WebAssembly là gì? Đặc điểm của WebAssembly và những ưu điểm khiến nó trở thành tương lai của ứng dụng web

WebAssembly là gì đã trở thành câu hỏi được quan tâm rộng rãi trong cộng đồng công nghệ khi mà công nghệ này không chỉ giải quyết vấn đề hiệu suất mà còn mở ra những khả năng hoàn toàn mới cho việc phát triển ứng dụng web. Từ việc cho phép các ngôn ngữ lập trình như C, C++, và Rust chạy trực tiếp trên trình duyệt đến việc tạo ra những ứng dụng web có hiệu suất gần như native code, WebAssembly đang định hình lại tương lai của lập trình web. Sự hợp tác giữa những ông lớn công nghệ như Google, Microsoft, Mozilla và Apple trong việc phát triển WebAssembly cũng cho thấy tầm quan trọng và tiềm năng to lớn của công nghệ này.

Khái niệm cơ bản về WebAssembly

WebAssembly, thường được viết tắt là Wasm, là một định dạng tập lệnh nhị phân được thiết kế dành cho các máy ảo dựa trên ngăn xếp (stack-based virtual machine). Về bản chất, WebAssembly đóng vai trò như một mục tiêu biên dịch di động cho các ngôn ngữ lập trình, cho phép triển khai ứng dụng trên web cho cả client và server. Điều này có nghĩa là các nhà phát triển có thể viết code bằng những ngôn ngữ hiệu suất cao như C, C++, Rust, sau đó biên dịch thành mã nhị phân WebAssembly để chạy trực tiếp trên trình duyệt web.

Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của WebAssembly chính là khả năng đạt hiệu suất gần như native code bằng cách tận dụng các khả năng phần cứng phổ biến có sẵn trên nhiều nền tảng khác nhau. Điều này được thực hiện thông qua định dạng nhị phân được thiết kế để có kích thước nhỏ gọn và thời gian tải hiệu quả. So với các ứng dụng truyền thống sử dụng container hoặc máy ảo, các module WebAssembly chỉ có kích thước vài megabyte, trong khi container images thường yêu cầu hàng trăm megabyte đến vài gigabyte.

Cơ chế hoạt động của WebAssembly và mối quan hệ với JavaScript

Khi tìm hiểu WebAssembly là gì, nhiều người thường hiểu lầm rằng nó được tạo ra để thay thế JavaScript. Thực tế, WebAssembly được thiết kế để hoạt động song song và bổ sung cho JavaScript chứ không phải để thay thế hoàn toàn. Mối quan hệ này tạo ra một sự kết hợp mạnh mẽ, trong đó JavaScript tiếp tục đảm nhận vai trò xử lý giao diện người dùng, tương tác với DOM và các Web API, trong khi WebAssembly chịu trách nhiệm cho những tác vụ đòi hỏi hiệu suất cao và tính toán phức tạp.

Cơ chế hoạt động của WebAssembly dựa trên việc tạo ra một môi trường thực thi an toàn và được cách ly (sandboxed execution environment) có thể được triển khai bên trong các máy ảo JavaScript hiện có. Khi được nhúng vào web, WebAssembly tuân thủ các chính sách bảo mật same-origin và permissions giống như JavaScript, đảm bảo tính an toàn cho người dùng. Module WebAssembly có thể gọi đến và nhận gọi từ JavaScript context, đồng thời truy cập các chức năng của trình duyệt thông qua cùng những Web API mà JavaScript sử dụng.

Những ưu điểm vượt trội của WebAssembly

Hiệu suất gần như native và tốc độ xử lý vượt trội

Một trong những lý do chính khiến WebAssembly là gì trở thành câu hỏi được quan tâm rộng rãi chính là khả năng mang lại hiệu suất đáng kinh ngạc cho các ứng dụng web. Các benchmarks của những thuật toán đòi hỏi tính toán cao được viết bằng C++ cho thấy WebAssembly có thể đạt hiệu suất rất gần với việc thực thi native, điều mà JavaScript khó có thể làm được. Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với những ứng dụng cần xử lý dữ liệu lớn, thực hiện các phép tính phức tạp hoặc simulation.

WebAssembly loại bỏ sự phụ thuộc vào JavaScript trong những tác vụ nặng, cải thiện thời gian khởi động và cung cấp một cách tiếp cận chuẩn hóa. Khác với JavaScript cần thông qua quá trình interpretation và optimization trong runtime, WebAssembly được biên dịch trước thành mã nhị phân, cho phép trình duyệt thực thi trực tiếp mà không cần thời gian xử lý bổ sung. Điều này đặc biệt quan trọng cho những ứng dụng đòi hỏi độ trễ thấp và hiệu suất ổn định như xử lý video, audio hoặc các công cụ chỉnh sửa real-time.

