Design: प्रस्ताव: एसिंक्स/जेएस एपीआई की प्रतीक्षा करें

यह प्रस्ताव @fmccabe , @thibaudmichaud , @lukewagner , और @kripken के सहयोग से विकसित किया गया था, साथ ही

इस प्रस्ताव का उद्देश्य जावास्क्रिप्ट वादों और WebAssembly के बीच अपेक्षाकृत कुशल और अपेक्षाकृत एर्गोनिमिक इंटरऑप प्रदान करना है, लेकिन इस बाधा के तहत काम करना है कि केवल JS API में बदलाव हैं न कि कोर वासम के लिए।
उम्मीद यह है कि स्टैक-स्विचिंग प्रस्ताव अंततः कई अन्य मूल्यवान स्टैक-स्विचिंग कार्यों के साथ-साथ सीधे WebAssembly के भीतर इस प्रस्ताव में प्रदान किए गए कार्यों को लागू करने की कार्यक्षमता के साथ कोर WebAssembly का विस्तार करेगा, लेकिन स्टैक स्विचिंग के लिए यह विशेष उपयोग मामला था केवल JS API के माध्यम से तेज़ पथ की योग्यता के लिए पर्याप्त तात्कालिकता।
अधिक जानकारी के लिए, कृपया 28 जून, 2021 की स्टैक सबग्रुप मीटिंग के लिए नोट्स और स्लाइड देखें, जिसमें उपयोग परिदृश्यों और कारकों का विवरण दिया गया है, जिन पर हमने विचार किया और इस तर्क को सारांशित किया कि हम निम्नलिखित डिज़ाइन पर कैसे पहुंचे।

अद्यतन: स्टैक उपसमूह को TC39 से प्राप्त प्रतिक्रिया के बाद, यह प्रस्ताव केवल WebAssembly स्टैक को निलंबित करने की अनुमति देता है-यह जावास्क्रिप्ट भाषा में कोई बदलाव नहीं करता है और विशेष रूप से, अप्रत्यक्ष रूप से अलग किए गए asycn / के लिए समर्थन सक्षम नहीं करता है। जावास्क्रिप्ट में await ।

यह (शिथिल रूप से) जेएस-प्रकार के प्रस्ताव पर निर्भर करता है, जो WebAssembly.Function को Function उपवर्ग के रूप में पेश करता है।

इंटरफेस

जेएस एपीआई में निम्नलिखित इंटरफेस, कंस्ट्रक्टर और विधियों को जोड़ने का प्रस्ताव है, नीचे उनके शब्दार्थ पर अधिक विवरण के साथ।

interface Suspender {
   constructor();
   Function suspendOnReturnedPromise(Function func); // import wrapper
   // overloaded: WebAssembly.Function suspendOnReturnedPromise(WebAssembly.Function func);
   WebAssembly.Function returnPromiseOnSuspend(WebAssembly.Function func); // export wrapper
}

उदाहरण

निम्नलिखित इस बात का एक उदाहरण है कि हम कैसे इस एपीआई का उपयोग करने की उम्मीद करते हैं।
हमारे उपयोग परिदृश्यों में, हमने "सिंक्रोनस" और "एसिंक्रोनस" आयात और निर्यात के लिए WebAssembly मॉड्यूल पर विचार करना उपयोगी पाया।
वर्तमान जेएस एपीआई केवल "सिंक्रोनस" आयात और निर्यात का समर्थन करता है।
सस्पेंडर इंटरफ़ेस के तरीकों का उपयोग प्रासंगिक आयात और निर्यात को "एसिंक्रोनस" बनाने के लिए लपेटने के लिए किया जाता है, साथ ही सस्पेंडर ऑब्जेक्ट स्वयं स्पष्ट रूप से इन आयातों और निर्यातों को एक साथ जोड़ता है ताकि कार्यान्वयन और संगतता दोनों को सुविधाजनक बनाया जा सके।

WebAssembly ( demo.wasm ):

