WebAssembly: معنی، فوائد، استعمال کے معاملات اور مزید

WebAssembly یا Wasm پروگرام بنانے کے لیے ایک بائنری کوڈ فارمیٹ ہے جو کسی بھی کمپیوٹر فن تعمیر پر چل سکتا ہے۔

اس نظام میں ایک ورچوئل مشین اور ایک کمپائلر شامل ہے جو کمپیوٹر کوڈ کو پروگرامنگ زبانوں، جیسے C یا C++ سے انسان کے پڑھنے کے قابل .wat اور binary .wasm فارمیٹس میں ترجمہ کرتا ہے۔

WebAssembly کا اصل مقصد پروگرامرز کو براؤزر کے اندر قریب مقامی عمل کی رفتار کو فعال کرکے ویب صفحات کے لیے اعلیٰ کارکردگی کی ایپلی کیشنز تیار کرنا تھا۔ لیکن ایسا لگتا ہے کہ ٹیک اب براؤزرز سے آگے اور کلاؤڈ میں تیار ہو رہی ہے۔

یہ گائیڈ آپ کو وہ سب کچھ دکھاتا ہے جو آپ کو اس ترقی پذیر ٹیکنالوجی، اس کی طاقتوں، اور کمزوریوں کے ساتھ ساتھ اس کی مستقبل کی صلاحیت کے بارے میں جاننے کی ضرورت ہے۔

WebAssembly کیا ہے؟

ویب ایسوسی ایشن ایک بائنری کوڈ فارمیٹ ہے جو ایک ورچوئل مشین پر چلتا ہے اور جس پر مختلف زبانیں مرتب کر سکتی ہیں۔ یہ پورٹیبل ہونے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے اور ویب براؤزر پر یا سرور ایپلی کیشن کے طور پر چل سکتا ہے۔

پہلی بار 2017 میں ریلیز کیا گیا، WebAssembly 3 سے W2019C کی سفارش ہے اور اسے متعدد شراکت داروں کے ذریعے برقرار رکھا جاتا ہے، بشمول Mozilla، Google، Microsoft، Red Hat، اور بہت کچھ۔

اصل مقصد یہ تھا کہ آپ کو براؤزر کے اندر C/C++ ایپلیکیشنز کے ساتھ ملیں گے جیسا کہ مقامی طور پر عمل درآمد کی رفتار کو تیار کرنا تھا۔ اس کا مطلب ایک محفوظ، کھلا معیاری، ڈیبگ ایبل، اور ورژن سے کم ویب اسٹینڈرڈ ہونا بھی ہے جو پسماندہ ہم آہنگ اور JavaScript کے مطابق ہے۔

WebAssembly کیسے کام کرتا ہے؟

WebAssembly کو رن ٹائم انجن کے طور پر ڈیزائن کیا گیا ہے، جیسا کہ Java یا JavaScript، جسے .wasm بائنری یا .wat ٹیکسٹ فارمیٹس میں مرتب کردہ کمپیوٹر کوڈ کو چلانے کے لیے براؤزر یا سرور کے ماحول میں سرایت کیا جا سکتا ہے۔

WebAssembly عمل درآمد کے لیے کوڈ لکھنے کے لیے، ڈویلپر متعدد معاون زبانوں میں سے کسی میں بھی پروگرام لکھتا ہے۔ پھر اسے WebAssembly کمپائلر یا تو AOT (وقت سے پہلے) یا JIT (صرف وقت پر) کا استعمال کرتے ہوئے مرتب کریں۔

یہ کوڈ عملدرآمد کے ماحول میں زیادہ تر کام کر سکتا ہے، لیکن یہ براؤزر کے DOM اشیاء تک رسائی یا ترمیم نہیں کر سکتا۔ ایسا کوئی بھی تعامل جاوا اسکرپٹ سے گزرنا چاہیے۔

ایک نمونہ WebAssembly ایپلیکیشن کیسے بنائیں

ویب براؤزر کے لیے ایک سادہ Wasm ایپلی کیشن بنانا صرف چند مراحل سے ممکن ہے جیسا کہ آپ نیچے دیکھ سکتے ہیں:

1. ڈاؤن لوڈ اور انسٹال کریں Emscripten SDK.
2. اپنا نمونہ لکھیں۔ helloworld.c اگر آپ چاہیں تو کوڈ کریں یا اسے C++/Rust میں کریں۔
3. رن emcc helloworld.c -s WASM=1 -s helloworld.html کوڈ کو Emscripten کے ساتھ WebAssembly میں مرتب کرنے کے لیے ٹرمینل میں۔ یہ Wasm بائنری، HTML، اور JavaScript فائلیں بنائے گا جن کی آپ کو ضرورت ہے (گلو کوڈ)۔
4. اپنے ویب براؤزر کے ذریعے helloworld.html صفحہ کی خدمت کریں۔

