下面是关于Node.js使用WebAssembly的文档攻略。

Node.js使用WebAssembly

什么是WebAssembly

WebAssembly(简称WASM)是一种新型的编程语言，它可以在多种平台上运行，并且可以高效地执行循环密集、CPU密集型和低级别代码。WASM默认使用二进制格式，这使得它在网络传输或存储时可以大大减少体积。WASM在JavaScript中运行时非常快，具有低启动时间和快速执行速度，这些特性使得它成为在浏览器和Node.js中执行高性能代码的理想选择。

Node.js使用WebAssembly

Node.js使用WebAssembly可以使JS程序获得更高的执行效率，从而更快地执行异步操作和处理数据。以下是使用WebAssembly在Node.js中开发时需要了解的几个重要方面。

1. WebAssembly模块加载

以示例webassembly.wasm为例，加载wasm模块的方式如下:

const fs = require('fs');
const { WASI } = require('wasi');
const wasi = new WASI();

async function loadWASM() {
  const wasmPath = './webassembly.wasm';
  const buffer = await fs.promises.readFile(wasmPath);
  const module = await WebAssembly.compile(buffer);
  const instance = await WebAssembly.instantiate(module, {
    wasi_unstable: wasi.wasiImport
  });
  const { exports } = instance;
  exports._start();
}

loadWASM();

在加载时，Node.js需要使用WebAssembly.compile方法编译wasm模块，然后使用WebAssembly.instantiate方法实例化wasm模块和它的imports。这里使用了wasi_unstable作为模块的import，以便连接到WASI API。最后，可以调用WASM函数的exports。

2. 使用WebAssembly调用C/C++函数

以下示例代码展示了如何将C++函数导出到WebAssembly，并从Node.js调用它。

C++代码:

#include <emscripten.h>

extern "C" {

EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
int add(int x, int y) {
    return x + y;
}

}

JS代码：

const fs = require('fs');
const { WASI } = require('wasi');
const wasi = new WASI();

async function loadWASM() {
  const wasmPath = './webassembly.wasm';
  const buffer = await fs.promises.readFile(wasmPath);
  const module = await WebAssembly.compile(buffer);
  const instance = await WebAssembly.instantiate(module, {
    wasi_unstable: wasi.wasiImport
  });
  const { exports } = instance;
  const add = exports._Z3addii;
  console.log('3 + 4 =', add(3, 4));
}

loadWASM();

Node.js通过_wasi导入后，可以直接使用C/C++函数的名称进行调用。这里将_Z3addii指定为add()函数的名称。

3. 加载WebAssembly的内存

WebAssembly模块适用的内存是线性的，且在实例化期间会分配给模块一个固定的内存大小。以下是如何加载WebAssembly的内存示例：

const buffer = new Uint32Array(memory.buffer, start, size);

4. 将JS对象导出到WebAssembly

Node.js中使用WebAssembly.Instance对象的.exports属性导出JS对象到WebAssembly中。例如，以下代码展示了如何将console.log()函数导出到WebAssembly中：

C++代码:

extern "C" {
    extern void console_log(const char *str);

    void call_log(const char *str) {
        console_log(str);
    }
}

JS代码:

async function loadWASM() {
  const wasmPath = './webassembly.wasm';
  const buffer = await fs.promises.readFile(wasmPath);
  const module = await WebAssembly.compile(buffer);
  const instance = await WebAssembly.instantiate(module, {
    wasi_unstable: wasi.wasiImport
  });
  const { exports } = instance;
  exports.console_log = console.log;
  exports.call_log("Hello World");
}

loadWASM();

可以使用exports.console_log属性将console.log()函数导出到WebAssembly，然后以C/C++源代码中的console.log()函数调用它。在这个例子中，WebAssembly将在控制台输出"Hello World"。

示例代码

在下面的示例中，我们将使用WebAssembly计算斐波那契数列，需要注意的是，JS进行递归斐波那契计算时表现不佳。使用WebAssembly版本可大大提高效率。

FibonacciWebAssembly.cpp：

unsigned long long fib(unsigned int n) {
    if (n < 2)
        return n;
    unsigned long long a = 0, b = 1;
    for (unsigned int i = 1; i < n; i++) {
        unsigned long long sum = a + b;
        a = b;
        b = sum;
    }
    return b;
}

FibonacciWebAssembly.js：

const { WASI } = require("wasi");
const wasi = new WASI();
const readFile = (...args) => Buffer.from(fs.readFileSync(...args));

function memoryLocation_32(mem) {
    function get(mem,offs) { return mem.getInt32(offs,true); };
    return function(a) { return get(mem,a>>2); }
}

async function main(args) {
    const memory = new WebAssembly.Memory({initial: 256});
    const module = await WebAssembly.compile(readFile("FibonacciWebAssembly.wasm"));
    const env = {
        memory,
        __memory_base: 0,
        __table_base: 0,
        memoryBase: 0,
        tableBase: 0,
        memorySize: memory.buffer.byteLength,
        tableSize: 0,
        abortStackOverflow: () => { throw "overflow"; },
        nullFunc_ii: function(x,y) { console.log(x,y); },
        _Z3fibj: function(n) { return fib(n); }
    };
    const target = wasi.start(new WebAssembly.Instance(module, {env: wasi.getImports(module)}));
    const memReader32 = memoryLocation_32(target.exports.memory);
    const exitStatus = await target.wait();
    console.log(`exit status: ${exitStatus}`);
}

main(process.argv.slice(2)).catch(e => {
    console.error(e);
    process.exit(1);
});

更多实例见 WebAssembly入门教程。