(module
    (import "js" "init_state" (func $init_state (result f64)))
    (import "js" "compute_delta" (func $compute_delta (result f64)))
    (global $state f64)
    (func $init (global.set $state (call $init_state)))
    (start $init)
    (func $get_state (export "get_state") (result f64) (global.get $state))
    (func $update_state (export "update_state") (result f64)
      (global.set (f64.add (global.get $state) (call $compute_delta)))
      (global.get $state)
    )
)

टेक्स्ट ( data.txt ):

19827.987

जावास्क्रिप्ट:

var suspender = new Suspender();
var init_state = () => 2.71;
var compute_delta = () => fetch('data.txt').then(res => res.text()).then(txt => parseFloat(txt));
var importObj = {js: {
    init_state: init_state,
    compute_delta: suspender.suspendOnReturnedPromise(compute_delta)
}};

fetch('demo.wasm').then(response =>
    response.arrayBuffer()
).then(buffer =>
    WebAssembly.instantiate(buffer, importObj)
).then(({module, instance}) => {
    var get_state = instance.exports.get_state;
    var update_state = suspender.returnPromiseOnSuspend(instance.exports.update_state);
    ...
});

इस उदाहरण में, हमारे पास एक WebAssembly मॉड्यूल है जो एक बहुत ही सरल राज्य मशीन है- हर बार जब आप राज्य को अपडेट करते हैं, तो यह राज्य में जोड़ने के लिए डेल्टा की गणना करने के लिए बस एक आयात को कॉल करता है।
जावास्क्रिप्ट पक्ष पर, हालांकि, डेल्टा की गणना के लिए हम जिस फ़ंक्शन का उपयोग करना चाहते हैं, उसे एसिंक्रोनस रूप से चलाने की आवश्यकता होती है; यानी, यह एक नंबर के बजाय एक नंबर का वादा लौटाता है।

हम नए JS API का उपयोग करके इस समकालिक अंतर को पाट सकते हैं।
उदाहरण में, WebAssembly मॉड्यूल का एक आयात suspender.suspendOnReturnedPromise का उपयोग करके लपेटा गया है, और एक निर्यात suspender.returnPromiseOnSuspend का उपयोग करके लपेटा गया है, दोनों एक ही suspender ।
वह suspender दोनों को एक साथ जोड़ता है।
यह ऐसा बनाता है कि, यदि कभी (अलिखित) आयात एक वादा लौटाता है, तो (लिपटे) निर्यात एक वादा लौटाता है, जब तक कि आयात का वादा हल नहीं हो जाता है, तब तक सभी गणना "निलंबित" होने के बीच होती है।
निर्यात का रैपिंग अनिवार्य रूप से एक async मार्कर जोड़ रहा है, और आयात का रैपिंग अनिवार्य रूप से एक await मार्कर जोड़ रहा है, लेकिन जावास्क्रिप्ट के विपरीत हमें async को स्पष्ट रूप से थ्रेड करने की आवश्यकता नहीं है await सभी मध्यवर्ती WebAssembly कार्यों के माध्यम से!

इस बीच, इनिशियलाइज़ेशन के दौरान init_state गई कॉल अनिवार्य रूप से बिना निलंबित किए वापस आती है, और निर्यात get_state कॉल भी हमेशा बिना निलंबित किए वापस आती है, इसलिए प्रस्ताव अभी भी मौजूदा "सिंक्रोनस" आयात और निर्यात का समर्थन करता है। WebAssembly पारिस्थितिकी तंत्र आज उपयोग करता है।
बेशक, कई विवरणों को स्किम्ड किया जा रहा है, जैसे तथ्य यह है कि यदि एक सिंक्रोनस निर्यात एक एसिंक्रोनस आयात को कॉल करता है तो आयात को निलंबित करने का प्रयास करने पर प्रोग्राम फंस जाएगा।
निम्नलिखित एक अधिक विस्तृत विनिर्देश के साथ-साथ कुछ कार्यान्वयन रणनीति प्रदान करता है।

