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C++

如果要为 macOS 进行 C++ 开发,建议安装 Clang 编译器。只需在“终端”窗口 (Ctrl+Shift+ `) 中运行以下命令即可安装命令行开发人员工具:

xcode-select --install

然后,要验证已安装 clang,请在“终端”窗口中运行以下命令。你应该会看到一条消息,其中包含有关所使用的 Clang 版本的信息。

clang --version
#include<iostream>

using namespace std;

int main(){
    cout << "Hello~" << endl;
    return 0;
}

命令行执行:

clang++ main.cpp 
# if meet some error like this: error: non-aggregate type 'vector<int>' cannot be initialized with an initializer list
# g++ -std=c++11
./a.out 

WebAssembly

官网:https://emscripten.org/

Mac 安装 Emscripten

brew install emscripten

安装完成后测试是否存在

emcc -v

编译 C++ 代码

emcc main.cpp

命令成功执行后,你会发现 main.cpp 同级目录下会生成两个文件:a.out.wasma.out.js。其中,a.out.wasm 就是我们想要的 Wasm 模块。

node a.out.js

Node.js 是支持 Wasm 模块的(自 Node.js 8 开始)。

如果你希望到浏览器环境下测试文件,那么你可以在命令行下使用如下指令编译我们的 C++ 代码:

emcc main.cpp -o main.html

命令成功执行后,main.cpp 同级目录下会再多出三个文件:main.wasmmain.jsmain.html。你可以用Live Server打开 main.html 文件,就能看到结果了:

调试 WebAssembly

我们可以在编译 WebAssembly 的时候加入 -v 参数来让 Emscripten 为我们输出更多编译信息,以辅助我们发现 C++ 代码中的问题。

如果你想在运行期调试 WebAssembly 的代码,那么你需要使用如下指令重新编译 WebAssembly 模块以让你的 .wasm 文件包含调试信息:

emcc -g main.cpp -o main.html

默认情况下 Emscripten 编译 WebAssembly 模块时会为我们优化掉大部分调试信息,添加 -g 指令后,Emscripten 将不再为我们优化调试信息。

接着你需要为你的谷歌浏览器安装一个插件 C/C++ DevTools Support (DWARF) ,这是 Chrome DevTools 开发团队为开发者提供的专门用于调试 WebAssembly 的浏览器插件,注意安装过程中要保持良好的网络环境。

安装完成后,打开 Chrome 浏览器的调试工具 DevTools,点击设置按钮(⚙),打开调试工具的设置面板,勾选实验选项卡下的 WebAssembly Debugging: Enable DWARF support 选项。

接着退回到 DevTools 主面板,把你的源码路径添加到 DevTools 的文件系统中,然后在 main.cpp 中下一个断点,刷新 main.html 页面,你会发现刚刚下的断点已经命中了,而且调用堆栈也会显示在 DevTools 右侧的面板中,如下图所示:

C++ 与 JS 的交互

ccall

如果需要调用一个在 C 语言自定义的函数,你可以使用 Emscripten 中的 ccall() 函数,以及 EMSCRIPTEN_KEEPALIVE 声明

默认情况下,Emscripten 生成的代码只会调用 main() 函数,其他的函数将被视为无用代码。在一个函数名之前添加 EMSCRIPTEN_KEEPALIVE 能够防止这样的事情发生。你需要导入 emscripten.h 库来使用 EMSCRIPTEN_KEEPALIVE。

<button id="wasm">运行自定义函数</button>

<script type='text/javascript'>
    document.getElementById("wasm").addEventListener("click", function () {
      alert("检查控制台");
      var result = Module.ccall(
        "main", // name of C function
        null, // return type
        null, // argument types
        null,  // arguments
      );
    });
  </script>

emcc -v main.cpp -o main.html -sEXPORTED_FUNCTIONS=_quick_sort,_main -sEXPORTED_RUNTIME_METHODS=ccall,cwrap

cwrap

cwrap的方式会更加简单

<button id="wasm">运行自定义函数</button>

<script type='text/javascript'>
    document.getElementById("wasm").addEventListener("click", function () {
      var main = Module.cwrap('main', null, null) // function name, return type, argument type
      main()
    })
  </script>

Embind

https://emscripten.org/docs/porting/connecting_cpp_and_javascript/embind.html?highlight=emscripten_bindings