Tính bảo mật cao và khả năng tương thích đa nền tảng

WebAssembly được thiết kế với tính bảo mật làm ưu tiên hàng đầu thông qua việc tự động cách ly các module trong một môi trường sandbox. Cơ chế này đảm bảo rằng code WebAssembly chạy trong một môi trường được kiểm soát, ngăn chặn code không tin cậy có thể gây tổn hại đến hệ thống. WebAssembly runtime tự động áp dụng các cơ chế bảo mật như control-flow security, đảm bảo rằng code chạy trong một môi trường được containment với overhead tối thiểu.

Về khả năng tương thích, WebAssembly được phát triển thông qua nỗ lực hợp tác mã nguồn mở của nhiều tổ chức, tất cả đều có lợi ích trong việc đảm bảo WebAssembly có thể sử dụng được trong môi trường phát triển của họ. Điều này dẫn đến việc WebAssembly có thể chạy nhất quán trên các môi trường khác nhau, từ trình duyệt web đến server, thậm chí cả các thiết bị IoT. Tính di động cao này cho phép các nhà phát triển viết code một lần và triển khai ở nhiều nơi, giảm thiểu thời gian và chi phí phát triển.

Các ứng dụng thực tế của WebAssembly trong thời đại số

Ứng dụng trong gaming và xử lý đồ họa

Lĩnh vực gaming và xử lý đồ họa là một trong những ứng dụng nổi bật nhất khi nói đến WebAssembly là gì và tiềm năng của nó. WebAssembly cho phép các nhà phát triển game mang những trò chơi có hiệu suất cao, vốn trước đây chỉ có thể chạy trên desktop, lên nền tảng web mà không hy sinh đáng kể về chất lượng graphics hay gameplay. Khả năng xử lý tính toán phức tạp và rendering graphics với tốc độ gần như native làm cho WebAssembly trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc phát triển web-based games và các ứng dụng đòi hỏi xử lý đồ họa cao.

Ngoài gaming, WebAssembly cũng mở ra khả năng tạo ra các công cụ chỉnh sửa ảnh, video editing tools và các ứng dụng xử lý media ngay trên trình duyệt. Việc có thể xử lý dữ liệu multimedia lớn với hiệu suất cao mà không cần cài đặt phần mềm bổ sung đang tạo ra một cuộc cách mạng trong cách chúng ta tiếp cận việc phát triển ứng dụng creative. Các tác vụ như áp dụng filter cho ảnh, xử lý video real-time hay thậm chí là các ứng dụng CAD đơn giản giờ đây có thể được thực hiện trực tiếp trên web với hiệu suất tương đương desktop applications.

Vai trò trong IoT và edge computing

Sự phát triển của Internet of Things (IoT) đã tạo ra nhu cầu lớn về các giải pháp có thể chạy hiệu quả trên các thiết bị có tài nguyên hạn chế. WebAssembly với định dạng nhỏ gọn và khả năng chạy gần như native code đã trở thành một giải pháp lý tưởng cho các thiết bị IoT. Các module WebAssembly có thể được triển khai trên các thiết bị edge với overhead tối thiểu, cho phép xử lý dữ liệu ngay tại chỗ thay vì phải gửi về cloud để xử lý.

Trong bối cảnh edge computing, WebAssembly mang lại khả năng chạy 50-100 lần nhiều pods hơn trên một node so với traditional containers, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với việc triển khai các dịch vụ phân tán. Tính portable cao của WebAssembly cũng giúp các nhà phát triển có thể tạo ra những ứng dụng chạy nhất quán trên nhiều loại thiết bị khác nhau trong hệ sinh thái IoT. Điều này đặc biệt quan trọng khi các thiết bị IoT thường có các kiến trúc và hệ điều hành khác nhau, nhưng với WebAssembly, cùng một code có thể chạy trên tất cả các thiết bị này.

Tạm kết

WebAssembly đã và đang chứng minh rằng nó không chỉ là một xu hướng công nghệ tạm thời mà là một bước tiến quan trọng trong việc định hình tương lai của phát triển ứng dụng. Từ việc mang lại hiệu suất gần như native code cho các ứng dụng web đến việc mở ra những khả năng hoàn toàn mới trong gaming, IoT và edge computing, WebAssembly đang thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về ranh giới giữa web applications và native applications. 

Với sự hỗ trợ mạnh mẽ từ các ông lớn công nghệ và cộng đồng phát triển ngày càng lớn mạnh, WebAssembly hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển và mở ra những cơ hội mới cho ngành công nghiệp phần mềm trong những năm tới.

Để theo kịp với sự phát triển của các công nghệ tiên tiến như WebAssembly và phục vụ tốt nhất cho việc học tập cũng như công việc phát triển phần mềm, bạn có thể tham khảo các dòng laptop cao cấp và điện thoại thông minh mới nhất tại FPT Shop. Những thiết bị này sẽ giúp bạn trải nghiệm mượt mà các ứng dụng WebAssembly và hỗ trợ tối ưu cho việc phát triển ứng dụng trong thời đại công nghệ 4.0.

Laptop AI

Xem thêm:

• Google Instant Apps là gì? Khám phá công nghệ ứng dụng tức thì đột phá của Google
• Volume Boot Record là gì? Tìm hiểu chi tiết về thành phần quan trọng trong hệ thống máy tính