack,虽然在这个配置中没有直接使用,但通常用于访问 Webpack 的功能。
  • 引入 WasmPackPlugin,用于处理 Rust 编写的 WebAssembly 模块
  • entry: 指定应用程序的入口文件,这里是 index.js。即这里是我们在第6步中创建的文件。
  • output: 指定输出文件的配置:
  • path: 输出目录,使用 path.resolve 来确保路径正确,输出到 dist 文件夹。
  • filename: 输出的文件名,这里是 index.js
  • plugins: 配置使用的插件:
  • HtmlWebpackPlugin: 自动生成 HTML 文件,包含打包后的 JavaScript 代码。
  • WasmPackPlugin: 配置 WasmPack 插件,crateDirectory 指定 Rust crate 的路径,这里是当前目录。
  • mode: 设置为 development,表示当前环境是开发模式,启用一些开发时的功能(如更好的错误信息)。
  • experiments: 启用 Webpack 的实验功能,这里开启了 asyncWebAssembly,允许使用异步加载 WebAssembly 模块。

10. 配置webpack服务

{
"name": "hello-world",
"version": "1.0.0",
"description": "",
"main": "index.js",
"scripts": {
"build": "webpack",
"serve": "webpack serve"
},
"keywords": [],
"author": "",
"license": "ISC",
"devDependencies": {
"@wasm-tool/wasm-pack-plugin": "^1.7.0",
"html-webpack-plugin": "^5.6.0",
"webpack": "^5.93.0",
"webpack-cli": "^5.1.4",
"webpack-dev-server": "^5.0.4"
}
}

配置package.json文件,添加buildserve脚本,用于构建和启动服务。

11. 编译

pnpm run build
# 或
npm run build

使用pnpm构建代码

12. 运行

pnpm run server
# 或
npm run server

使用pnpm启动服务

打开浏览器,访问 http://localhost:8080,在控制台中可以看到输出 Hello, World!。 webpack默认的服务端口是8080,如果端口被占用,可以在webpack.config.js中配置。

浏览器中显示Hello, World!

整个项目代码结构

整个项目代码结构

链接

可能会遇到的问题

  1. wasm-pack build 时,可能会遇到以下错误:
wasm-pack build
[INFO]: 🎯 Checking for the Wasm target...
[INFO]: 🌀 Compiling to Wasm...
Compiling syn v2.0.72
Compiling wasm-bindgen-backend v0.2.92
Compiling wasm-bindgen-macro-support v0.2.92
Compiling wasm-bindgen-macro v0.2.92
Compiling wasm-bindgen v0.2.92
Compiling hello-world v0.1.0 (/Users/hal/tutorials/wasm-examples/hello-world)
Finished `release` profile [optimized] target(s) in 54.81s
[INFO]: ⬇️ Installing wasm-bindgen...
[INFO]: found wasm-opt at "/Users/hal/bin/binaryen/bin/wasm-opt"
[INFO]: Optimizing wasm binaries with `wasm-opt`...
dyld[46869]: Symbol not found: __ZTVN4wasm10PassRunnerE
Referenced from: <7458E7FE-3DC2-3048-B182-5DF54E45F6D4> /Users/hal/bin/binaryen/bin/wasm-opt
Expected in: <F032F917-10CC-3569-8C1E-2299E90E789F> /usr/local/lib/libbinaryen.dylib
Error: failed to execute `wasm-opt`: exited with signal: 6 (SIGABRT)
full command: "/Users/hal/bin/binaryen/bin/wasm-opt" "/Users/hal/tutorials/wasm-examples/hello-world/pkg/hello_world_bg.wasm" "-o" "/Users/hal/tutorials/wasm-examples/hello-world/pkg/hello_world_bg.wasm-opt.wasm" "-O"
To disable `wasm-opt`, add `wasm-opt = false` to your package metadata in your `Cargo.toml`.
Caused by: failed to execute `wasm-opt`: exited with signal: 6 (SIGABRT)
full command: "/Users/hal/bin/binaryen/bin/wasm-opt" "/Users/hal/tutorials/wasm-examples/hello-world/pkg/hello_world_bg.wasm" "-o" "/Users/hal/tutorials/wasm-examples/hello-world/pkg/hello_world_bg.wasm-opt.wasm" "-O"
To disable `wasm-opt`, add `wasm-opt = false` to your package metadata in your `Cargo.toml`
  • 解决方法1:

Cargo.toml 中添加 wasm-opt = false。 禁用 wasm-opt

[package]
name = "hello-world"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[lib]
crate-type = ["cdylib"]

[dependencies]
wasm-bindgen = "0.2.92"

[package.metadata.wasm-pack]
wasm-opt = false
  • 解决方法2:

安装 binaryen,并且将 binaryen 库的路径添加到动态库的环境变量中,DYLD_LIBRARY_PATH

brew install binaryen

在Mac系统上是这样,Linux系统上可能是 LD_LIBRARY_PATH。而且这里是使用Homebrew安装的,如果是其他方式安装的,可能路径不一样。

export DYLD_LIBRARY_PATH="/opt/homebrew/lib:$DYLD_LIBRARY_PATH"