凹语言在 KCD 深圳 2023

凹语言项目联合发起人柴树杉在 KCD 深圳 2023 论坛分享了凹语言最新的进展和案例，以下是本次分享的内容回顾：

案例-NES 模拟器：

在线演示地址：https://wa-lang.org/nes/

模拟器代码地址：http://gitee.com/wa-lang/nes-wa，将仓库克隆至本地，下载最新版凹语言编译器，在控制台输入以下命令（其中 ./nes-wa 为模拟器代码的本地路径）：

wa run ./nes-wa

即可编译模拟器，并在本地 8000 端口（ localhost:8000 ）发布页面应用。

桌面版浏览器访问，使用键盘控制：小键盘方向键对应手柄方向键；空格对应手柄select键；回车对应手柄start键 Ctrl 对应手柄A键； Shift 对应手柄B键。

手机等触屏设备浏览器访问，直接在 UI 触控：左下方摇杆操作为先在中心按下，然后四向摇动（类似于王者荣耀等手游）；按住X键为A键连发；按住Y键为B键连发。

案例-WebGPU：

在线演示地址：https://wa-lang.org/webgpu/

WebGPU 示例代码地址：https://gitee.com/wa-lang/webgpu，将仓库克隆至本地，下载最新版凹语言编译器，在控制台输入以下命令（其中 ./webgpu 为 WebGPU 示例代码的本地路径）：

wa run ./webgpu

即可编译示例，并在本地 8000 端口（ localhost:8000 ）发布页面应用。

WebGPU 标准尚处于实验阶段，移动设备的浏览器普遍尚不支持，本案例建议使用 Chrome 等最新版的桌面版浏览器访问。

分享讲稿全文：

0. 自我介绍

大家好，我是来自凹语言社区的柴树杉。很荣幸能够参加这次 KCD 深圳大会，感谢主办方和各个赞助者、志愿者和参加的朋友。我要分享的题目是：WASM 初体验——以凹语言为例。

凹语言是一个开源的、针对 WebAssembly 设计的通用编程语言。借此机会，给各位朋友介绍下。

1. 为何选择 WASM 为目标

1.1 背景历程（ 2018 ）——WASM 代表计算的自由

首先：民主的技术，是通向计算自由的基石

WASM 在 2018 年发布了草案，当时我们觉得 WASM 技术可能可以给我们计算的自由。哪怕是以开源软件为例，现在能够真正拥有自由的计算环境对个体程序员非常奢侈。而 WASM 计算，其核心思想是提供一套中间表达指令集和虚拟机，运行在浏览器内置的 WASM 虚拟机中。而 WASM 虚拟机的初始版本非常简单，不考虑极致性能的话，几乎每个程序员都可以自己实现一个，而这恰恰给了目前程序员最大的自由。

同时，作为 W3C 的国际标准，WASM 技术前景非常广阔。基于这些判断，我们在 19 年底出版了《 WebAssembly 标准入门》这本书，尝试在国内推广这门技术。图书的封面引用了 Ending 定律的观点：所有可被编译为 WASM 的，终将被编译为 WASM 。

目前，各大主流语言都已经支持 WASM 。包括 Docker 技术的创始人也表达了类似的观点：如果 WASM 早点出现，可能就没有 Docker 了。

1.2 背景历程（ 2019 ）——WASM 缺少好用的语言

到了 2019 年，我和丁尔男将之前在公司的实践经验总结成章，在机械工业出版了《面向 WebAssembly 编程》这本书。书中系统介绍了如何通过 Emscripten 使用 C/C++来开发 WASM 程序。

虽然 Emscripten 工具链非常成熟，但是对于有经验的 C++程序员来说，开发 WASM 程序依然是一个巨大挑战。 C++虽然支持 WASM 最好，但不是最好的 WASM 语言——我们想做一个简单易用的 WASM 语言。

最开始语言的名字叫 wasmlang ，后来简化为 Wa-lang 。后来根据拼音 Wa 取了“凹语言”的名字。 “凹”不仅仅音同 Wasm 的前缀，形状也和 WASM 的图标很像。后来“凹”字又被社区小伙伴赋予了不同的解读。

2. 我们是如何构建以 WASM 为目标的凹语言的

2.1 凹语言项目筹备阶段（ 2019-2020 ）

为了启动语言项目，我们选择了以 Go 语言为蓝本开始设计语言，但是砍掉了 WASM 不需要的并发特性。 当时的 V 语言和 TinyGo 项目也给了我们很多启发。Go 语言编译器本身是开源的，我们决定从 Go 蓝本开始这个线路极大降低了起步的难度。我们经常说，凹语言是站在 Go 语言的腰上成长起来的。

我们出版了《 Go 语言定制指南》这本书，并且首次公开了“凹语言”这个概念。在 2020 年，我们初步达成共识：“不做玩具车！”

