[譯]安全的WebAssembly記憶體操作

xlaoyu發表於2018-03-31

作者：Lin Clark
譯者：xlaoyu
英文原文：Memory in WebAssembly (and why it’s safer than you think)

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這是 WebAssembly 使用系列介紹的第二篇文章：

Memory（記憶體，記憶體都以記憶體稱呼）在 WebAssembly 中的使用和在 JavaScript 中稍有不同。在 WebAssembly 裡，我們可以直接訪問原始位元組，這可能會讓一些人感到擔憂，但它實際上比你想象的更安全。

什麼是記憶體物件？

當一個WebAssembly模組被例項化時，它需要一個記憶體物件。我們可以建立一個新 WebAssembly.Memory 物件並將其傳入。或者如果我們沒傳，那麼引擎將建立一個記憶體物件並自動將其附加到該例項上。

所有 JS 引擎都會在內部建立一個ArrayBuffer。ArrayBuffer 是 JS 引用的 JavaScript 物件，JS 替我們為它分配記憶體。我們告訴它需要多少記憶體，它會建立我們需要大小的 ArrayBuffer 物件。

陣列的索引可以看作是記憶體地址。如果以後我們需要更多的記憶體空間，可以執行一種叫做增長的操作來擴大陣列。

使用 JavaScript 的物件 ArrayBuffer 來操控 WebAssembly 的記憶體，達成了兩個目的：

使在 JS 和 WebAssembly 之間互相傳遞資料更簡單
有助於記憶體管理的安全性

在 JS 和 WebAssembly 之間傳遞資料

因為 ArrayBuffer 也只是一個 JavaScript 物件，這意味著 JavaScript 有足夠的能力可以去操作記憶體裡的位元組。基於這種方式，WebAssembly 和 JavaScript 可以共享記憶體並來回傳遞值。

它們使用陣列下標去定位記憶體塊，而不是使用記憶體地址。

例如，WebAssembly 可以把一個字串放進記憶體裡。首先把字串編碼為位元組。。

然後把位元組放進陣列中。

然後它會將第一個索引（整數）返回給 JavaScript，所以 JavaScript 可以將位元組取出來並使用它們。

目前為止，大多數 JavaScript 引擎都無法直接使用位元組來工作，所以我們需要在 JS 這邊使用某些方法把位元組轉化為有用的資料型別，比如字串。

在某些瀏覽器中，我們可以使用 TextDecoder 和 TextEncoder API。或者我們可以像 Emscripten 那樣在程式碼中加入輔助函式，幫助我們完成這件事情。

以上是使用 JS 物件操作 WebAssembly 記憶體的第一個優點：可以直接通過記憶體互相傳遞資料。

讓記憶體訪問更安全

使用 JavaScript 物件處理 WebAssembly 記憶體的另外一個好處就是：安全性。通過幫助防止瀏覽器級記憶體洩漏並提供記憶體隔離，它使事情更安全。

記憶體洩漏

當我們自己手動管理記憶體時，隨時可能忘記清除它。這可能會導致系統記憶體不足最終記憶體溢位。

我們想象一下，如果一個 WebAssembly 模組例項可以直接訪問記憶體，並且在該例項執行完成退出上下文時忘記釋放該記憶體，那麼將會導致記憶體洩露。但是現在由於記憶體物件是一個 JavaScript 物件，它的存在將由垃圾回收器追蹤著（儘管並沒有控制內容）。這意味著當 WebAssembly 模組例項離開執行上下文時，整個記憶體陣列將會被回收掉。