🍧
Wasmでリアルタイムデータ処理 & WASIを活用したサーバーレス環境構築をする
はじめに
前回の記事で、Wasm（WebAssembly）とWASI（WebAssembly System Interface）の基本概念とGoによる実装について解説しました。
今回は少し発展形の内容として、Wasmを活用したリアルタイムデータ処理とWASIを使ったサーバーレス実行環境の構築をしてみたいと思います。
対象読者
- Wasmを活用してリアルタイムデータ処理を実装したい方
- WASIを用いたサーバーレス実行環境の構築方法を知りたい方
- GoでのWebAssembly / WASIの実装に興味がある方
目次
- Wasmを使ったリアルタイムデータ処理
- WebAssemblyによるリアルタイム処理の利点
- GoでのWasmによるリアルタイム処理実装
- ブラウザでのリアルタイムデータ処理のデモ
- WASIを活用したサーバーレス実行環境の構築
- WASIの利点とサーバーレス実行の仕組み
- GoでWASI対応のサーバーレス関数を作成
- Cloudflare Workers / Fermyon Spinでのデプロイ
- まとめ
1. Wasmを使ったリアルタイムデータ処理
1.1 WebAssemblyによるリアルタイム処理の利点
Wasmを活用すると、JavaScriptに比べて高速なリアルタイムデータ処理が可能になります。
| 利点 | 説明 |
|---|---|
| ネイティブ並みの高速処理 | JITなしで高速に実行可能 |
| メモリ効率が良い | 不要なGC（ガベージコレクション）が発生しない |
| セキュアな実行環境 | サンドボックス内で安全に実行 |
Wasmを使えば、以下のような用途でリアルタイムデータ処理が可能です。
- Web上でのリアルタイム画像処理・エフェクト
- ゲームエンジンの物理演算
- 音声・映像のストリーミング処理
1.2 GoでのWasmによるリアルタイム処理実装
以下は、GoでWasmを使用してリアルタイムで数値を処理するシンプルな例です。
real_time_wasm.go
package main
import (
"syscall/js"
)
func processData(this js.Value, args []js.Value) interface{} {
input := args[0].Float()
result := input * 1.5 // 何らかのリアルタイム計算
return js.ValueOf(result)
}
func main() {
js.Global().Set("processData", js.FuncOf(processData))
select {}
}
コンパイル
GOOS=js GOARCH=wasm go build -o real_time.wasm real_time_wasm.go
1.3 ブラウザでのリアルタイムデータ処理のデモ
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<script>
WebAssembly.instantiateStreaming(fetch("real_time.wasm"), {}).then(obj => {
const processData = obj.instance.exports.processData;
console.log("Processed: ", processData(10));
});
</script>
</head>
<body>
<h1>Wasm によるリアルタイムデータ処理</h1>
</body>
</html>
2. WASIを活用したサーバーレス実行環境の構築
2.1 WASIの利点とサーバーレス実行の仕組み
WASIを活用すると、Wasmをブラウザ外の環境（サーバー、CLI、クラウド）で動作させることができます。
| 機能 | 説明 |
|---|---|
| ファイル I/O | サーバーレス環境でファイルを操作可能 |
| ネットワーク通信 | クラウドAPIにリクエストを送信可能 |
| 環境変数アクセス | サーバーレス関数の環境設定が可能 |
2.2 GoでWASI対応のサーバーレス関数を作成
以下は、WASIを使ってリクエストを受け取り、ファイルに書き込むGoの例です。
wasi_serverless.go
package main
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"os"
)
func main() {
data, _ := ioutil.ReadFile("input.txt")
fmt.Println("Received input:", string(data))
ioutil.WriteFile("output.txt", []byte("Processed: "+string(data)), 0644)
}
コンパイル
GOOS=wasip1 GOARCH=wasm go build -o wasi_serverless.wasm wasi_serverless.go
2.3 Cloudflare Workers / Fermyon Spinでのデプロイ
Cloudflare WorkersやFermyon Spinを使うと、サーバーレス環境でWasmを実行できます。
Fermyon Spinでの実行
spin new wasi-go serverless-app
cd serverless-app
spin build
spin up
3. まとめ
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| Wasmでのリアルタイムデータ処理 | JavaScriptよりも高速で、安全な処理が可能 |
| GoでのWasm実装 |
syscall/jsを使ってJavaScriptと連携 |
| WASIの活用 | ブラウザ以外の環境でWebAssemblyを実行 |
| サーバーレス環境の構築 | Fermyon Spinなどを利用してクラウドにデプロイ |
wasmCloudにも触れてみたい。
Dockerより軽量、高速だけど普及するのかな～
Discussion