以下代码使用 EMSCRIPTEN_BINDINGS() 块将简单 C++ lerp() function() 公开给 JavaScript。

// quick_example.cpp
#include <emscripten/bind.h>

using namespace emscripten;

float lerp(float a, float b, float t) {
    return (1 - t) * a + t * b;
}

EMSCRIPTEN_BINDINGS(my_module) {
    function("lerp", &lerp);
}

为了使用 embin 编译上面的示例,我们使用 bind 选项调用 emcc:

emcc -lembind -o main.js main.cpp

生成的main.js文件可以作为节点模块或通过 <script> 标记加载:

<!doctype html>
<html>
  <script>
    var Module = {
      onRuntimeInitialized: function() {
        console.log('lerp result: ' + Module.lerp(1, 2, 0.5));
      }
    };
  </script>
  <script src="main.js"></script>
</html>

绑定代码作为静态构造函数运行,并且仅当链接中包含对象文件时,静态构造函数才会运行,因此在为库文件生成绑定时,必须显式指示编译器包含对象文件。

例如,要为一个假设的库生成绑定.a 编译 Emscripten 运行带有编译器标志的 --whole-archive emcc:

emcc -lembind -o library.js -Wl,--whole-archive library.a -Wl,--no-whole-archive

向 JavaScript 公开类需要更复杂的绑定语句。例如:

class MyClass {

public:
  MyClass(int x, std::string y)
    : x(x)
    , y(y)
  {}

  void incrementX() {
    ++x;
  }

  int getX() const { return x; }
  void setX(int x_) { x = x_; }

  static std::string getStringFromInstance(const MyClass& instance) {
    return instance.y;
  }

private:
  int x;
  std::string y;
};

// Binding code
EMSCRIPTEN_BINDINGS(my_class_example) {
  class_<MyClass>("MyClass")
    .constructor<int, std::string>()
    .function("incrementX", &MyClass::incrementX)
    .property("x", &MyClass::getX, &MyClass::setX)
    .class_function("getStringFromInstance", &MyClass::getStringFromInstance)
    ;
}

绑定块定义了临时 class_ 对象上的成员函数调用链(在 Boost.Python 中使用了相同的样式)。这些函数注册类、其 constructor() 、成员 function() 、class_function() (静态)和 property() .

然后可以在 JavaScript 中创建和使用 的 MyClass 实例,如下所示:

var instance = new Module.MyClass(10, "hello");
instance.incrementX();
instance.x; // 11
instance.x = 20; // 20
Module.MyClass.getStringFromInstance(instance); // "hello"
instance.delete();

为了防止闭包编译器重命名上述示例代码中的符号,需要按如下方式重写:

var instance = new Module["MyClass"](10, "hello");
instance["incrementX"]();
instance["x"]; // 11
instance["x"] = 20; // 20
Module["MyClass"]["getStringFromInstance"](instance); // "hello"
instance.delete();

请注意,只有优化程序看到的代码才需要这样做,例如,如 in --pre-js 或 上所述,或在 EM_ASM 或 EM_JS --post-js .对于未通过闭包编译器优化的其他代码,您无需进行此类更改。如果您在构建时没有 --closure 1 启用闭包编译器,则也不需要它。

clone

在某些情况下,JavaScript 代码库的多个长期部分需要将同一 C++ 对象保留不同的时间。

为了适应该用例,Emscripten 提供了一种引用计数机制,在该机制中,可以为同一底层 C++ 对象生成多个句柄。仅当删除所有句柄时,才会销毁对象。

clone() JavaScript 方法返回一个新的句柄。它最终还必须与 delete() :

async function myLongRunningProcess(x, milliseconds) {
    // sleep for the specified number of milliseconds
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, milliseconds));
    x.method();
    x.delete();
}

const y = new Module.MyClass;          // refCount = 1
myLongRunningProcess(y.clone(), 5000); // refCount = 2
myLongRunningProcess(y.clone(), 3000); // refCount = 3
y.delete();                            // refCount = 2

// (after 3000ms) refCount = 1
// (after 5000ms) refCount = 0 -> object is deleted

基本类型的手动内存管理很繁重,因此 embind 提供了对值类型的支持。Value arrays 与 JavaScript 数组相互转换,并 value objects 相互转换和从 JavaScript 对象转换。

