用 Google 的 Native Client 提高 Web 应用程序的性能

  • Abel Avram
  • 晁晓娟

2010 年 4 月 15 日

话题:Google架构

为了提高 CPU 密集型 Web 应用程序的性能,Google 正在开发

 Native Client

(本地客户端),一个运行本地代码的浏览器技术。不像 Netscape 的

NPAPI

或微软的

ActiveX

 插件技术,Native Client 运行在双沙箱里,从而被禁止访问底层的操作系统。 

提高 Web 应用程序性能的一个方法是让浏览器运行本地的应用程序。这种方式运行本地代码通常比 Javascript 要快。但是这样会导致严重的安全问题,比如访问数据或者创建额外的网络连接。这是针对 NPAPI 和 ActiveX 的主要诟病之一。Native Client 希望能通过在一个特别的沙箱里运行本地应用程序并禁止访问底层操作系统的方式来解决这个问题。本地应用可以使用 CPU 以及与 Native Client 交互。





1. 提供一个不依赖于 ISA 的格式来编译 NaCI 模块,来支持广泛流行的目标平台,而不需要重新编译代码。

2. 让 NaCI 开发者很容易的构建、测试以及部署可移植执行模块。

3. 开始的时候支持 x86-32、x86-64 以及 ARM 指令集 ,但将来会直接支持其他流行的通用 CPU。

4. 保持 Native Client 的安全和性能

为了让开发者更容易开发,Native Client 模块可以用任何语言实现,然后被编译成

LLVM

(底层虚拟机) 二进制编码。LLVM 是一个编译基础架构,它提供 ISA 中立性,所以原来的代码不需要被移植到不同的目标平台。二进制代码被进一步优化并保存到一个文件中。如果一个网页包含类型为 Native Client 的 <object> 标签,浏览器就会创建相应的环境并下载相应的 LLVM 文件。接着二进制代码就被翻译成为本地代码并被解析,以确保它不会执行非法操作。然后才会执行原定的 CPU 操作。开发者只需要编写一次就可以部署到多个架构上,中间的 LLVM 层甚至能让模块在写代码时还不存在的更新的架构上运行。

Google 已经创建了支持以下平台的 Native Client

:Windows、Max OS X 以及 Linux x86-32、x86-64 和 ARM,而且对任何有兴趣的架构都是开放的。该

基准

表明 Native Client 应用程序在 x86 和 ARM 上以普通应用程序 97% 的速度运行。Native Client 可以运行在

Firefox、Safari、Opera 以及 Google Chrome应用程序的例子比如

经典游戏 Quake,互动分形动画软件 Xaos 以及 Lua——一个脚本引擎。

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