将Python编译为WebAssembly

Question

我已经读过可以将Python 2.7代码转换为Web Assembly，但是我找不到关于如何转换的权威指南。

到目前为止，我已经使用Emscripten及其所有必需的组件将C程序编译到Web
Assembly中，因此我知道它正在工作（使用的指南：http : //webassembly.org/getting-started/developers-
guide/
）

为了在Ubuntu计算机上执行此操作，我必须采取什么步骤？我是否必须将python代码转换为LLVM位代码，然后使用Emscripten进行编译？如果是这样，我将如何实现？

Answer 1

首先，让我们看一下 WebAssembly 在原则上与 asm.js 有何不同，以及是否有可能重用现有的知识和工具。下面给出了很好的概述：

• 为什么已经存在asm.js时创建新标准？
• 为什么WebAssembly比asm.js更快

让我们概括一下，WebAssembly（MVP，因为它的路线图上还有更多内容，大概）：

• 是具有静态类型的AST的二进制格式，可以由现有的JavaScript引擎（因此可以通过JIT或已编译的AOT执行）执行，
• 它比JavaScript压缩了10-20％（压缩比较），解析速度快了一个数量级，
• 它可以表达不适合JavaScript语法的更多低级操作，读取asm.js（例如64位整数，特殊CPU指令，SIMD等）
• 可以（在某种程度上）与asm.js转换。

因此，当前WebAssembly是asm.js的迭代，并且仅针对C / C ++（和类似语言）。

网路上的Python

看起来GC并不是阻止Python代码定位WebAssembly /
asm.js的唯一方法。两者都表示低级的静态类型代码，在其中无法（实际）表示Python代码。由于WebAssembly /
asm.js的当前工具链基于LLVM，因此可以轻松地将其编译为LLVM IR的语言可以转换为WebAssembly /
asm.js。但是可惜，正如Unladen
Swallow和PyPy的多次尝试所证明的那样，Python太动态了，无法适应它。

此asm.js演示文稿包含有关动态语言状态的幻灯片。这意味着当前只能将整个VM（C
/ C ++中的语言实现）编译为WebAssembly / asm.js并解释（在可能的情况下使用JIT）原始源。对于Python，有几个现有项目：

1. PyPy：PyPy.js（PyCon上的作者演讲）。这是发行回购。JS主文件pypyjs.vm.js为13 MB（后面为2MB gzip -6）+ Python stdlib +其他内容。

2. CPython：pyodide，EmPython，CPython-Emscripten，EmCPython等empython.js为5.8 MB（后为2.1 MB gzip -6），没有stdlib。

3. Micropython：这把叉子。

那里没有构建的JS文件，因此我可以trzeci/emscripten/使用现成的Emscripten工具链来构建它。就像是：

     git clone https://github.com/matthewelse/micropython.git
 cd micropython
 docker run --rm -it -v $(pwd):/src trzeci/emscripten bash
 apt-get update && apt-get install -y python3
 cd emscripten
 make -j
 # to run REPL: npm install && nodejs server.js

产生的大小micropython.js为1.1 MB（之后为225 KB gzip -d）。如果只需要非常合规的实现而没有stdlib，则后者已经是要考虑的事情。

要生成WebAssembly版本，您可以将的第13行更改Makefile为

     CC = emcc -s RESERVED_FUNCTION_POINTERS=20 -s WASM=1

然后make -j产生：

     113 KB micropython.js
 240 KB micropython.wasm

您可以查看的HTML输出emcc hello.c -s WASM=1 -o hello.html，以了解如何使用这些文件。

这样，您还可以潜在地在WebAssembly中构建PyPy和CPython，以在兼容的浏览器中解释您的Python应用程序。

另一个可能有趣的事情是Nuitka，这是Python到C
的编译器。可能有可能将您的Python应用程序构建为C ，然后将其与带有Emscripten的CPython一起编译。但是实际上我不知道该怎么做。

解决方案

暂时，如果你正在建设一个传统的网站或网络应用程序，其中下载数兆字节的JS文件仅仅是一个选项，看看的Python到JavaScript
transpilers（如Transcrypt）或JavaScript
Python实现（例如Brython）。或者尝试从编译为JavaScript的语言列表中与其他人合作。

否则，如果下载大小不是问题，并且您已准备好解决很多毛病，请在上述三个选项中进行选择。

2020年第三季度更新

1. JavaScript端口已集成到MicroPython中。它位于 ports / javascript中。

2. 该端口可通过名为MicroPython.js的npm软件包获得。您可以在RunKit中尝试一下。

3. 在Rust中有一个积极开发的Python实现，称为 RustPython。由于Rust正式支持WebAssembly作为编译目标，因此自述文件顶部便有演示链接。不过，还早。他们的免责声明如下。

RustPython处于开发阶段，不应在生产或容错设置中使用。

我们当前的版本仅支持Python语法的一部分。