总结

emcc -lembind -o main.js main.cpp -sEXPORTED_FUNCTIONS=_quick_sort,_main -sEXPORTED_RUNTIME_METHODS=ccall,cwrap

基于内存的方式

  1. 声明和分配内存 在 WebAssembly 中,内存是通过 WebAssembly.Memory 对象管理的。Emscripten 通常会自动处理内存分配,但你也可以手动管理。

  2. 在 C/C++ 中访问内存 在 C/C++ 代码中,你可以通过指针直接访问和操作内存。

#include <emscripten.h>
#include <cstring>

// 简单的函数来设置内存中的数据
extern "C" {
    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void set_memory(int offset, int value) {
        int *ptr = reinterpret_cast<int*>(offset);
        *ptr = value;
    }

    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    int get_memory(int offset) {
        int *ptr = reinterpret_cast<int*>(offset);
        return *ptr;
    }
}
  1. 编译 C++ 代码

使用 Emscripten 将上述代码编译为 WebAssembly 模块。

emcc memory_example.cpp -o memory_example.js -s EXPORTED_FUNCTIONS='["_set_memory", "_get_memory"]' -s ALLOW_MEMORY_GROWTH=1
  1. 在 JavaScript 中访问和操作内存

Emscripten 会为你提供一个 HEAP 对象,可以用来直接访问 WebAssembly 模块的内存。常用的内存视图包括:

  • HEAP8: 8-bit signed integer array
  • HEAPU8: 8-bit unsigned integer array
  • HEAP16: 16-bit signed integer array
  • HEAPU16: 16-bit unsigned integer array
  • HEAP32: 32-bit signed integer array
  • HEAPU32: 32-bit unsigned integer array
  • HEAPF32: 32-bit floating-point array
  • HEAPF64: 64-bit floating-point array
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Memory Access Example</title>
    <script src="memory_example.js"></script>
</head>
<body>
    <script>
        // 等待 WebAssembly 模块加载
        Module.onRuntimeInitialized = function() {
            // 在内存中分配一个整数位置
            const offset = Module._malloc(4); // 分配 4 字节 (32-bit 整数)

            // 使用 C 函数设置内存中的值
            Module._set_memory(offset, 12345);
            console.log('Value set in memory:', Module._get_memory(offset)); // 输出:12345

            // 直接使用 HEAP 视图访问内存
            Module.HEAP32[offset / 4] = 67890; // 4 字节对齐
            console.log('Value directly in memory:', Module.HEAP32[offset / 4]); // 输出:67890

            // 释放内存
            Module._free(offset);
        };
    </script>
</body>
</html>
  1. 更复杂的数据类型

你可以使用 HEAP 对象来访问和操作更复杂的数据类型,例如结构体或数组。

#include <emscripten.h>
#include <cstring>

struct MyStruct {
    int a;
    float b;
};

extern "C" {
    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void set_struct(int offset, int a, float b) {
        MyStruct *ptr = reinterpret_cast<MyStruct*>(offset);
        ptr->a = a;
        ptr->b = b;
    }

    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void get_struct(int offset, int *a, float *b) {
        MyStruct *ptr = reinterpret_cast<MyStruct*>(offset);
        *a = ptr->a;
        *b = ptr->b;
    }
}

编译命令

emcc struct_example.cpp -o struct_example.js -s EXPORTED_FUNCTIONS='["_set_struct", "_get_struct"]' -s ALLOW_MEMORY_GROWTH=1

JS 代码:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Struct Memory Access Example</title>
    <script src="struct_example.js"></script>
</head>
<body>
    <script>
        // 等待 WebAssembly 模块加载
        Module.onRuntimeInitialized = function() {
            // 在内存中分配一个结构体位置
            const structSize = 8; // sizeof(MyStruct)
            const offset = Module._malloc(structSize);

            // 设置结构体的值
            Module._set_struct(offset, 42, 3.14);

            // 获取结构体的值
            const aPtr = Module._malloc(4); // int
            const bPtr = Module._malloc(4); // float
            Module._get_struct(offset, aPtr, bPtr);

            // 打印结果
            console.log('Struct values:', Module.HEAP32[aPtr >> 2], Module.HEAPF32[bPtr >> 2]);

            // 释放内存
            Module._free(offset);
            Module._free(aPtr);
            Module._free(bPtr);
        };
    </script>
</body>
</html>