विनिर्देश

एक Suspender निम्नलिखित राज्यों में से एक में है:

• निष्क्रिय - इस समय उपयोग नहीं किया जा रहा है
• सक्रिय [ caller ] - नियंत्रण के अंदर है Suspender , के साथ caller समारोह है कि में बुलाया जा रहा है Suspender और एक उम्मीद कर रही है externref वापस किया जाना है
• निलंबित - वर्तमान में कुछ वादों के समाधान की प्रतीक्षा कर रहा है

विधि suspender.returnPromiseOnSuspend(func) दावा है कि func एक WebAssembly.Function जिसमें फ़ंक्शन प्रकार [ti*] -> [to] और फिर फ़ंक्शन प्रकार के साथ WebAssembly.Function लौटाता है [ti*] -> [externref] जो तर्कों के साथ बुलाए जाने पर निम्नलिखित करता है args :

1. ट्रैप यदि suspender की स्थिति निष्क्रिय नहीं है
2. suspender की स्थिति को सक्रिय [ caller ] में बदलता है (जहां caller वर्तमान कॉलर है)
3. result को func(args) (या किसी भी जाल या फेंके गए अपवाद) को कॉल करने का परिणाम होने दें
4. दावा करता है कि suspender की स्थिति सक्रिय है [ caller' ] कुछ caller' (गारंटी होनी चाहिए, हालांकि कॉलर बदल सकता है)
5. suspender की स्थिति को निष्क्रिय में बदलता है
6. result से caller' लौटाता है (या फिर से फेंकता है)

विधि suspender.suspendOnReturnedPromise(func)

• अगर func एक WebAssembly.Function , तो दावा करता है कि इसका फ़ंक्शन प्रकार [t*] -> [externref] और WebAssembly.Function फ़ंक्शन प्रकार [t*] -> [externref] ;
• अन्यथा, दावा करता है कि func एक Function और एक Function लौटाता है।

किसी भी स्थिति में, suspender.suspendOnReturnedPromise(func) द्वारा लौटाया गया फ़ंक्शन निम्नलिखित करता है जब तर्कों के साथ कहा जाता है args :

1. result को func(args) (या किसी भी जाल या फेंके गए अपवाद) को कॉल करने का परिणाम होने दें
2. अगर result लौटा हुआ वादा नहीं है, तो result लौटाता है (या फिर से फेंकता है)
3. ट्रैप यदि suspender की स्थिति सक्रिय नहीं है [ caller ] कुछ caller
4. Lets frames के बाद से ढेर फ्रेम हो caller
5. यदि frames में गैर-निलंबित कार्यों के कोई फ़्रेम हैं, तो ट्रैप करें
6. suspender की स्थिति को निलंबित में बदलता है
7. result.then(onFulfilled, onRejected) का परिणाम onFulfilled और onRejected फ़ंक्शंस के साथ देता है जो निम्न कार्य करते हैं:
   
   
   
   1. दावा करता है कि suspender की स्थिति निलंबित है (गारंटी दी जानी चाहिए)
   
   
   2. suspender की स्थिति को सक्रिय [ caller' ] में बदलता है, जहां caller' onFulfilled / onRejected का कॉलर है
   
   
   3. 
      
      
      • के मामले में onFulfilled , के लिए दिया मूल्य धर्मान्तरित externref और रिटर्न कि करने के लिए frames
      
      
      
      • onRejected के मामले में, अपवाद हैंडलिंग प्रस्ताव के जेएस एपीआई के अनुसार अपवाद के रूप में दिए गए मूल्य को frames तक फेंक देता है
      
      
      
   
   

एक समारोह निलंबित है अगर यह था

• WebAssembly मॉड्यूल द्वारा परिभाषित,
• suspendOnReturnedPromise द्वारा लौटाया गया,
• returnPromiseOnSuspend द्वारा लौटाया गया,
• या सस्पेंडेबल फंक्शन के लिए होस्ट फंक्शन बनाकर उत्पन्न किया गया है