WebAssembly کے فوائد

WebAssembly اور اس سے متعلقہ ٹیکنالوجیز کو اپنانے کی بہت سی وجوہات ہیں، ان میں شامل ہیں:

• قریبی مقامی کارکردگی - WebAssembly میں اس قدر نچلی سطح کا ڈیزائن ہے کہ یہ کم سطح کی زبانوں جیسے C اور C++ کی طرح پرفارمنس پیش کرتا ہے۔
• سلامتی - سسٹم کو محدود نظام تک رسائی کے ساتھ مجازی ماحول میں الگ تھلگ کرکے محفوظ بنانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
• اوپن اسٹینڈرڈ - بہت سی تنظیمیں اور افراد WebAssembly میں حصہ ڈال رہے ہیں اور یہ W3C کی ایک سرکاری سفارش ہے۔
• ہلکے - WebAssembly بائنری کوڈ میں مرتب کرتا ہے جسے ایک ورچوئل مشین میں عمل میں لایا جائے۔ یہ کوڈ پورٹیبل ہے اور اسے سسٹم فائلوں کی ضرورت نہیں ہے اور نہ ہی اس کے ساتھ آتا ہے۔
• کثیر زبان کی حمایت - 50 سے زیادہ زبانیں WebAssembly میں مرتب کر سکتی ہیں۔
• پلیٹ فارم آزاد - WebAssembly ورچوئل مشین کو ہر فن تعمیر کے لیے اسی رن ٹائم ماحول کو پیش کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ایک ڈویلپر کو صرف WebAssembly کے لیے کوڈ لکھنا ہے۔

ویب اسمبلی کی حدود

• کام جاری ہے - معیار اب بھی ترقی میں ہے اور اس وجہ سے بہت ساری خصوصیات اور بہتری آنا باقی ہے۔
• کوئی کوڑا اٹھانے والا نہیں۔ - WebAssembly میں ابھی بھی کوڑا کرکٹ جمع کرنے کا فقدان ہے، حالانکہ یہ جلد ہی نافذ ہو سکتا ہے۔
• DOM تک رسائی نہیں ہے۔ – آپ WebAssembly سے براہ راست کسی ویب براؤزر کے DOM تک رسائی حاصل نہیں کر سکتے، آپ کو جاوا اسکرپٹ سے گزرنا پڑے گا۔

ویب اسمبلی بمقابلہ جاوا

Java WebAssembly کے ابتدائی نفاذ کی طرح ہے۔ اسے ایک بار لکھنے، کہیں بھی چلائی جانے والی زبان کے طور پر ڈیزائن کیا گیا تھا، لیکن راستے میں بہت سے مسائل پیدا ہوئے۔

بالکل اسی طرح جیسے جاوا کے ساتھ، WebAssembly اپنے کوڈ کو چلانے کے لیے RE (رن ٹائم ماحولیات) کا استعمال کرتا ہے، لیکن جاوا کے برعکس، آپ اپنی پسند کی زبان میں WebAssembly لکھ سکتے ہیں۔

ویب اسمبلی بمقابلہ جاوا اسکرپٹ

WebAssembly براؤزر یا دوسرے میزبان ماحول میں عمل کرتا ہے، بالکل اسی طرح جاوا سکرپٹ. تاہم، جہاں JavaScript کو ٹیکسٹ فارمیٹ میں ایگزیکیوشن ماحول میں پہنچایا جاتا ہے اور اسے وقت کے ساتھ مرتب کیا جاتا ہے، WebAssembly میں ٹیکسٹ اور بائنری دونوں فارمیٹس ہوتے ہیں۔

ویب براؤزرز کے اندر، جاوا اسکرپٹ کو DOM تک رسائی حاصل ہے، جبکہ WebAssembly کو نہیں۔ تاہم، جب عملدرآمد کی رفتار کی بات آتی ہے، تو WebAssembly JavaScript کو اس کے قریب مقامی کوڈ پر عمل درآمد کی رفتار کے ساتھ مات دیتا ہے۔

رفتار وہ جگہ ہے جہاں WebAssembly چمکتا ہے اور اس کی وجہ یہ ہے کہ یہ بہت سارے استعمال کے لیے مثالی ہے۔ آپ JavaScript کا استعمال کرتے ہوئے WebAssembly کو براؤزر میں لوڈ کر سکتے ہیں اور دونوں کوڈ ایک ساتھ چل سکتے ہیں اور وسائل کا اشتراک کر سکتے ہیں۔

