概要

Webブラウザー上でプログラムを高速に実行するための技術として開発されたWebAssembly（Wasm）ですが，近年では「特定のプログラミング言語・アーキテクチャに依存しない」「プログラムをサンドボックス内で安全に実行できる」という強みに注目が集まっています。さらに，新たに導入される予定の「コンポーネントモデル」によって，大規模なプロジェクトでもWebAssemblyを利用しやすくなる環境が整いつつあります。本書では，プログラミング言語としてRustを採用し，以下の3つの観点で，“新しい”WebAssemblyについて手を動かしながら理解を深めます。

• Rustで書いたプログラムから，どうWebAssemblyを作るのか
• WebAssemblyを，どうRustのプログラムに組み込むのか
• 作成したWebAssemblyを，どう使い回すのか

目次

第1章　プログラミング言語Rustの準備

1.1　Hello, world!

• 1.1.1　変数と束縛
• 1.1.2　関数定義と呼び出し
• 1.1.3　プリミティブなデータ型
• 1.1.4　構造体
• 1.1.5　所有権と参照
• 1.1.6　変更可能な参照
• 1.1.7　関連関数とメソッド
• 1.1.8　トレイト：Rustにおけるインターフェース定義

1.2　エラーハンドリング

• 1.2.1　文字列に関する2つの型
• 1.2.2　HelloWorldオブジェクトから文字列への変換
• 1.2.3　文字列からHelloWorldオブジェクトの復元
• 1.2.4　Option型のエラーハンドリング
• 1.2.5　Result型のエラーハンドリング

1.3　ライブラリーの利用

• 1.3.1　クレート
• 1.3.2　Rustの名前空間
• 1.3.3　use宣言
• 1.3.4　ferris_says::sayの利用
• 1.3.5　実行例

1.4　まとめ

第2章　WebAssemblyとは

2.1　WebAssemblyの特徴

• 2.1.1　ビルドターゲット
• 2.1.2　信頼できないコードの実行
• 2.1.3　WAT：Wasmのテキストフォーマット

2.2　Wasmの利用例

• 2.2.1　マルチプラットフォーム展開の例
• 2.2.2　Wasmによるプラグイン開発の例

2.3　Wasmの標準化プロセス

2.4　仕様の進化とコンポーネントモデル

• 2.4.1　Wasmモジュール
• 2.4.2　モジュールとインスタンス
• 2.4.3　データ表現に関する仕様の不在
• 2.4.4　コンポーネントモデル

2.5　まとめ

第3章　RustによるWebAssembly作成入門

3.1　RustによるWasmコンポーネント作成の流れ

3.2　cargo-componentのインストール

3.3　Hello, world!

• 3.3.1　cargo componentの利用
• 3.3.2　ライブラリークレートの利用

3.4　grepコマンドクローンを作ろう

• 3.4.1　プロジェクトフォルダーの作成
• 3.4.2　依存関係の追加
• 3.4.3　コマンドライン引数の宣言
• 3.4.4　ファイルの読み込み
• 3.4.5　サンドボックス化された実行環境
• 3.4.6　指定したパターンにマッチする行のみ出力

3.5　まとめ

第4章　他のプログラムから利用されるWasmコンポーネント

4.1　ライブラリーコンポーネント向けのプロジェクト作成

4.2　WIT入門

• 4.2.1　WITによるインターフェース定義
• 4.2.2　ワールド：コンポーネントの定義
• 4.2.3　パッケージ名

4.3　ワールドの実装

• 4.3.1　greetableインターフェースの実装

4.4　Wasmを実行するプログラムの作成

• 4.4.1　プロジェクトの作成
• 4.4.2　ライブラリーコンポーネントの利用

4.5　ライブラリーコンポーネントの利用（コード生成編）

• 4.5.1　WITからのコード生成
• 4.5.2　インスタンスとラッパーオブジェクトの作成
• 4.5.3　生成されたラッパーオブジェクトの利用
• 4.5.4　実行例

4.6　エクスポートについて

4.7　まとめ

第5章　依存関係の解決と合成

5.1　import：依存関係の記述

• 5.1.1　ワールドの追加
• 5.1.2　greetプロジェクトが実装するワールドの明示
• 5.1.3　hello-worldワールドを実装するプロジェクトの作成
• 5.1.4　hello-world-implを実装