महत्वपूर्ण रूप से, जावास्क्रिप्ट में लिखा कार्यों नहीं suspendable के सदस्यों से राय के अनुरूप हैं, TC39 (कुछ ऊपर सूचीबद्ध को छोड़कर), और मेजबान कार्यों रहे suspendable इंजन देखरेख से राय के अनुरूप, नहीं।

कार्यान्वयन

इस प्रस्ताव के लिए एक कार्यान्वयन रणनीति निम्नलिखित है।
यह स्टैक-स्विचिंग के लिए इंजन समर्थन मानता है, जो निश्चित रूप से मुख्य कार्यान्वयन चुनौतियां हैं।

स्टैक दो प्रकार के होते हैं: एक होस्ट (और जावास्क्रिप्ट) स्टैक, और एक WebAssembly स्टैक। प्रत्येक WebAssembly स्टैक में suspender नामक एक सस्पेंडर फ़ील्ड होता है। प्रत्येक थ्रेड में एक होस्ट स्टैक होता है।

प्रत्येक Suspender में दो स्टैक-रेफरेंस फ़ील्ड होते हैं: एक को caller कहा जाता है और एक को suspended कहा जाता है।

• निष्क्रिय अवस्था में, दोनों फ़ील्ड रिक्त हैं।
• सक्रिय स्थिति में, caller फ़ील्ड कॉलर के (निलंबित) स्टैक को संदर्भित करता है, और suspended फ़ील्ड रिक्त है
• निलंबित स्थिति में, suspended फ़ील्ड उस (निलंबित) WebAssembly स्टैक को संदर्भित करता है जो वर्तमान में सस्पेंडर के साथ जुड़ा हुआ है, और caller फ़ील्ड रिक्त है।

suspender.returnPromiseOnSuspend(func)(args) द्वारा कार्यान्वित किया जाता है

1. जाँच कर रहा है कि suspender.caller और suspended.suspended शून्य हैं (अन्यथा फंसना)
2. stack को suspender संबद्ध एक नया आवंटित WebAssembly स्टैक होने देना
3. stack स्विच करना और पूर्व स्टैक को suspender.caller में संग्रहित करना
4. result को func(args) (या किसी भी जाल या फेंके गए अपवाद) का परिणाम होने देना
5. suspender.caller स्विच करना और इसे शून्य पर सेट करना
6. मुक्त stack
7. result वापस लौटना (या फिर से फेंकना)

suspender.suspendOnReturnedPromise(func)(args) द्वारा कार्यान्वित किया जाता है

1. func(args) कॉल करना, किसी भी जाल को पकड़ना या अपवाद फेंकना
2. यदि result लौटा हुआ वादा नहीं है, तो result लौटाना (या फिर से फेंकना)
3. जाँच कर रहा है कि suspender.caller शून्य नहीं है (अन्यथा फँसाना)
4. stack को वर्तमान स्टैक होने दें
5. जबकि stack एक WebAssembly स्टैक नहीं है जो suspender जुड़ा है:
   
   
   
   • जाँच कर रहा है कि stack एक WebAssembly स्टैक है (अन्यथा फँसाना)
   
   
   • stack को stack.suspender.caller होने के लिए अद्यतन कर रहा है
   
   
6. suspender.caller स्विच करना, इसे शून्य पर सेट करना, और पूर्व स्टैक को suspender.suspended में संग्रहीत करना
7. result.then(onFulfilled, onRejected) का परिणाम onFulfilled और onRejected द्वारा कार्यान्वित किए गए कार्यों के साथ लौटाना
   
   
   
   1. suspender.suspended स्विच करना, इसे शून्य पर सेट करना, और पूर्व स्टैक को suspender.caller में संग्रहीत करना
   
   
   2. 
      
      
      • onFulfilled के मामले में, दिए गए मान को externref कनवर्ट करना और उसे वापस करना
      
      
      
      • onRejected के मामले में, दिए गए मान को फिर से फेंकना
      
      
      
   
   

सस्पेंडेबल फ़ंक्शन के लिए