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做者 | Duncan Uszkay

译者 | 马可薇

筹谋 | 蔡芳芳

Shopify 努力于让大大都商家都需要的功用变得简单易用，并通过接口在 Shopify 平台上施行查询、扩展和更改，进而为商家供给更多可能。借助那些接口，我们丰硕的合做伙伴生态系统能够处理诸多问题。那一生态系统次要借助“App”（一个独立托管的 Web 办事）来运做。该 App 通过收集与 Shopify 停止通信。虽然那种形式很强大，但会带来一系列手艺问题。我们的合做伙伴需要打造可以随 Shopify 规模扩展的 Web 办事，那让一些本就资本有限的合做伙伴越发捉襟见肘。即使合做伙伴随无限的资本，在与 Shopify 通信时产生的收集延迟也足以让我们的 App 在对时效性要求很高的用例中败下阵来。

我们希望我们的合做伙伴可以专注于操纵996引擎手游传奇他们的特长来处理问题，而不消破费时间办理可扩展的 Web 办事。为实现那一目的，我们保留了不受信赖的合做伙伴代码的灵敏性，并将其在我们的根底设备上运行。为了确保那些代码的性能、平安性与灵敏性，我们选择了 WebAssembly 那种通用格局。

WebAssembly

什么是 WebAssembly？WebAssembly.org 给出了如下定义：

”WebAssembly（缩写为 Wasm）是一种基于仓库虚拟机的二进造指令格局。Wasm 是为编程语言设想的可移植编译目的，使客户端和办事器应用法式可以在 Web 上摆设。“

如需详细领会 WebAssembly 及其汗青，能够阅读由 Mozilla 的 Lin Clark 撰写的那篇图文并茂的文章。本文在此不做详述。

Wasm 凡是都是与 Java 一路在阅读器内运行，但 Shopify 却另辟门路，在阅读器之外运行 Wasm，而且不消到 JavaScirpt。做为一款高性能语言，Wasm 绝非 Java 的单纯替代品：它面向 Web 和非 Web 的嵌入而设想，处理了普遍存在于阅读器和代码施行引擎中的一个难题，即若何在不受信赖的情况中高效施行法式。Wasm 满足了我们的三大次要手艺需求：平安性、性能和灵敏性。

平安性

运行不受信赖的代码具有极大的风险。从素质上来讲，那些代码不只难以预测，而且还很有可能对整个 Shopify 平台形成损害。虽然市道上并没有百分之百平安可靠的应用，但我们仍是要防备平安破绽，而且在呈现问题后采纳办法来减轻其影响。

Wasm 将代码施行放到了一个基于仓库的沙箱情况中，依靠显式导入来与主机停止通信。因而，我们无法在 Wasm 中写入任何歹意代码，只能利用供给的输入端口操做虚拟情况。在那一点上 Wasm 与字节码有所差别，字节码在语法中间接引用了它们希望在此中运行的计算机或操做系统。

Wasm 还有良多差别的功用，可让用户免受错误代码的影响，包罗受庇护地挪用仓库和运行时类型查抄。WebAssembly.org 上供给了更多关于 Wasm 平安模子的详细材料。

性能

在电商范畴，较快的运行速度才是商家鞭策业绩增长时必备的利器。若是 Shopify 供给的功用无法兼顾加载时间和定造价值，那么那种功用压根就没有任何价值可言。

Wasm 自己的设想充实操纵了常见的硬件功用，并在各类平台上阐扬出最接近原生的性能。它面向逃求更高性能、优化阅读器施行的开发者社区。因而，无论是如今仍是将来，Wasm 和它的周边东西在设想上城市以性能优化为中心。

灵敏性

能帮忙开发者进步开发效率的代码施行办事才是实正有用的办事。Wasm 做为一款字节码格局，与多种编译器相兼容，为代码开发者供给了撑持多种编程语言的一流开发体验。那也让我们可以在不改动底层施行模子的情况下，供给多语言撑持。

基于社区

Shopyify 在开展目的和设想方面根本连结一致，那为我们选择 Wasm 供给了手艺上的理由，但事实其实不仅限于此：我们对 Wasm 的选择不只关乎于手艺，更关乎于人。若是 Wasm 生态系统置之不理，或者它仅在存亡线上困兽犹斗，那么我们不会选择它。WebAssembly 的社区是个充满活力的社区，不竭立异，它的潜力是无限的。自从参加那个充满热情的社区，Shopify 就获益匪浅。

同样，我们也在为社区奉献出我们的力量。通过搜集用户反应，切磋功用缺陷，以及为我们利用的开源东西提交代码奉献。我们认为，那为我们与 WebAssembly 社区之间成立优良的互惠合做关系打下了坚实根底，我们也期望着在将来可以继续为那个新鲜的社区献出我们的力量。

代码施行办事的架构

在简单介绍过 WebAssembly 以及我们选择它的原因后，下一步就来深切切磋我们的运行计划。

我们利用的是最后由 Fastly 开发的开源东西 Lucet。Fastly 那家公司为多量量寿命不长且不受信赖的模块供给了一个可编程的边沿云平台，让它们能够在尽可能接近倡议恳求的处所施行恳求。那与我们的合做方供给的代码所面对的问题不异，因而，我们天然而然就选择了 Lucet。

Lucet

Lucet 是 Wasm 的运行时和编译器。Wasm 中的模块确保了系统的平安性，因为我们无法在 Wasm 中写入歹意代码，因而 Lucet 操纵 Wasm 模块的验证停止平安查抄。在验证之后，模块会被编译为一个可施行的文件，其性能能够到达原生形态。别的，Wasm 还撑持提早编译，可制止施行运行时编译带来的延迟。Lucet 容器在启动时无需施行任何操做，那让它拥有了令人惊讶的 35μs 启动时间。若是您对 Lucet 及其工做原理感兴趣，能够去看看 Fastly 的 CTO Tyler McMullan 的演讲视频。