通过这些步骤,你可以在 JavaScript 和 C/C++ 之间通过共享内存进行高效的通信。这种方法特别适合需要频繁交互或传递大量数据的场景。

但也有一些限制和注意事项:

  1. 内存安全
  • 缓冲区溢出:在直接操作内存时,需要小心避免缓冲区溢出。错误的内存访问可能导致崩溃或不可预测的行为。
  • 类型安全:JavaScript 和 C/C++ 之间的数据类型可能不匹配。确保正确地处理和转换数据类型以避免错误。
  1. 内存对齐
  • 对齐要求:在操作内存时,确保数据对齐。例如,32 位整数需要 4 字节对齐,64 位浮点数需要 8 字节对齐。未对齐的内存访问可能导致性能下降或错误。
  1. 性能问题
  • 频繁的内存访问:尽管共享内存访问比函数调用更快,但频繁的内存读写仍可能带来性能开销。应尽量减少不必要的内存操作。

  • 内存分配和释放:频繁的内存分配和释放可能导致内存碎片,从而影响性能。

  1. 内存管理
  • 手动内存管理:需要手动管理内存的分配和释放。忘记释放分配的内存可能导致内存泄漏。
  • 固定内存大小:默认情况下,WebAssembly 内存大小是固定的,尽管可以配置增长,但需要额外的设置。
  1. 内存视图限制
  • 视图限制:WebAssembly 内存视图 (HEAP8, HEAP16, HEAP32, 等) 是基于 ArrayBuffer 的,需要注意视图的边界和大小。
  1. 数据转换
  • 字符串处理:C/C++ 中的字符串和 JavaScript 中的字符串处理方式不同。需要进行适当的转换。 从 C/C++ 到 JavaScript:使用 UTF8ToString。 从 JavaScript 到 C/C++:使用 stringToUTF8。
  1. 并发和线程
  • 线程安全:WebAssembly 目前支持共享内存和线程(使用 WebAssembly Threads),但需要小心处理并发和同步问题,以避免竞争条件和死锁。
  1. 调试和开发
  • 调试困难:直接操作内存可能使调试变得更加困难。需要仔细检查内存地址和数据,以确保正确性。
  • 可维护性:直接内存访问的代码可能比使用更高级别接口的代码更难维护和理解。

示例代码中的改进建议

  • 内存对齐:确保在使用 malloc 分配内存时,对齐地址。例如,对于 32 位整数使用 HEAP32 视图时,确保地址是 4 的倍数。
  • 字符串转换:如果需要传递字符串,请使用 Emscripten 提供的工具函数。

改进后的示例

以下是一些改进建议:

C++ 代码(改进内存对齐)

#include <emscripten.h>
#include <cstring>

// 简单的函数来设置内存中的数据
extern "C" {
    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void set_memory(int offset, int value) {
        if (offset % 4 != 0) return; // 检查对齐
        int *ptr = reinterpret_cast<int*>(offset);
        *ptr = value;
    }

    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    int get_memory(int offset) {
        if (offset % 4 != 0) return 0; // 检查对齐
        int *ptr = reinterpret_cast<int*>(offset);
        return *ptr;
    }
}

JavaScript 代码(改进内存对齐和字符串处理)

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Memory Access Example</title>
    <script src="memory_example.js"></script>
</head>
<body>
    <script>
        // 等待 WebAssembly 模块加载
        Module.onRuntimeInitialized = function() {
            // 在内存中分配一个整数位置
            const offset = Module._malloc(4); // 分配 4 字节 (32-bit 整数)

            // 确保内存对齐
            if (offset % 4 === 0) {
                // 使用 C 函数设置内存中的值
                Module._set_memory(offset, 12345);
                console.log('Value set in memory:', Module._get_memory(offset)); // 输出:12345

                // 直接使用 HEAP 视图访问内存
                Module.HEAP32[offset / 4] = 67890; // 4 字节对齐
                console.log('Value directly in memory:', Module.HEAP32[offset / 4]); // 输出: 67890
            } else {
                console.error("Memory not aligned correctly.");
            }

            // 释放内存
            Module._free(offset);
        };
    </script>
</body>
</html>