5.2　Wasmコンポーネントの合成

• 5.2.1　wacコマンドのインストール
• 5.2.2　コンポーネントの合成

5.3　ホストコードによる実装の提供

• 5.3.1　バイナリークレートの作成
• 5.3.2　依存するインターフェースの実装
• 5.3.3　コンポーネントのインスタンス化
• 5.3.4　インスタンスの提供する関数の呼び出し
• 5.3.5　実行例

5.4　WebAssembly System Interface（WASI）

5.5　wasi:cli/importsの実装

• 5.5.1　wasmtime-wasiを依存関係に追加
• 5.5.2　Greet構造体にメンバー変数を追加
• 5.5.3　WasiViewトレイトを実装
• 5.5.4　WASIの実装をLinkerオブジェクトに追加
• 5.5.5　実行結果
• 5.5.6　CLIアプリの実行

5.6　まとめ

第6章　コマンドラインインターフェースアプリケーションの作成

6.1　グリッチアート

6.2　本章で作成するCLIアプリ

6.3　コンポーネントレジストリーへ登録

• 6.3.1　Wargとは
• 6.3.2　wa.devへのユーザー登録
• 6.3.3　Wargクライアントのインストール
• 6.3.4　wa.devへCLIから接続する

6.4　WITによるインターフェース定義

• 6.4.1　witファイルを保持するフォルダーの作成
• 6.4.2　WITにおけるユーザー定義型

6.5　WITパッケージをコンポーネントレジストリーに登録

6.6　インターフェースを実装

• 6.6.1　Rustプロジェクトの作成
• 6.6.2　インターフェースの実装
• 6.6.3　Wasmパッケージの登録

6.7　CLIアプリの改変

• 6.7.1　ワールドの指定
• 6.7.2　必要なクレートを依存関係に追加
• 6.7.3　プログラムの変更
• 6.7.4　Wasmコンポーネントとしてビルド
• 6.7.5　Wasmコンポーネントの合成
• 6.7.6　実行結果

6.8　補足として

• 6.8.1　WITのデータ型について
• 6.8.2　パッケージのバージョン管理

6.9　まとめ

第7章　サーバーアプリケーションの開発

7.1　本章で作成するサーバーアプリケーション

7.2　Hello, wasi:http/proxy

• 7.2.1　プロジェクトの作成
• 7.2.2　実装
• 7.2.3　Webブラウザーを使った動作確認
• 7.2.4　リソース

7.3　Spinの導入と利用

• 7.3.1　Spinの導入
• 7.3.2　Spin向けのプロジェクト作成
• 7.3.3　hello_wasi_http.wasmの組み込み
• 7.3.4　アプリの起動

7.4　echo APIの作成

• 7.4.1　コンポーネントの追加
• 7.4.2　spin.tomlの編集
• 7.4.3　echo APIの実装
• 7.4.4　アプリのビルドと起動
• 7.4.5　curlコマンドを使った動作確認

7.5　グリッチアートを作るAPIの作成

• 7.5.1　プロジェクトフォルダーの作成
• 7.5.2　Web APIの実装
• 7.5.3　コンポーネントの合成
• 7.5.4　Spinアプリへの組み込み

7.6　まとめ

第8章　Wasmコンポーネントとコンテナーランタイム

8.1　Wasmコンポーネントを動かすコンテナーイメージ

8.2　Docker Desktopのインストール

• 8.2.1　初期設定
• 8.2.2　起動確認
• 8.2.3　Wasmコンポーネントの有効化

8.3　Wasmコンポーネントを動かすコンテナーイメージの作成

• 8.3.1　Dockerfileの作成
• 8.3.2　コンテナーイメージの作成
• 8.3.3　コンテナーイメージの実行

8.4　Spinアプリを動かすコンテナーイメージの作成

• 8.4.1　Spinアプリの整理
• 8.4.2　Dockerfileの作成
• 8.4.3　コンテナーイメージの作成
• 8.4.4　コンテナーイメージの実行

8.5　まとめ

サポート

正誤表

本書の以下の部分に誤りがありました。ここに訂正するとともに，ご迷惑をおかけしたことを深くお詫び申し上げます。

P.67　2つめの端末画面　3行目

/somewhere/hello-world-cli

/somewhere/hello-wasi-cli

P.42　端末画面　2行目

$ cargo build --target wasm32-wasip1

$ cargo build -r --target wasm32-wasip1

補足情報

本書で利用するクレートとバージョン番号の一覧を以下に示します。