WebAssembly应用到前端工程（下）—— webpack和webassembly

在上一篇文章WebAssembly应用到前端工程（上）—— webassembly模块的编写中，完成了@ne_fe/gis模块的编写与发布。然而webassembly在当前以webpack4为主要编译工具的实际工程应用中依然存在问题。

尽管webpack4新增了对wasm文件的编译支持，在wasm模块编写完成之后将其与webpack结合的过程中发现，wasm模块无法被正确加载。在对@ne_fe/gis编译输出文件的检查之后，有了新的解决方案 wasm-module-webpack-plugin。

出现的问题

直接在前端工程中引入@ne_fe/gis并使用的话，控制台会输出错误信息

index.js?558c:1 GET http://localhost:8080/gps.wasm 404 (Not Found)
Uncaught (in promise) TypeError: Incorrect response MIME type. Expected 'application/wasm'.

查看所引用的@ne_fe/gis/dist/index.js后发现这样一句话

var Pn="undefined"!=typeof location?location.pathname.split("/"):[];Pn.pop(),(Cn?WebAssembly.instantiateStreaming(fetch(Pn.join("/")+"/gps.wasm"),o):fetch(Pn.join("/")+"/gps.wasm").then(e=>e.arrayBuffer()).then(e=>WebAssembly.instantiate(e,o)))

出错原因时由于fetch直接从根路径下直接获取wasm文件，但文件并没有生成或移动，webpack并不能处理fetch所加载的文件，最终导致wasm加载失败。

babel

webpack不能处理js的fetch语句，导致了上面问题的出现，那么只有一种方法能够处理fetch语句，那就是babel。下面来编写一个babel插件处理fetch加载wasm的情况

// babel-plugin.js
module.exports = function() {
  return {
    visitor: {
      CallExpression(path, state) {
        if(path.node.callee.name === 'fetch'){
          const argument = JSON.parse(JSON.stringify(path.node.arguments[0]));
          for (const i in argument.right) {
            if (i === 'value' && argument.right[i].endsWith('.wasm')) {
             console.log('argument.right[ i ]', argument.right[ i ], 'state.file.opts.filename', state.file.opts.filename);
            }
          }
        }
      },
    }
  }
};

在webpack中使用

// webpack.config.js
const path = require('path');
const BabelPlugin = require('./babel-plugin');
module.exports = {
  module: {
    rules: [
      ...
      {
        test: /\.js$/,
        loader: 'babel-loader',
        include: [ path.join(process.cwd(), './node_modules/@ne_fe/gis') ],
        options: {
          plugins: [ BabelPlugin ],
        },
      },
      ...
    ],
  },
  plugins: [
    ...
  ],
};

启动webpack进行编译，控制台输出

argument.right[ i ] /gps.wasm 
state.file.opts.filename C:\dir\test\node_modules\@ne_fe\gis\dist\index.js

最终获得了fetch所加载的wasm文件名与fetch语句所在文件。

webpack

在上一步中获取到了fetch语句加载的wasm文件名与fetch语句所在文件。为了将wasm文件输出到webpack编译结果中，需要添加webpack插件。经修改之后，整个结合wasm与webpack的插件如下

// event-listener.js
const EventEmitter = require('events').EventEmitter;
class Events extends EventEmitter {
  constructor(prop) {
    super(prop);
    this.data = {};
  }
}
const events = new Events();
events.on('wasm', data => {
  if (!events.data[data.wasmRefFileName]) {
    events.data[data.wasmRefFileName] = {};
    events.data[data.wasmRefFileName][data.wasmRefPath] = data.wasmDir;
  } else {
    if (!events.data[data.wasmRefFileName][data.wasmRefPath]) {
      events.data[data.wasmRefFileName][data.wasmRefPath] = data.wasmDir;
    }
  }
});
module.exports = events;

// babel-plugin.js
const eventEmitter = require('./event-listener');
const pathInternal = require('path');
module.exports = function() {
  return {
    visitor: {
      CallExpression(path, state) {
        if(path.node.callee.name === 'fetch'){
          const argument = JSON.parse(JSON.stringify(path.node.arguments[0]));
          for (const i in argument.right) {
            if (i === 'value' && argument.right[i].endsWith('.wasm')) {
              eventEmitter.emit('wasm', {
                wasmRefPath: argument.right[i],
                wasmRefFileName: state.file.opts.filename,
                wasmDir: pathInternal.parse(state.file.opts.filename).dir,
              });
            }
          }
        }
      },
    }
  }
};

// webpack-plugin
const eventEmitter = require('./event-listener');
const path = require('path');

class WasmPlugin {
  apply(compiler) {
    compiler.plugin('emit', function(compilation, callback) {
      for (const i in eventEmitter.data) {
        for (const j in eventEmitter.data[i]) {
          const filePath = path.join(eventEmitter.data[ i ][ j ], '.' + j);
          const content = compiler.inputFileSystem._readFileSync(filePath);
          const stat = compiler.inputFileSystem._statSync(filePath);
          const wasmRefPath = j;
          const wasmName = wasmRefPath.substring(1, wasmRefPath.length);
          compilation.assets[wasmName] = {
            size() {
              return stat.size;
            },
            source() {
              return content;
            },
          };
        }
      }
      callback();
    });
  }
}

module.exports = WasmPlugin;

event-listener的作用是为了保存babel-plugin中获取到的wasm相关信息然后在webpack插件执行的时候使用，webpack-plugin将获取到的wasm文件输出到正确路径。

涉及到的技术主要为commonjs模块机制、babel插件编写与webpack插件编写。

使用

可以参考wasm-module-webpack-plugin或@ne_fe/gis，欢迎start。

尾语

尽管webassembly的出现对前端开发高性能浏览器应用有了重大的作用，webpack4也新增了对webassembly的支持，但是目前以webpack编译为主的前端工程对webassembly的支持依然不友好，开发难度不小，希望以后有更好的解决方案。

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