通过注意上述限制和改进建议,你可以更高效和安全地在 JavaScript 和 WebAssembly(C/C++)之间通过共享内存进行通信。

多线程

WebAssembly 目前支持多线程,通过 SharedArrayBuffer 和 Web Workers 实现。Emscripten 提供了一些工具和支持来使多线程编程更加容易。以下是使用 Emscripten 和 WebAssembly 实现多线程的方法。

前提条件

确保在你的浏览器环境中启用了 SharedArrayBuffer,因为它是实现多线程的关键。

设置 Emscripten 项目以支持多线程:

  • 编译时启用线程支持
  • 使用 Web Workers
  • 使用 pthread 库

示例项目

  1. 创建一个 C++ 文件 假设你的 C++ 文件名为 threads_example.cpp。
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <emscripten.h>

void* thread_main(void* arg) {
    int* num = static_cast<int*>(arg);
    std::cout << "Hello from thread! Argument: " << *num << std::endl;
    return 0;
}

extern "C" {
    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void create_thread(int num) {
        pthread_t thread;
        int* arg = new int(num);
        pthread_create(&thread, nullptr, thread_main, arg);
        pthread_detach(thread);
    }
}
  1. 编译 C++ 文件 使用 Emscripten 编译文件,并启用线程支持。
emcc threads_example.cpp -o threads_example.js -s USE_PTHREADS=1 -s PTHREAD_POOL_SIZE=4 -s EXPORTED_FUNCTIONS='["_create_thread"]' -s ALLOW_MEMORY_GROWTH=1
  1. 创建 HTML 文件 创建一个 HTML 文件以加载和运行编译后的 WebAssembly 模块。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>WebAssembly Multithreading Example</title>
    <script src="threads_example.js"></script>
</head>
<body>
    <script>
        Module.onRuntimeInitialized = function() {
            console.log('WebAssembly module initialized');
            Module._create_thread(42);
        };
    </script>
</body>
</html>

说明:

C++ 代码

  • pthread_create:用于创建新线程。
  • pthread_detach:分离线程,使其在完成后自动释放资源。
  • EMSCRIPTEN_KEEPALIVE:确保函数不会被编译器优化掉,使其在 JavaScript 中可用。

JavaScript 代码

  • Module.onRuntimeInitialized:等待 WebAssembly 模块初始化完成。
  • Module._create_thread:调用导出的 create_thread 函数创建新线程。

多线程注意事项

  1. 线程安全:确保在多线程环境中正确处理数据竞争和同步问题。
  2. 共享内存:使用 SharedArrayBuffer 在线程之间共享内存。
  3. 性能开销:线程的创建和管理会带来一些性能开销,尽量避免频繁创建和销毁线程。
  4. 浏览器兼容性:确保你的浏览器支持 SharedArrayBuffer 和多线程 WebAssembly。

示例代码扩展

你可以扩展上述示例,使多个线程协作完成更复杂的任务。例如,实现一个简单的并行计算。

扩展 C++ 代码

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <emscripten.h>
#include <vector>

const int num_threads = 4;
int results[num_threads];

void* thread_compute(void* arg) {
    int index = *static_cast<int*>(arg);
    results[index] = index * index; // 简单的计算任务
    return 0;
}

extern "C" {
    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void parallel_compute() {
        pthread_t threads[num_threads];
        std::vector<int> args(num_threads);

        for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
            args[i] = i;
            pthread_create(&threads[i], nullptr, thread_compute, &args[i]);
        }

        for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
            pthread_join(threads[i], nullptr);
        }

        for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
            std::cout << "Result from thread " << i << ": " << results[i] << std::endl;
        }
    }
}

扩展 JavaScript 代码

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>WebAssembly Multithreading Example</title>
    <script src="threads_example.js"></script>
</head>
<body>
    <script>
        Module.onRuntimeInitialized = function() {
            console.log('WebAssembly module initialized');
            Module._parallel_compute();
        };
    </script>
</body>
</html>

通过 Emscripten 和 WebAssembly,你可以利用多线程来提高性能和响应能力。确保处理好线程安全和同步问题,以避免数据竞争和其他多线程相关的问题。

以下是一些关键点:

  1. 数据竞争和同步
  • 数据竞争:当多个线程同时访问和修改共享数据时,可能会出现数据竞争问题。这会导致不可预测的行为和错误。
  • 避免数据竞争:使用线程同步机制,例如互斥锁(mutex)、信号量(semaphore)和条件变量(condition variable)来保护共享数据。

