InfoQ|Micro Runtime，跨越嵌入式到云端的新型容器：WebAssembly( 二 ) 2019年11月

WAMR最早是“北海”团队的一个内部创新项目，其目标是为英特尔广泛的产品线提供一个通用的托管代码运行环境。它在许多场景都能起到关键作用，例如在SGX可信运行环境中提供第三方程序安全运行沙箱，支持第三方在平台的受控运行环境里进行场景创新，在边缘服务器上构建高性价比的托管代码运行环境，或利用硬件加速用户程序等。
3WAMR的设计目标在开始WAMR项目之前，怎么定位该项目是一个关键问题。项目团队分析了WASM的几个关键特点，包括该标准在Web领域的巨大动能、前端语言C/C++/Rust的支持情况、LLVM对WASM的后端支持、极佳性能和较小的资源消耗等，认为WASM未来在嵌入式设备到云端都将具有极其广泛的应用空间。但是从另外一方面来看，目前WASM能提供比较成熟的支持的前端语言以C/C++/Rust为主，不易吸引Java、JS和Python开发者。同时，当前缺乏编程语言层API标准接口，导致短期内基于WASM之上不太可能出现一个像J2SE或者Node.js一样的系统性平台。
基于以上分析，我们预期短期内WASM的应用很可能将分布在非常广泛的碎片化领域，这就要求WAMR的设计能充分应对各种可能的需求。在WAMR的最初设计中，定义了以下主要设计目标：
模块化和高度可定制化；
轻量级：要求产生很小的二进制文件与极低的内存消耗；
快：提供比其他语言如Java、JS更快的WASM解释器，通过编译方式运行能接近原生速度；
广泛：能够支持或者扩展到更多的架构和操作系统；
自主实现的预编译（AoT）WASM模块加载器：如果要在Linux之外的更多平台和环境，如IntelSGX和MCU系统上加载预编译WASM模块，不能只依赖Linux的系统模块加载功能，必须提供自己的AoT模块加载功能。
经过漫长的开发迭代过程， WAMR项目最终达到了一开始的设计目标：
菜单式编译框架，支持使用者选择不同的模块、功能和特性编译生成最终产品；
在资源消耗控制方面， WAMR运行引擎的二进制文件在WASM解释器模式下只有85KB ，在AoT模式只有50KB 。 16KB内存就可以跑起来一个WASM小程序，经过一些微调内存消耗甚至可以低至8KB；
在性能方面， WAMR提供了经典（classic）和快速（fast）两个解释器版本，相比常规的Java和JS解释器具有更高的速度。 AoT和JIT模式通过LLVM编译框架把WASM生成目标平台的机器指令，能够达到接近GCC编译的速度；
AoT模块加载器能支持在Linux、SGX和ZephyrOS上加载预编译到机器指令的WASM模块。
4WAMR功能与特性一览WAMR项目包括以下三部分功能：
iwasmVM内核，是WASM字节码的执行引擎，支持解释器、提前编译（AoT）和实时编译（JIT）多种模式；
WASM应用程序API和多实例应用框架；
WASM应用程序的动态管理；
WAMR支持许多非常有价值的特性，便于开发者使用，并且支持更广泛的应用场景。主要特性列举如下：
可选择libc支持方案：如果WASM应用程序需要调用libc的库函数，可以选择基于WASI的标准libc支持，或者在嵌入式环境中使用内建libc子集支持。开发者可以根据需要选择合适的模式
提供易用的C-API用来嵌入WAMR到宿主程序中
支持将NativeAPI导出到WASM应用程序
支持多个WASM模块动态加载与调用
提供线程管理和支持WASM应用使用pthread库
多架构的支持，目前WAMR已经支持如下多种架构：X86-64、X86-32、ARM、THUMB、AArch64、MIPS、XTENSA
多系统的支持，目前已经支持的系统包括Linux、Zephyr、MacOS、VxWorks、AliOS-Things、IntelSoftwareGuardExtension(Linux)、Android等
WAMR已经达到100%符合W3C发布的WebAssemblyMVP（MostViableProduct）版本。 WebAssembly在W3C的发展非常活跃，从MVP至今已经又推出了许多新特性，通常称为Post-MVP特性。