各位观众老爷，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊 WebAssembly GC 提案中的一个重量级选手——Managed References，也就是托管引用。它可是连接 WebAssembly GC 和宿主语言内存模型的关键桥梁。准备好了吗？咱们这就开车！
开场白：WebAssembly GC，终于等到你！
话说 WebAssembly (Wasm) 这玩意儿，自打出生以来，就自带光环。性能高、体积小、安全性好，简直是前端开发者的福音。但是，早期的 WebAssembly 只能玩玩数值计算、图像处理之类的，对于复杂的应用，比如需要大量对象操作的，就有点力不从心了。原因很简单：它缺少垃圾回收 (GC)。
没有 GC，就意味着内存管理得自己来。这对于 C/C++ 这种“手动挡”语言来说，问题不大。但对于 JavaScript、Java、C# 这种“自动挡”语言来说，就比较痛苦了。你得把 GC 的逻辑也编译到 WebAssembly 里，这无疑会增加体积，降低性能。
现在好了，WebAssembly GC 提案来了！它试图在 WebAssembly 层面提供标准的垃圾回收机制，让各种语言都能更方便地编译到 WebAssembly。而 Managed References，就是这个提案中的一颗耀眼的星星。
Managed References：连接 Wasm GC 和宿主世界的桥梁
啥是 Managed References 呢？简单来说，它就是 WebAssembly GC 堆中的对象，能够被宿主环境（比如 JavaScript）直接访问和操作的引用。
你可以把它想象成一个“传送门”，通过这个传送门，JavaScript 可以直接进入 WebAssembly GC 堆，找到里面的对象，然后读写它的属性、调用它的方法。
如果没有 Managed References，WebAssembly 和宿主环境之间的通信就只能通过一些原始的方式，比如线性内存的拷贝。这种方式效率低下，而且容易出错。
有了 Managed References，我们就可以实现更加高效、更加安全的跨语言互操作。
Managed References 的类型
Managed References 主要分为两种类型：
- Externref: 这是一个不透明的引用，宿主环境可以持有它，但不能直接访问它的内容。你可以把它想象成一个“黑盒子”，宿主环境只知道它是一个对象，但不知道它里面有什么。
- JsRef: 这是一个可以被宿主环境直接访问和操作的引用。你可以把它想象成一个“透明盒子”，宿主环境可以清楚地看到它里面的内容，并且可以随意修改。
| 类型 | 描述 |
|---|---|
externref |
不透明的引用，宿主环境可以持有，但不能直接访问其内容。通常用于表示宿主环境中的对象，或者 WebAssembly 模块不想暴露内部结构的类型。 |
jsref |
可以被宿主环境直接访问和操作的引用。通常用于表示 WebAssembly 模块希望暴露给宿主环境的对象，宿主环境可以直接读写其属性、调用其方法。使用 jsref 需要谨慎，因为它可能会破坏 WebAssembly 的安全模型。 |
Externref：保护你的隐私
externref 就像一个谨慎的朋友，它会保护你的隐私，不让外人窥探你的秘密。
举个例子，假设你用 Rust 写了一个 WebAssembly 模块，里面有一个复杂的对象，你不希望 JavaScript 直接修改它，那么你就可以把这个对象包装成一个 externref，然后传递给 JavaScript。
JavaScript 拿到这个 externref 之后，只能把它当做一个不透明的对象来处理，不能直接访问它的属性和方法。如果 JavaScript 想要操作这个对象，必须通过 WebAssembly 模块提供的接口。
// Rust 代码
#[wasm_bindgen]
pub struct MyObject {
value: i32,
}
#[wasm_bindgen]
impl MyObject {
#[wasm_bindgen(constructor)]
pub fn new(value: i32) -> MyObject {
MyObject { value }
}
pub fn get_value(&self) -> i32 {
self.value
}
pub fn set_value(&mut self, value: i32) {
self.value = value;
}
}
#[wasm_bindgen]
pub fn create_my_object(value: i32) -> externref {
// 将 MyObject 包装成 externref
MyObject::new(value).into()
}
#[wasm_bindgen]
pub fn get_my_object_value(obj: &MyObject) -> i32 {
obj.get_value()
}// JavaScript 代码
import init, { create_my_object, get_my_object_value } from './pkg/my_wasm_module.js';
async function run() {
await init();
// 创建一个 externref
const myObjectRef = create_my_object(10);
// 无法直接访问 myObjectRef 的属性
// myObjectRef.value // 报错！
// 只能通过 WebAssembly 模块提供的接口来访问
const value = get_my_object_value(myObjectRef);
console.log(value); // 输出：10
}
run();在这个例子中，create_my_object 函数返回一个 externref，JavaScript 拿到这个 externref 之后，不能直接访问 MyObject 的 value 属性，只能通过 get_my_object_value 函数来获取它的值。
JsRef：打开方便之门，但要小心使用
jsref 就像一个热情的向导，它会带你参观 WebAssembly GC 堆中的对象，让你随意访问和操作它们。
但是，jsref 也带来了一些风险。因为 JavaScript 可以直接修改 WebAssembly GC 堆中的对象，这可能会破坏 WebAssembly 的安全模型。
所以，在使用 jsref 的时候，一定要小心谨慎，确保你的代码不会出现问题。
// AssemblyScript 代码