示例:使用互斥锁

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <emscripten.h>

pthread_mutex_t mutex;

void* thread_safe_increment(void* arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    int* counter = static_cast<int*>(arg);
    (*counter)++;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return 0;
}

extern "C" {
    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void create_threads(int num_threads, int* counter) {
        pthread_t threads[num_threads];
        pthread_mutex_init(&mutex, nullptr);

        for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
            pthread_create(&threads[i], nullptr, thread_safe_increment, counter);
        }

        for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
            pthread_join(threads[i], nullptr);
        }

        pthread_mutex_destroy(&mutex);
    }
}
  1. 死锁
  • 死锁:当两个或多个线程相互等待对方释放资源时,会发生死锁,导致所有相关线程都被无限期阻塞。
  • 避免死锁:小心设计锁的获取顺序,避免嵌套锁定。尽量使用尝试锁(try-lock)而不是阻塞锁。
  1. 线程池
  • 线程池:创建和销毁线程开销较大,使用线程池可以重复利用线程,减少开销。
  • 实现线程池:通过预先创建一组线程,并将任务分配给这些线程执行。

示例:简单线程池

#include <iostream>
#include <queue>
#include <pthread.h>
#include <emscripten.h>

const int num_threads = 4;
pthread_t threads[num_threads];
std::queue<void (*)()> task_queue;
pthread_mutex_t queue_mutex;
pthread_cond_t queue_cond;

void* thread_main(void* arg) {
    while (true) {
        pthread_mutex_lock(&queue_mutex);
        while (task_queue.empty()) {
            pthread_cond_wait(&queue_cond, &queue_mutex);
        }
        auto task = task_queue.front();
        task_queue.pop();
        pthread_mutex_unlock(&queue_mutex);
        task();
    }
    return 0;
}

extern "C" {
    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void initialize_thread_pool() {
        pthread_mutex_init(&queue_mutex, nullptr);
        pthread_cond_init(&queue_cond, nullptr);

        for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
            pthread_create(&threads[i], nullptr, thread_main, nullptr);
        }
    }

    EMSCRIPTEN_KEEPALIVE
    void add_task(void (*task)()) {
        pthread_mutex_lock(&queue_mutex);
        task_queue.push(task);
        pthread_cond_signal(&queue_cond);
        pthread_mutex_unlock(&queue_mutex);
    }
}
  1. 资源管理
  • 资源泄漏:确保所有动态分配的资源在使用完毕后正确释放,包括内存、文件描述符和锁等。
  • 自动管理资源:使用智能指针(如 C++ 的 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr)或 RAII(资源获取即初始化)模式。
  1. 性能开销
  • 线程切换:频繁的线程切换会导致性能下降。尽量减少不必要的线程创建和销毁。
  • 批量处理:将多个任务批量处理,以减少线程切换开销。
  1. 浏览器兼容性
  • 浏览器支持:确保目标浏览器支持 WebAssembly 多线程和 SharedArrayBuffer。一些旧版浏览器可能不支持这些特性。
  • 特性检测:在代码中检测浏览器是否支持 SharedArrayBuffer,并在不支持的情况下提供替代方案。
  1. 调试和测试
  • 调试工具:使用调试工具和日志记录来跟踪线程行为和问题。
  • 并发测试:进行并发测试以确保代码在多线程环境下的正确性和稳定性。
  1. 内存对齐
  • 内存对齐:确保内存对齐以提高性能和避免潜在的错误,特别是在访问共享内存时。

示例总结

通过以下 JavaScript 代码来初始化线程池并添加任务:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>WebAssembly Multithreading Example</title>
    <script src="threads_example.js"></script>
</head>
<body>
    <script>
        Module.onRuntimeInitialized = function() {
            console.log('WebAssembly module initialized');
            Module._initialize_thread_pool();

            const task = Module.addFunction(() => {
                console.log('Task executed');
            }, 'v');

            Module._add_task(task);
        };
    </script>
</body>
</html>

通过注意上述多线程编程中的注意事项,可以有效地利用 WebAssembly 和 Emscripten 提供的多线程功能,实现高性能和高效的并发处理。确保正确处理数据竞争、同步和资源管理,以避免常见的多线程问题。

FFmpeg

官方地址:http://ffmpeg.org

原文链接:https://itnext.io/build-ffmpeg-webassembly-version-ffmpeg-js-part-1-preparation-ed12bf4c8fac

为什么要构建 FFmpeg 呢?