Shopify 中 Wasm 引擎的工做原理流程图

我们将 Lucet 包拆在一个办理 I/O 和模块存储的 Rust Web 办事里，并将其称做是 Wasm 引擎。在运行时，Shopify 通过 Web 恳求挪用 Wasm 引擎以处置部门功用。引擎之后再挪用站点的上下文中应用输出，那里的上下文可能会涉及到创建折扣、施行约束，或者是任何商家想要在平台中私家定造的同步办事。

运行性能

下图中是我们在比来一次的性能测试中提取到的一些目标。我们选择了一个很小的功用及逆行测试：让模块对用户购物车中添加的物品数量停止限造。在测试期间，每分钟施行十万个模块，持续时间约 5 分钟。

模块施行所需时间

该图表展现了施行一个模块所需时间的详细情况，此中包罗容器的 I/O 和模块的施行。y 轴代表时间（单元：ms），x 轴代表测试运行的详细时间。

图中的浅紫色图例代表 Lucet 中施行模块需要的时间，其宽度大约在 100μs 摆布盘桓。其余图标则是 I/O 的处置和引擎的详细情况，能够看出施行的全数时间大约在 4ms 摆布。所有的时间显示都是第 99 位百分比（99p）。为了能更好天文解图中时间的含义，下面让我们将用 Shopify 中性能卓越的在线商铺衬着办事：Storefront Renderer 的测试恳求时间做比力。

Storefront Renderer 响应时间

那张图表中展现了 Storefront Renderer 在一段时间内的恳求时间。y 轴代表恳求时间（单元：秒），x 轴代表返回数值时的详细时间。浅蓝色线条代表在 700 毫秒摆布的第 99 百分比。

若是将模块处置时间大致预算在 5 毫秒内，那么能够说 Lucet 施行时间带来的性能影响几乎能够忽略不计。

生成 WebAssembly

为了让我们性能卓越的施行引擎阐扬感化，我们还需要受权开发者创建兼容的 Wasm 模块。Wasm 的感化并非让用户亲身编写（想写当然是能够写的）代码，而是做为一个编译目的存在。那就会让我们思虑以下问题：我们撑持哪些编程语言，详细又要撑持到什么水平。

理论上来说，任何有 Wasm 撑持的开发语言都是能够的。但是，我们更希望开发者能够将精神集中在为商家处理问题上，而不是研究要若何契合我们的 API。那也是我们选择单一语言 Ruby 撑持，并为开发者供给快速启开工具的原因。然而，因为 Ruby 动态语言的特征，我们其实不能将其间接编译为 Wasm，而涉及编译解释器的处理计划会有严苛的性能赏罚。正因如斯，我们最末决定接纳静态编译的语言，并将动态语言编译的可能性留待将来。

通过我们的调研发现，Shopify 生态系统中的开发者大多能对 Java 纯熟应用。可惜的是，因为 Java 与 Ruby 一样是动态语言，只得被排除在外。最末，我们选择了一种语法类似于 Type 的开发语言：Assembly。

利用 Assembly

固然 WebAssembly 撑持大量开发语言，但此中有两大类编译器是我们无法利用的：

生成情况或开发语言特定产品的编译器，即节点或阅读器。（例如 Asterius、Blazor）

只适用于特定运行时的编译器。那些编译器生成的模块依赖于特定语言的特定导入，凡是是为了撑持某些特定语言的尺度库，让他们可以在系统挪用或运行时功用可用而存在的。因为我们其实不想被锁死在某一特定语言上，所以那类编译器就不在我们的考虑范畴内了。（例如 Lumen）

那些功用强大的编译器在其他情况下或许可以阐扬奇效，但可惜无法为我们所用。我们需要可以生成 WebAssembly 的东西，而不是由 WebAssembly 撑持的东西。Assembly 即是被我们选中的东西。

与 WebAssembly 中的其他东西一样，Assembly 还在开发过程中。它缺乏一些诸如闭包撑持等关键功用，在边沿情况下仍会报错。那时候就闪现出了社区的重要性。

开发语言 Assembly 和它的周边东西拥有一个用户活泼的喜好者和维护者社区，自从 2019 年 Shopify 初次利用 Assembly 以来，他们就不断在撑持着我们。而我们也通过 OpenCollective 持久奉献代码以撑持社区。我们编写完成了一个语言办事器，在实现闭包方面也获得里一些停顿，也为编译器和周边东西供给了错误修复。

我们还将 Assembly 融入了我们早期的东西之中。在 Shopify CLI 中，我们通过集成 Assembly，允许开发者通过号令行创建、测试和摆设模块。为了进步开发效率，我们供给了能够处置 Shopify 定义对象（例如“Money”）底层实现的 SDK。除了那些东西，我们还搭建了一个允许合做伙伴监控模块的系统，便利他们在模块呈现毛病时收到警报。我们的最末目的是让合做伙伴们可以在不失去代码在原生平台上灵敏性和可察看性的前提下，将他们的代码迁徙到我们的平台之上。

新功用，新机遇

通过毗连商家和合做伙伴，Shopify 做到了商家与企业的对接，处理了两边各自面临的问题。若是你对我们的代码施行办事感兴趣，觉得那些对您或者您的 App 很有用，欢送在推特上 @ShopifyEng。如需领会更多关于 Shopify 及我们 App 的信息，请拜候我们的开发者页面。

原文链接：

https://shopify.engineering/shopify-Webassembly

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