WebAssembly 在工业领域的巨大机遇
注：本文内容引用自https://www.infoq.cn/article/pskeeKXTSbmQa2cauwBh
WebAssembly 是一种新的编码方式，一种虚拟的指令集，具有紧凑的二进制格式，可以以接近原生的性能运行，并被多种语言诸如 C / C ++，Rust，Go，Kotlin 等作为编译目标。
在工业领域，WebAssembly 已经获得学术界和一些大型企业的强烈兴趣，在过去的 2 年中已经涌现一些相关前沿性研究报告与开源项目。
在 2022 年由美国卡耐基梅隆大学举办的一场名为“WebAssembly Research Day”的学术会议中，西门子研究人员作了一个主题为“An end-to-end toolchain for evaluating WebAssembly runtimes for CPS-IoT Use cases”的报告。西门子团队介绍了当前工业界最新的编程语言 WebAssembly 技术在以下方面对他们的巨大意义：
网络物理控制（ Cyber Physical Control）：传统上，电气控制工程师、计算机软件工程师和通信工程师三组人马分开工作，相对独立。工业化与信息化的两化深度融合在工业控制系统内集成计算、通信和存储等功能，使用 WebAssembly 技术支持计算和控制在网络中自由分布流动，是网络物理控制的极佳的支撑技术，也是电气控制、软件、通信工程师们共同的工具。
广泛的设备支持（Range of supported devices）：WebAssembly 的轻量化设计可以支持其在 500K 内存以内的嵌入式设备上轻松工作，也能很好利用 512M 内存的网关和 16G 内存的工业 PC，同时还可以在云端服务器上运行。WebAssembly 程序的跨平台特性，让计算负载可以按需灵活部署。
兼容巨大存量的软件（Legacy Software Support）：像西门子这样的大型公司会具有基于 C/C++的海量存量软件，这些软件源码都可以被重新编译到 WebAssembly，部署到各种现代的硬件平台上。工业化与信息化的两化深度融合就是要把用在 IT 的先进技术应用到 OT 领域。WebAssembly 正是这一有力的工具，将在 IT 领域开发出的应用，如人工智能、机器学习、计算机视觉、数据处理、数据存储、数据流处理、以及复杂模型的控制系统等无缝移植到工业领域里。
高性能和一致性（Performance and consistency）：西门子对业界主要的开源 WebAssembly 引擎进行了科学全面的测试，确认 WebAssembly 技术在程序运行与计算性能上的优势，其中由英特尔、小米、蚂蚁、亚马逊等公司主导开发 WebAssembly Micro Runtime（WAMR）表现了令人满意的性能。
为什么是 WebAssembly？
和 Java 与.NET 的不同？WebAssembly 是一种同时具有字节码格式和文本格式的计算机程序语言。字节码格式带来了跨平台的关键能力，Java 是由 Sun 最早引入字节码格式的语言，其 class 字节码格式已经帮助 Java 语言取得了巨大成功。微软也为.NET 引入了公共语言运行时 (CLR)的字节码文件格式，成为 Windows 平台主流的程序运行格式。那在工业界为什么是 WebAssembly 呢？
首先，WebAssembly 是 W3C 组织下定义的开放标准，W3C 所创建的标准定义流程保证了万维网（Web）领域互联互通与向后兼容，WebAssembly 的演进是先 有规范后有实现，具有充分的向后兼容支持，不会发生剧烈甚至颠覆性的改变。其所有的相关编译器、引擎、工具等都是完全开源的方式在组织开发。在 WebAssembly 技术领域，不存在像甲骨文公司和微软公司对 Java 和.NET 从商标、专利、版权、技术路线等全方位的独家控制。这些特点，对于需要有长时期支持的工业系统来说尤其重要。
其次，支持多种编程语言，尤其是 C/C++。虽然 Java，Kotlin 和 Scala 等语言也都支持编译到 JVM 字节码格式，但与之相比，WebAssembly 是唯一支持 C/C++、Rust 的字节码技术。在工业领域，需要能够重用巨大存量的 C/C++库和软件，Rust 语言因为其内存安全特性，也备受工业界关注。
第三点，内置的隔离能力。Java 和.NET 设计初衷并不包含模块之间的隔离能力。WebAssembly 的设计，让在同一个进程内或者在嵌入式无用户状态环境中执行多个 WebAssembly 程序模块，保证模块之间具有强内存隔离性。同时任何一个 WebAssembly 程序如发生了非法内存访问，将被 WebAssembly 引擎所捕获，不会影响到其他程序的执行。这个特点让 WebAssembly 在 CDN 领域作为微容器，在单个进程内创建许多的 WebAssembly 实例，达到极高的吞吐能力。对于工业领域众多嵌入式设备，这个能力可以帮助分离应用程序和固件的开发，支持嵌入式上的应用后装载和动态更新，甚至为支持第三方应用开发提供了可能。
第四点，超轻量型与高执行性能。参考开源项目 WebAssembly Micro Runtime，其执行一个 WebAssembly 代码所需要的资源可以在 100K 内存之内，同时通过预编译技术，WebAssembly 程序执行速度可以接近甚至超过 GCC 原生编译程序执行的速度。同时 WebAssembly 支持硬件加速计算能力如 SIMD，支持多线程充分利用现代 CPU 多核计算能力，让 WebAssembly 轻松执行 Tensorflow 这样机器学习应用类型的密集计算。
最后，跨平台能力。WebAssembly 和 Java 和.NET 一样具有跨平台能力，同一份二进制文件可以运行在不同 CPU 架构、不同操作系统的环境上。工业领域存在如此多的不同设备类型，我们可以说没有比工业领域更欢迎这个关键能力了。