  1. FFmpeg 是一个免费的开源项目,由一套庞大的软件库和程序组成,用于处理视频、音频、其他多媒体文件和流。

  2. 它非常有用,而且没有一个 JavaScript 库具有完全相同的功能。和它最像的是 ffmpeg.jsvideoconverter.js。但他们的 FFmpegEmscripten 都已经过时了,并且多年来没有维护了。(目前 FFmpeg 版本为 6.0, Emscripten3.1.42

一。构建原生 FFmpeg

构建和安装 FFmpeg 的说明可以在版本库根目录下的 INSTALL.md 中找到。

#!/bin/bash -x
# "nasm/yasm not found or too old. Use --disable-x86asm for a crippled build."
# --enable-shared 开启动态库编译
# --prefix=$(dirname $PWD)/ffmlib 指定输出的目录
# make install 生成
# --disable-optimizations 清除之前的编译污染
./configure --prefix=$(dirname $PWD)/ffmlib --enable-static --enable-shared --disable-doc
make -j
make install

开启调试模式

./configure –-enable-debug
make -j

查看可调试的文件

ls *_g

构建后目录如下:

.
├── bin
│   ├── ffmpeg
│   └── ffprobe
├── include
│   ├── libavcodec
│   │   ├── ac3_parser.h
│   │   ├── adts_parser.h
│   │   ├── avcodec.h
│   │   ├── avdct.h
│   │   ├── avfft.h
│   │   ├── d3d11va.h
│   │   ├── dirac.h
│   │   ├── dv_profile.h
│   │   ├── dxva2.h
│   │   ├── jni.h
│   │   ├── mediacodec.h
│   │   ├── qsv.h
│   │   ├── vaapi.h
│   │   ├── vdpau.h
│   │   ├── version.h
│   │   ├── videotoolbox.h
│   │   ├── vorbis_parser.h
│   │   └── xvmc.h
│   ├── libavdevice
│   │   ├── avdevice.h
│   │   └── version.h
│   ├── libavfilter
│   │   ├── avfilter.h
│   │   ├── buffersink.h
│   │   ├── buffersrc.h
│   │   └── version.h
│   ├── libavformat
│   │   ├── avformat.h
│   │   ├── avio.h
│   │   └── version.h
│   ├── libavutil
│   │   ├── adler32.h
│   │   ├── aes_ctr.h
│   │   ├── aes.h
│   │   ├── attributes.h
│   │   ├── audio_fifo.h
│   │   ├── avassert.h
│   │   ├── avconfig.h
│   │   ├── avstring.h
│   │   ├── avutil.h
│   │   ├── base64.h
│   │   ├── blowfish.h
│   │   ├── bprint.h
│   │   ├── bswap.h
│   │   ├── buffer.h
│   │   ├── camellia.h
│   │   ├── cast5.h
│   │   ├── channel_layout.h
│   │   ├── common.h
│   │   ├── cpu.h
│   │   ├── crc.h
│   │   ├── des.h
│   │   ├── dict.h
│   │   ├── display.h
│   │   ├── downmix_info.h
│   │   ├── encryption_info.h
│   │   ├── error.h
│   │   ├── eval.h
│   │   ├── ffversion.h
│   │   ├── fifo.h
│   │   ├── file.h
│   │   ├── frame.h
│   │   ├── hash.h
│   │   ├── hmac.h
│   │   ├── hwcontext_cuda.h
│   │   ├── hwcontext_d3d11va.h
│   │   ├── hwcontext_drm.h
│   │   ├── hwcontext_dxva2.h
│   │   ├── hwcontext.h
│   │   ├── hwcontext_mediacodec.h
│   │   ├── hwcontext_qsv.h
│   │   ├── hwcontext_vaapi.h
│   │   ├── hwcontext_vdpau.h
│   │   ├── hwcontext_videotoolbox.h
│   │   ├── imgutils.h
│   │   ├── intfloat.h
│   │   ├── intreadwrite.h
│   │   ├── lfg.h
│   │   ├── log.h
│   │   ├── lzo.h
│   │   ├── macros.h
│   │   ├── mastering_display_metadata.h
│   │   ├── mathematics.h
│   │   ├── md5.h
│   │   ├── mem.h
│   │   ├── motion_vector.h
│   │   ├── murmur3.h
│   │   ├── opt.h
│   │   ├── parseutils.h
│   │   ├── pixdesc.h
│   │   ├── pixelutils.h
│   │   ├── pixfmt.h
│   │   ├── random_seed.h
│   │   ├── rational.h
│   │   ├── rc4.h
│   │   ├── replaygain.h