ویب اسمبلی بمقابلہ ڈوکر بمقابلہ کبرنیٹس

Docker اور Kubernetes دو مقبول ٹیکنالوجیز ہیں جو کلاؤڈ کمپیوٹنگ کو طاقت دیتی ہیں۔ ڈوکر ایک کنٹینر ٹکنالوجی ہے جو ڈویلپرز کو اس قابل بناتی ہے کہ وہ ایک ایپلیکیشن کو اس کے سسٹم پر انحصار کے ساتھ ایک ہی پیکیج میں پیک کر سکے۔ اس سے کسی بھی کلاؤڈ ماحول میں ایک سیکنڈ یا اس سے کم وقت میں ایپلی کیشن کو تعینات کرنا آسان ہوجاتا ہے۔

دوسری طرف، Kubernetes ایک اوپن سورس سسٹم ہے جو کنٹینرائزڈ ایپلی کیشنز جیسے Docker، CRI-O، کنٹینرڈ، اور کسی بھی Kubernetes CRI (کنٹینر رن ٹائم انٹرفیس) کے نفاذ کو منظم اور تعینات کرتا ہے۔ Kubernetes ایک سے زیادہ سرورز یا ورچوئل مشینوں میں کلاؤڈ کی تعیناتیوں کو اسکیل کرنا بھی آسان بناتا ہے۔

اس نقطہ نظر سے، WebAssembly Docker سے زیادہ مشابہت رکھتا ہے اور اسے Kubernetes کا استعمال کرتے ہوئے کنٹینرائزڈ کلاؤڈ ایپلی کیشن کے طور پر چلانے کے لیے بنایا جا سکتا ہے۔ یہ ڈوکر پر بہت سے فوائد بھی پیش کرتا ہے، لیکن شاید اس کی جگہ نہیں لے گا۔

براؤزر سے آگے

شروع میں ویب سرورز تھے۔ آپ کو سرور کے طور پر ایک مکمل مشین کو وقف کرنا پڑا۔ پھر، ورچوئل مشینیں، یا VMs تھیں، جو سرور کو صرف ایک یا زیادہ CPU تھریڈز پر چلنے کی اجازت دیتی تھیں۔ پھر بھی، آپ کے پاس ایک سرشار VM ہونا ضروری تھا۔

کلاؤڈ کمپیوٹنگ ایپلی کیشنز کو کنٹینرائز کرکے صرف ضرورت کے وقت سرورز کو لانچ اور چلانا ممکن بنایا۔ اس کی وجہ سے اخراجات میں کمی واقع ہوئی، کیونکہ آپ کو صرف اس کے لیے ادائیگی کرنی پڑتی ہے جو آپ استعمال کرتے ہیں - مزید وقف مشینیں نہیں۔ لیکن اب بھی چند مسائل باقی ہیں۔

سب سے پہلے، ڈوکر فائلیں کئی گیگا بائٹس بڑی ہو سکتی ہیں، اور اس کا مطلب ہے کہ آغاز اور دیگر انتظامی مسائل میں تھوڑی تاخیر۔ اسی طرح کی Wasm فائل، تاہم، صرف چند MB بڑی ہو سکتی ہے کیونکہ یہ پہلے سے مرتب شدہ بائنری ہے۔ یہ اسے Docker کے مقابلے میں بہت تیز سٹارٹ اپ ٹائم دیتا ہے، جو کہ مخصوص وقت کی اہم ایپلی کیشنز کے لیے بہترین ہے۔

دوم، WebAssembly کے ڈیزائن کا مطلب ہے کہ ڈویلپر کو سسٹم کے وسائل کو منظم اور تفویض کرنے کی ضرورت نہیں ہے، وہ اپنی پسند کی پروگرامنگ زبان کا استعمال کرتے ہوئے آسانی سے نقطہ تک پہنچ سکتا ہے۔

یہ خصوصیات WebAssembly کو کلاؤڈ مائیکرو سروسز چلانے کے لیے مثالی بناتی ہیں، حالانکہ Docker ایپلی کیشنز اب بھی ان ایپلی کیشنز کے لیے بہتر ہیں جنہیں آپریٹنگ ماحول اور فائل سسٹم پر زیادہ کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔

مزید معلومات کے لیے، جیسے پروجیکٹس WasmCloud اور WasmEdge WebAssembly کو ایک قابل عمل کمپیوٹنگ پلیٹ فارم میں ترقی دے رہے ہیں۔

Wasm استعمال کے کیسز

اس کی مخصوص نوعیت کے پیش نظر WebAssembly کے استعمال کے بہت سے معاملات ہیں۔ انہیں تین بڑے گروہوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ براؤزر میں، براؤزر سے باہر، اور ہائبرڈ سیٹ اپ۔