2.2 凹语言开源大事记

2.3 凹语言-国内首个实现纯浏览器编译+执行（ 2022.9 ）

这是凹语言的 Playground ，主要是扈梦明负责实现。

2.4 凹语言-游戏-贪吃蛇(2023.1.8)

贪吃蛇是凹语言开源半年时间，用凹语言第一次实现的小游戏。其虽然是通过比较原始的 API 来和 Canvas 交互，但第一次验证了凹语言在该方向的潜力。

2.5 凹语言-入选 CNCF wasm 语言全景图(2023.9)

今年，凹语言有幸进入了 CNCF 的 wasm 语言全景图，其中很多都是 C/C++、Go 这种世界级的著名项目。 能够和他们同列我们很荣幸，对凹语言项目组也是极大的鼓励。

3. 如何以凹语言构建 WASM 程序

3.1 凹语言-脚手架

为了让 WASM 编程简单，凹语言内置了脚手架。在安装凹语言编译器之后，只需要 2 步即可生成并运行一个 WASM 示例。

3.2 凹语言-Canvas - 简介

在之前实现贪吃蛇时，使用的是比较底层的 API ，在编程的过程中经常需要在凹语言和宿主 JS 语言之间做深度切换，对于编程体验是一个极大的挑战。

为此，在 9 月份项目组通过设计好用的 FFI ，以达到对跨 JS/凹语言提供更友好 API 的能力。在 FFI 的基础上我们重新次抽象了 Canvas 包。这是完全在凹语言环境直接操作 Canvas 对象，大大降低跨语言编程的噪声。

3.3 凹语言-Canvas-更多案例

有了更友好的 Canvas 接口之后，同类型的程序构造就会变成非常容易。

这里的 3 个案例都是基于 Canvas 的例子：

• 左边是在凹语言实现对文本信息的 QR 码编码为图片，然后显示在 Canvas 上。
• 中间的例子也是类似，基于分型的算法产生图片，然后显示在 Canvas 上。
• 右边的例子则是生命游戏，从静止的 Canvas 图片进化为视频，其中每一帧图片的处理逻辑依然类似。

同样，基于新的 Canvas 接口重新实现贪吃蛇游戏也会更加简单。有兴趣的同学可以试一试。

3.4 凹语言-游戏-任天堂 NES/FS 模拟器(2023.12.15)

我第一次见到小霸王游戏机是在 90 年代初期，当时还是上小学的时候。然后在大学期间下载过游戏模拟器来玩坦克大战、超级玛丽这些经典游戏。当我们刚开始决定做凹语言的时候，有一个共识：“不做玩具车”。其实当时的想法是，通过凹语言能够来开发一些小玩具就可以了。而 NES 模拟器刚好可以满足小时候不花钱玩游戏的梦想，对于凹语言刚好也是一次很好的检验。开发组的小伙伴通过通力合作最终完成了凹语言版本 NES 模拟器的开发工作。整个核心凹语言代码将近 3 千行，在手机浏览器中执行非常的流畅——我当时突然意识到当初“不做玩具车”的小目标真的达成了！

感兴趣的图像可以通过二维码打开页面体验。项目的全部代码在 Gitee 仓库开源。

3.5 凹语言-WebGPU-模拟土星(电脑浏览器打开)

WASM 诞生之初是为了提升 JS 的性能，是面向的计算密集型的应用。而浏览器中的 WebGPU 也是通过新兴的 API 来释放本地硬件的计算能力。换言之，WASM 和 WebGPU 在计算密集型这个方向是有很大交集的。因此，凹语言的联合发起人丁尔男，在凹语 FFI 的基础上开始封装 WebGPU 特性，最终实现了模拟土星的 Demo 。由于 WebGPU 是电脑浏览器才有的能力，大家可以在电脑浏览器查看。项目的全部代码也是在 Gitee 开源。

3.6 小结

以上的例子都是在今年 8 月份凹语言发布 MVP 版本之后的成果。它们在本地都可以通过 wa run 命令执行，非常简单。

4. 凹语言的未来规划

通过前面展示的几个例子，我们相信凹语言已经可以用于生产，是一个可以真正开上路的车子了。对于未来发展我们依然保持灵活策略，目前阶段主要是打磨已有的功能，补充缺失的关键特性。可能包含：扩展标准库和测试；完善 Canvas 和 WebGPU 的库封装；优化性能和实现包管理工具。

5. 最后

凹语言项目是一次草根程序员对重新掌握工具的尝试。感谢凹语言的小伙伴们：项目联合发起人丁尔男，临委会委员扈梦明和赵普明，开发者通力合作完成了项目的一次次突破。我们希望通过这次努力能够获得更多的自由。

最后也欢迎大家加入凹语言社区，共同推动 WASM 生态的发展。对于程序员来说，这个过程既有趣又很酷！

谢谢大家！

原文链接：https://wa-lang.org/smalltalk/st0036.html