WebAssembly: Grundlagen und Konzepte

Seminarziel

In diesem Seminar sollen die Teilnehmer lernen, wie sie die Leistungsfähigkeit und Effizienz ihrer Webprojekte durch den Einsatz von WebAssembly steigern können. Dabei sollen sie nicht nur die Theorie, sondern vor allem auch die Praxis von WebAssembly kennenlernen.

Durch eine Reihe von Hands-On-Übungen und realen Fallbeispielen werden die Teilnehmer in die Lage versetzt, nach dem Seminar selbstständig WebAssembly-Module zu erstellen und in ihre eigenen Projekte zu integrieren.

Inhalt

• WebAssembly im Vergleich zu JavaScript
  • Performance-Vorteile
  • Sicherheitsmerkmale
  • Anwendungsbereiche
  • Einschränkungen
• Architektur und Konzept
  • Stack-Maschine
  • Binärformat und Textformat (WAT)
  • Module, Funktionen und Code-Organisation
  • Speicherverwaltung
• Hallo Welt in WebAssembly
  • Struktur eines einfachen Programms
  • Kompilierung
  • Laden und Ausführen im Browser
  • Debugging-Grundlagen
• Praxisübung
  • Erstellung eines einfachen "Hallo Welt"-Programms
  • Kompilierung und Debugging
  • Ausführung und Überprüfung
  • Fragen und Diskussion
• Werkzeuge für WebAssembly
  • Emscripten
  • WebAssembly Binary Toolkit (WABT)
  • IDE-Unterstützung
  • Online-Tools
• Sprachunterstützung
  • C und C++
  • Rust
  • AssemblyScript
  • Andere Sprachen
• Kompilierung und Debugging
  • Übersetzungsprozess
  • Optionen für Debugging und Tracing
  • Sourcemaps
  • Performance-Analyse
• WebAssembly-Loader
  • Browser-Unterstützung
  • Laden von WebAssembly-Modulen
  • Polyfills und Fallback-Lösungen
  • Performance-Optimierungen beim Laden
• Praxisübung
  • Auswahl einer Sprache und eines Werkzeugs
  • Kompilierung einer einfachen Anwendung
  • Debugging und Performance-Analyse
  • Fragen und Diskussion
• WebAssembly im Webkontext
  • WebAssembly und DOM
  • Event-Handling
  • Netzwerkanfragen
  • Zugriff auf Web-APIs
• Interaktion mit JavaScript
  • Funktionen aufrufen und Daten übergeben
  • Asynchrone Kommunikation
  • Fehlerbehandlung
  • Benchmarking
• JavaScript-API für WebAssembly
  • WebAssembly.instantiate()
  • WebAssembly.Memory und WebAssembly.Table
  • Garbage Collection
  • Interoperabilität mit JavaScript-Bibliotheken
• Datenübertragung
  • Arbeiten mit Typed Arrays
  • Text und Strings übertragen
  • Shared Memory und Threads
  • Serialisierung und Deserialisierung von Daten
• Praxisübung
  • Einbinden eines WebAssembly-Moduls in eine existierende JavaScript-Anwendung
  • Interaktion und Datenübertragung
  • Performance-Optimierung und Debugging
  • Fragen und Diskussion
• Performance-Optimierung
  • Profiling und Benchmarking
  • Best Practices für schnellen Code
  • Fallstricke und ihre Lösungen
  • CPU- und Speicheroptimierung
• Sicherheitsaspekte
  • Sandboxing und Isolation
  • Sicherheitsrisiken und Angriffsvektoren
  • Best Practices für sicheren Code
  • Überprüfung und Audits
• Zukunft und Ökosystem von WebAssembly
  • Geplante Features und Roadmap
  • WebAssembly in Server und Cloud
  • Community und Beitragsmöglichkeiten
  • Relevante Konferenzen und Ressourcen
• Anwendungsbeispiele
  • Fallstudien erfolgreicher Projekte
  • Best-Practice-Beispiele
  • Kreative Anwendungen von WebAssembly
  • Industrie- und Markttrends
• Abschlussprojekt und Q&A
  • Planung und Entwicklung einer kleinen WebAssembly-Anwendung