براؤزر کی قسم خود وضاحتی ہے اور براؤزر سے باہر کا مطلب زیادہ تر سرور، IoT، اور کلاؤڈ کی تعیناتی ہے، جبکہ ہائبرڈ سے مراد ان دونوں کا مرکب ہے۔

مندرجہ ذیل استعمال کے معاملات پر ایک نظر ہے جہاں Wasm بہتر ہوسکتا ہے:

• پہلے سے موجود اعلی کارکردگی کا کوڈ - پرانا لیکن شاندار کوڈ جسے آپ صرف WebAssembly پر پورٹ کر سکتے ہیں۔
• نیا اعلی کارکردگی کا کوڈ - جن کو آپ نے شروع سے ڈیزائن اور نافذ کرنا ہے۔
• ڈیسک ٹاپ ایپلیکیشنز کو ویب پر پورٹ کرنا - یہ ویب پر مبنی ڈیسک ٹاپ حل کی ایک نئی نسل کھول سکتا ہے، جیسے ویب پر مبنی ویڈیو ایڈیٹنگ.
• کلاؤڈ کمپیوٹنگ - نئے مواقع کے لیے Docker اور Kubernetes کے ساتھ دوڑنا۔

ذیل میں مخصوص ایپلی کیشنز اور منظرناموں پر ایک نظر ہے جہاں Wasm ایکسل کر سکتا ہے:

• ویڈیو اور امیج ایڈیٹنگ
• کھیل ڈیزائن
• اے آئی کی ایپلی کیشنز
• ورچوئل اور اگمینٹڈ رئیلٹی ایپلی کیشنز
• موسیقی کی درخواستیں
• P2P ایپلی کیشنز
• سرور سائیڈ ایپلی کیشنز
• کلاؤڈ/کلسٹر کمپیوٹیشنز
• کمپیوٹر-ایڈیڈ ڈیزائن
• OS پلیٹ فارم کا تخروپن
• خفیہ کاری
• مقامی ویب سرور
• ریموٹ ڈیسک ٹاپ ایپلی کیشنز
• سائنسی تصورات
• اسمارٹ فونز پر ہائبرڈ مقامی ایپس
• IoT آلات پر

معاون زبانوں اور فریم ورکس کی فہرست

WebAssembly میں 50 سے زیادہ زبانیں مرتب ہوتی ہیں، اور یہاں کچھ مقبول ترین زبانیں ہیں:

• C
• C ++
• R
• روبی
• سوئفٹ
• Go
• کوٹلن
• مورچا
• پی ایچ پی
• بلیزر - .NET ڈویلپرز کے لیے ایک فریم ورک۔
• JwebAssembly - جاوا بائیک کوڈ اور متعلقہ زبانوں جیسے JRuby، Jython، Groovy، Scala، اور Kotlin کے لیے مرتب کرنے والا۔
• یو - WebAssembly کا استعمال کرتے ہوئے ملٹی تھریڈڈ ویب ایپس بنانے کے لیے ایک مورچا فریم ورک۔
• اسمبلی اسکرپٹ - ایک زبان خاص طور پر WebAssembly کوڈ بنانے کے لیے بنائی گئی ہے۔
• اناج - ایک مضبوط ٹائپ شدہ فنکشنل زبان۔
• موٹوکو

آپ مزید زبانیں تلاش کر سکتے ہیں۔ یہاں.

WebAssembly رن ٹائمز اور ٹولز کی فہرست

• تمام بڑے براؤزرز میں Wasm سپورٹ ہے۔
• پیوڈائڈ - Python سائنسی اسٹیک کے ساتھ براؤزر پر Python رن ٹائم، بشمول Pandas، NumPy، SciPy۔
• وامر
• واگی - مائیکرو سروسز اور ویب ایپس کے لیے
• میں تھا - ماڈیولر سسٹم انٹرفیس
• وسیم ٹائم - تیز اور محفوظ WebAssembly رن ٹائم۔
• وسمر
• لوسیٹ
• wasmCloud - بادل کا ماحول
• کرسٹلیٹ – Wasm کو چلانے کے لیے Kubernetes kublete، Rust میں لکھا ہوا ہے۔
• WasmEdge - کلاؤڈ اور ایج رن ٹائم ماحول

نتیجہ

ہم WebAssembly اور اس میں کمپیوٹنگ کے لیے اپنے سفر کے اختتام پر پہنچ گئے ہیں۔ اور جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، اس میں بہت سارے وعدے ہیں۔

یہ ابھی بھی کام جاری ہے لیکن مسلسل ترقی میں ہے۔ اور اگر آپ دلچسپی رکھتے ہیں، تو آپ مزید معلومات حاصل کر سکتے ہیں۔ یہاں, یہاں، اور یہاں.