「WebAssembly が新しいウェブ機能を加速する仕組み」について
WebAssemblyについて 下記のサイト「WebAssemblyが新しいWeb機能を加速させる方法」を元にGPT-4に書いてもらいましたので、それを共有いたします。正確性に欠ける部分があると思いますが、新しい分野なのでザックリつかむ程度でお読みいただければと思います。
お気づきの点があれば教えていただけるとありがたいです。
Google Developers Japan: WebAssembly が新しいウェブ機能を加速する仕組み (googleblog.com)
WebAssemblyは、開発者がWeb上で新たな機能を創出する方法を根本的に変えています。
WebAssemblyは他の言語からコンパイルされるポータブルなバイトコードフォーマットで、これにより開発者は他のプラットフォームからのライブラリや機能を、再実装することなく、パフォーマンス良くWebに持ち込むことができます。また、WebAssemblyは、CPUからのパフォーマンスを最大限に引き出すことができる並列化スレッドやSingle Instruction Multiple Data (SIMD)などの高度な計算原理を提供します。
具体例として、FFMPEG on WasmはWebアプリが効果的にビデオを扱うのを可能にしています。また、Google MeetでのVC呼び出しの背景ぼかし機能もWebAssemblyによって提供されています。さらに、SQLite on Wasmは、ブラウザ間で十分に採用されなかったWeb SQLを置き換えることになるでしょう。
この新たな開発パラダイムは早いイテレーション速度、ブラウザ間での即時のサポート、そしてセキュリティの強化といった利点を持っています。しかし、JavaScriptの置き換えではなく、JavaScriptの機能を拡張するものであり、まだJavaScriptに完全に依存しています。さらに、ページのバンドルサイズが大きくなる可能性があり、これはユーザーエクスペリエンスにとって重要な問題となります。
最終的に、WebAssemblyはブラウザで新しい機能を既に可能にしており、機能開発の方法を根本的に変える新しいアプローチを表しています。新しいパラダイムには利点と欠点がありますが、全体としてこれはブラウザと開発者の両方にとって強力な新しいアプローチです。
WebAssembly（WASM）について
まずは、WebAssembly（WASM）が何であるかから始めましょう。WASMは、低レベルのバイナリフォーマットで、ウェブブラウザーで高速に実行できるように設計されています。JavaScriptと共に、ウェブのプラグインなしでネイティブコードに近い性能を提供するための言語として、WASMはWeb上での高パフォーマンスなアプリケーションを可能にします。
WASMは、C、C++、Rustなど、さまざまなプログラミング言語からコンパイルすることが可能で、高パフォーマンスが要求されるウェブアプリケーション（例えば、ゲーム、音楽アプリ、CADツール、暗号通貨マイニング、画像/動画編集など）を作成するために使用されます。その結果、従来はデスクトップアプリケーションでしか可能ではなかったような機能が、Webブラウザ上で実現可能になってきています。
また、JavaScriptとWASMは同じWebAPIにアクセスでき、相互に通信することが可能なので、JavaScriptとWASMは共存し、それぞれが最適な部分に使用されることが期待されています。例えば、DOMの操作やイベントのハンドリングにはJavaScriptを、CPU集約的な処理やメモリアクセスが頻繁に必要な処理にはWASMを使用するというように。
さらに、WASMはセキュリティにも優れています。WASMは安全なメモリサンドボックスで実行されるため、ブラウザー自体の安全性を損ねることなく、高度な機能をWebに提供できます。
しかしながら、WASMは万能ではありません。例えば、現在のところWASMから直接DOMを操作することはできません。このため、WASMからDOMを操作するためには、JavaScriptを介する必要があります。また、WASMのバイナリファイルはJavaScriptと比較して大きいため、大量のWASMコードを使用するとページの読み込み時間が増えてしまう可能性があります。
まず、WASMから直接DOMを操作することができない点について説明します。WASMはウェブで高パフォーマンスなアプリケーションを実行するためのもので、そのために最適化されています。しかし、その最適化は計算速度とメモリ管理に集中しており、DOM（Document Object Model）のようなウェブ固有のAPIへの直接アクセスは含まれていません。したがって、WASMは低レベルの処理を高速に実行することができますが、ページ上の要素（つまり、DOM）を直接操作する能力は持っていません。
次に、WASMのバイナリファイルサイズについて説明します。WASMはバイナリフォーマットであり、ソースコードは直接的にマシンコードにコンパイルされます。これにより、ブラウザはそのコードを非常に高速に解釈し、実行することが可能となります。しかしこのバイナリ形式は、同等の機能を持つJavaScriptよりも大きなサイズになることがあります。特に、大規模なプロジェクトでは、これがウェブページのロード時間に影響を及ぼす可能性があります。したがって、開発者はパフォーマンスとロード時間のトレードオフを考慮する必要があります。
最後に、これらの制約がWASMの有用性を損なうものではないことを強調しておきたいです。WASMはウェブ上での高パフォーマンスなアプリケーションの実行を可能にする強力なツールであり、JavaScriptと組み合わせて使うことでその制約を克服することができます。例えば、JavaScriptを使ってDOM操作を行い、WASMを使ってCPU集約的なタスクを処理するというように。
以上のように、WASMはウェブの新しいデベロッパー機能の作成方法を根本的に変革する可能性を持っています。それは新しいウェブ機能をクロスブラウザで実装し、ブラウザの相互運用性を維持するための重要なツールであり、今後のウェブ開発の可能性を広げています。
WebAssemblyがWeb開発にどのように影響を与えているか
WebAssemblyとは何か WebAssembly（Wasm）は、他のプログラミング言語からコンパイルされるバイトコード形式で、その性質上ポータブル（様々なプラットフォームで利用可能）であり、パフォーマンスが最大化されます。これにより、開発者は他のプラットフォームのライブラリや機能をWebに高性能で持ち込むことができます。これにより、Web開発は新たなステージへと進展し、これまでWebブラウザで難しかった一部の高度な機能が可能になりました。
具体的な使用例 この記事では、FFMPEG on WasmやGoogle Meetでの背景ぼかし機能など、WebAssemblyがどのように実世界で活用されているかについて触れています。これらの例は、WebAssemblyが可能にする新たな機能の一部であり、その応用範囲は広大です。
新しい開発パラダイムの利点 WebAssemblyの導入により、開発のイテレーション（反復開発）のスピードが大幅に向上し、ブラウザ間での互換性も確保されるようになりました。また、WebAssemblyをベースとした機能はセキュリティが強化されています。これは、WebAssemblyが強固なセキュリティのサンドボックス（安全な実行環境）の上で動作するためです。
制限と課題 しかし、WebAssemblyにも欠点と制限があります。例えば、WebAssemblyはJavaScriptを置き換えるものではなく、JavaScriptの機能を拡張するものであり、JavaScriptに依存しています。また、機能やロジックをユーザーランド（アプリケーションが動作する領域）に移すことで、ページのバンドルサイズが増大し、それがユーザーエクスペリエンスに影響を及ぼす可能性があります。
まとめ WebAssemblyは、ブラウザでの新たな機能を可能にし、機能開発の方法を根本的に変える新しいアプローチを提供します。この新しいパラダイムには利点と欠点がありますが、全体としてブラウザと開発者にとって強力な新たな道具であると言えます。