export class MyObject {
value: i32;
constructor(value: i32) {
this.value = value;
}
getValue(): i32 {
return this.value;
}
setValue(value: i32): void {
this.value = value;
}
}
export function createMyObject(value: i32): jsref {
// 将 MyObject 包装成 jsref
return new MyObject(value);
}// JavaScript 代码
import * as wasm from "./build/untouched.js";
const myObjectRef = wasm.createMyObject(5);
// 可以直接访问 myObjectRef 的属性
console.log(myObjectRef.value); // 输出：5
// 可以直接修改 myObjectRef 的属性
myObjectRef.value = 20;
console.log(myObjectRef.value); // 输出：20
// 也可以调用 myObjectRef 的方法
console.log(myObjectRef.getValue()); // 输出：20在这个例子中，createMyObject 函数返回一个 jsref，JavaScript 拿到这个 jsref 之后，可以直接访问 MyObject 的 value 属性，也可以直接修改它。
Managed References 的优势
- 高效的跨语言互操作: Managed References 可以让 WebAssembly 和宿主环境之间进行高效的通信，避免了不必要的内存拷贝。
- 更强的类型安全: Managed References 可以提供更强的类型安全，避免了类型错误导致的 bug。
- 更好的垃圾回收: Managed References 可以让 WebAssembly GC 和宿主环境的 GC 协同工作，提高垃圾回收的效率。
Managed References 的挑战
- 安全问题:
jsref可能会破坏 WebAssembly 的安全模型，需要谨慎使用。 - 性能问题: Managed References 可能会带来一些性能开销，需要进行优化。
- 复杂性: Managed References 增加了 WebAssembly 的复杂性，需要开发者学习新的概念。
Managed References 的应用场景
- Web 游戏: Managed References 可以让游戏引擎（比如 Unity）更好地集成 WebAssembly，提高游戏的性能。
- Web 应用: Managed References 可以让 Web 应用使用 WebAssembly 编写高性能的模块，提高应用的响应速度。
- WebAssembly 插件: Managed References 可以让 WebAssembly 插件更好地与宿主环境交互，扩展应用的功能。
代码示例：在 JavaScript 中使用 Managed References
这里我们用一个简单的例子来说明如何在 JavaScript 中使用 Managed References。
假设我们有一个 WebAssembly 模块，它定义了一个 Person 类，并且提供了一个 createPerson 函数来创建一个 Person 对象，然后返回一个 jsref。
// AssemblyScript 代码
export class Person {
name: string;
age: i32;
constructor(name: string, age: i32) {
this.name = name;
this.age = age;
}
greet(): string {
return `Hello, my name is ${this.name} and I am ${this.age} years old.`;
}
}
export function createPerson(name: string, age: i32): jsref {
return new Person(name, age);
}然后，我们可以在 JavaScript 中使用这个 WebAssembly 模块：
// JavaScript 代码
import * as wasm from "./build/untouched.js";
// 创建一个 Person 对象
const person = wasm.createPerson("Alice", 30);
// 访问 Person 对象的属性
console.log(person.name); // 输出：Alice
console.log(person.age); // 输出：30
// 调用 Person 对象的方法
console.log(person.greet()); // 输出：Hello, my name is Alice and I am 30 years old.在这个例子中，我们直接在 JavaScript 中访问了 Person 对象的属性，并且调用了它的方法。这就是 jsref 的威力。
总结
Managed References 是 WebAssembly GC 提案中的一个重要组成部分，它让 WebAssembly 和宿主环境之间的互操作更加高效、更加安全。虽然它也带来了一些挑战，但它的优势是显而易见的。
随着 WebAssembly GC 提案的不断完善，Managed References 将会在 Web 开发中发挥越来越重要的作用。
展望未来
Managed References 的未来是光明的。随着 WebAssembly GC 提案的不断发展，我们可以期待以下几点：
- 更多的语言支持: 越来越多的语言将会支持 Managed References，让开发者可以使用自己喜欢的语言来编写 WebAssembly 模块。
- 更好的性能优化: Managed References 的性能将会得到进一步的优化，让 WebAssembly 应用更加高效。
- 更强的安全性: Managed References 的安全性将会得到进一步的加强，避免安全漏洞的出现。
结束语
好了，今天的讲座就到这里了。希望大家对 Managed References 有了更深入的了解。记住，Managed References 是连接 WebAssembly GC 和宿主世界的桥梁，掌握它，你就能更好地玩转 WebAssembly！
感谢大家的收听！下次再见！