WASM / WASI - Kubecon 2024 (巴黎)

2024 年是 Kubernetes (k8s) 十周年，于是上周特地去法国参加了 Kubecon 2024。

现场各个 Talk 中出现最频繁的三个词：WASM / Rust / AI，于是刚好借这个机会整理一下 WASM 离大规模应用还有多远。

WASM 在浏览器已经非常成熟，比如很多桌面应用都已经被移植到浏览器：Photoshop, AutoCAD，MatLab；
WASM 的下一个目标则是 k8s 云服务，搭配 Rust 语言实现安全隔离的 Serverless 应用;
WASM 嵌入式应用还很遥远，因为 WASI 标准 (I2C，SPI，Serial) 都还没制定，大概是下下个目标。

如果用软件开发的几个阶段来描述的话：

WASM 浏览器已经是 General Availability 了;
WASM 云服务正在从 Alpha 走向 Beta 阶段（当前发展重点 WASM + Rust）;
WASM 嵌入式还在 pre-Alpha 阶段。

这里顺便一提，会场最后一个关键词 AI，其实我个人不太喜欢 AI 这个词，一开始大家说 AI 一般指 NLP 和 Generative Model (图灵测试)；后来整个 Deep Learning, Reinforcement Learning，Machine Learning 都变成 AI 了；再到现在，只要是 Optimization 相关的算法统统成了 AI，甚至连 A* 这种寻路算法也成了 AI。

这个套路以前我就见过：曾经传感器加个 MCU 就成了智能传感器，一下就能吸引更多人，拿到更多融资；现在一个公司没有 AI 相关，都不敢说自己是科技公司。这也导致了 AI 的范围越来越广，以至于现在听到 AI，我根本不知道对方具体指什么。

你在做什么？我做 AI 的。

你是哪里人？我是地球人。

实际上 Kubecon 会场的 AI，大部分用的是 Meta 开源的 Llama，因为从模型训练，Fine-tuning，到 Inference 和大规模部署，都有全套开源的工具链（国内所谓自主研发的大模型，基本都是 Llama）。

这大概是 AI 的另一个好处，如果直接说 Llama，自主研发就被戳破了，但是说 AI 就没人知道具体是什么了。

Meta Llama：https://github.com/meta-llama/llama

接下来我会总结一下 WASM 云服务和嵌入式比较受欢迎的几个项目。

WASM 云服务

如果希望在云服务大规模部署 WASM 应用，我们需要一个 runtime，现在提到最多的三个：wasmtime, wasmer，WasmEdge。

wasmtime：Bytecode Alliance 官方项目，各种语言支持比较全，开源贡献者最多；
wasmer：比较偏商业化的公司产品，各种语言支持也非常全；
WasmEdge：也是一个商业化的产品，发展重点是轻量化，高性能。

接下是我个人的偏好：如果是想了解体验 wasm 最新的开源进度，我会选择 wasmtime；如果是公司商业应用，我会尝试 wasmer；而 WasmEdge 更多的是提供一种可能的轻量级优化方向。

当然，这些 runtime 都是被 Docker 支持的，也有一些略微小众一点的 runtime：

io.containerd.wasmer.v1
io.containerd.wasmtime.v1
io.containerd.wasmedge.v1
io.containerd.lunatic.v1
io.containerd.wws.v1
io.containerd.slight.v1
io.containerd.spin.v2

如果使用 Docker，可以一行命令体验 wasm，不过这是 Docker Beta 才有的功能。

docker run \
  --runtime=io.containerd.wasmedge.v1 \
  --platform=wasi/wasm \
  secondstate/rust-example-hello

WASM 嵌入式

对嵌入式而言，我只找到唯一的官方 runtime：wasm-micro-runtime，现在支持的 RTOS 有：

WASI

WASM 整体目标还是为了实现跨系统、跨硬件的代码，所以需要抽象很多 Interface，这些都是在 WASI 里面定义的。

从 WASI 的接口的进展，就能判断 WASM 距离应用还有多远：一共有5个阶段，现在最为成熟的云服务也才到 Phase 3：

wasm-io
wasm-filesystem
wasm-socket
wasm-http
…

另一个，略微有些进展的方向是神经网络 (Phase 2)：

wasm-nn

当然，要说最不成熟的，那还得是 Phase 1 的嵌入式了：

wasi-i2c
wasi-spi
wasi-digital-io
wasi-crypto
wasi-native-threads
wasi-message-queue

上面我列举的都是嵌入式最关心的接口了，但是都还处于画大饼阶段，所以我们还需要给 WASM 很多很多耐心。

WASM Component

除了 WASI 标准，另一个很重要的是 WASM component。

为了增加 WASM 代码的可移植性，我们需要标准化一些接口调用的数据类型，这些接口需要用 WIT (Wasm Interface Type) 语言来定义，类似 ProtoBuf 的 proto 文件。

interface canvas {
    type canvas-id = u64;

    record point {
        x: u32,
        y: u32,
    }

    draw-line: func(canvas: canvas-id, from: point, to: point);
}

当然，如果写的 WASM 代码不遵循 WIT 标准，也是可以运行的，只不过这样可移植性大大降低，需要反复造轮子。然而问题又在于：WIT 标准还在制定中，所以整体还有很长一段路要走。

最后关于 WASM 编程语言：Rust 毫无疑问是官方支持的第一梯队，其他的 Golang，Javascript，Python 只能说附带有支持。

总结

如果想知道 WASM 最新的发展阶段，可以在下面网站上看看自己关心的 WASI 接口到了什么阶段。

https://github.com/WebAssembly/WASI/blob/main/Proposals.md

当然，也可以参加 WASM 每双周的 meeting：

https://github.com/WebAssembly/meetings/blob/main/process/attendance.md