│   │   ├── ripemd.h
│   │   ├── samplefmt.h
│   │   ├── sha512.h
│   │   ├── sha.h
│   │   ├── spherical.h
│   │   ├── stereo3d.h
│   │   ├── tea.h
│   │   ├── threadmessage.h
│   │   ├── timecode.h
│   │   ├── time.h
│   │   ├── timestamp.h
│   │   ├── tree.h
│   │   ├── twofish.h
│   │   ├── version.h
│   │   └── xtea.h
│   ├── libswresample
│   │   ├── swresample.h
│   │   └── version.h
│   └── libswscale
│       ├── swscale.h
│       └── version.h
├── lib
│   ├── libavcodec.so -> libavcodec.so.58.18.100
│   ├── libavcodec.so.58 -> libavcodec.so.58.18.100
│   ├── libavcodec.so.58.18.100
│   ├── libavdevice.so -> libavdevice.so.58.3.100
│   ├── libavdevice.so.58 -> libavdevice.so.58.3.100
│   ├── libavdevice.so.58.3.100
│   ├── libavfilter.so -> libavfilter.so.7.16.100
│   ├── libavfilter.so.7 -> libavfilter.so.7.16.100
│   ├── libavfilter.so.7.16.100
│   ├── libavformat.so -> libavformat.so.58.12.100
│   ├── libavformat.so.58 -> libavformat.so.58.12.100
│   ├── libavformat.so.58.12.100
│   ├── libavutil.so -> libavutil.so.56.14.100
│   ├── libavutil.so.56 -> libavutil.so.56.14.100
│   ├── libavutil.so.56.14.100
│   ├── libswresample.so -> libswresample.so.3.1.100
│   ├── libswresample.so.3 -> libswresample.so.3.1.100
│   ├── libswresample.so.3.1.100
│   ├── libswscale.so -> libswscale.so.5.1.100
│   ├── libswscale.so.5 -> libswscale.so.5.1.100
│   ├── libswscale.so.5.1.100
│   └── pkgconfig
│       ├── libavcodec.pc
│       ├── libavdevice.pc
│       ├── libavfilter.pc
│       ├── libavformat.pc
│       ├── libavutil.pc
│       ├── libswresample.pc
│       └── libswscale.pc
└── share
    └── ffmpeg
        ├── examples
        │   ├── avio_dir_cmd.c
        │   ├── avio_reading.c
        │   ├── decode_audio.c
        │   ├── decode_video.c
        │   ├── demuxing_decoding.c
        │   ├── encode_audio.c
        │   ├── encode_video.c
        │   ├── extract_mvs.c
        │   ├── filter_audio.c
        │   ├── filtering_audio.c
        │   ├── filtering_video.c
        │   ├── http_multiclient.c
        │   ├── hw_decode.c
        │   ├── Makefile
        │   ├── metadata.c
        │   ├── muxing.c
        │   ├── qsvdec.c
        │   ├── README
        │   ├── remuxing.c
        │   ├── resampling_audio.c
        │   ├── scaling_video.c
        │   ├── transcode_aac.c
        │   ├── transcoding.c
        │   ├── vaapi_encode.c
        │   └── vaapi_transcode.c
        ├── ffprobe.xsd
        ├── libvpx-1080p50_60.ffpreset
        ├── libvpx-1080p.ffpreset
        ├── libvpx-360p.ffpreset
        ├── libvpx-720p50_60.ffpreset
        └── libvpx-720p.ffpreset
  • ' libavcodec '提供更广泛的编解码器的实现。
  • ' libavformat '实现流协议,容器格式和基本 I/O 访问。
  • ' libavutil '包含哈希器、解压缩器和各种实用函数。
  • ' libavfilter '提供了通过连接过滤器的有向图来改变解码音频和视频的方法。
  • ' libavdevice '提供了一个抽象来访问捕获和回放设备。
  • ' libswresample '实现音频混合和重采样例程。
  • ' libswscale '实现颜色转换和缩放例程。

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