1. 概述

在快速迭代的Web开发领域,WASM(WebAssembly)的出现为开发者开辟了新天地。它让编译型语言的速度和灵活性得以在Web平台施展。

本文将深入探讨将Java编译为WebAssembly的流程,并分析现有工具和方法论。

2. WASM(WebAssembly)是什么

WebAssembly是一种低级二进制指令格式,可在现代浏览器中运行。它允许开发者用C/C++等语言编写的代码在浏览器中以接近原生的速度执行。WebAssembly设计为与JavaScript协同工作,两者可互操作。

⚠️ WebAssembly并非为手写设计,而是作为C/C++/Rust等源语言的高效编译目标。我们可以将WebAssembly模块导入Web(或Node.js)应用,通过JavaScript调用其功能。

使用原生语言与WebAssembly需要专用编译器将源码转换为WASM格式。在浏览器中执行时,需用JavaScript加载并初始化二进制文件。下图展示了从原生代码到WASM文件的流程:

浏览器中使用WASM的流程

JavaScript作为WASM、HTML和CSS的核心接口,因为WASM目前无法直接访问网页的DOM(文档对象模型)。WASM通过导入/导出机制与JavaScript交互:

  • 导出:源码编译为WASM的函数,JavaScript可像调用普通JS函数一样执行它们
  • 导入:允许在WASM内部引用JavaScript函数

3. 将Java编译为WASM的工具对比

Java作为主流语言,也通过多种工具融入了WASM生态。下面分析三个核心工具:

3.1. TeaVM

TeaVM 是一个Java字节码的AOT(提前)编译器,可生成在浏览器中运行的JavaScript和WebAssembly。它不要求源码必须是Java,因此支持所有JVM语言(如Kotlin/Scala)。TeaVM生成的JavaScript体积更小且性能更优。

✅ 核心优势:

  • 优化器可消除死代码,生成极简JavaScript
  • 重构方法结构,输出接近手写质量的代码
  • 支持多线程且编译速度极快

3.2. JWebAssembly

JWebAssembly 专注于将Java字节码编译为WebAssembly。它支持所有可编译为Java字节码的语言(如Groovy/Kotlin/Scala),并利用LLVM工具链生成优化的WebAssembly输出。

✅ 核心特性:

  • 支持原生方法、异常处理和垃圾回收
  • 转译后对单个方法的WebAssembly输出进行微调优化
  • 确保最终输出达到最佳性能

3.3. CheerpJ

CheerpJ 是基于WebAssembly的浏览器端JVM。它无需安装Java即可在浏览器中执行Java应用,支持所有Java 8 SE运行时特性。

✅ 强大能力:

  • 100%兼容Java 8 SE运行时
  • 支持原生反射和动态类创建
  • 提供文件访问、网络、剪贴板、音频和打印功能
  • 兼容Java Swing、Oracle Forms、EBS等第三方框架

4. 总结

本文解析了WASM原理,并对比了Java转WebAssembly的主流工具:

工具 适用场景 核心优势
TeaVM 编写面向浏览器的新Java应用 代码优化极致,支持多线程
JWebAssembly 从零构建新应用 运行时轻量,LLVM深度优化
CheerpJ 迁移现有Java应用到HTML5 无需修改源码,全特性支持

选择工具需权衡项目需求、性能目标和开发偏好。理解各工具的特性和取舍,才能做出最合适的框架决策。


原始标题:How to Compile Java to WASM (Web Assembly) | Baeldung