Manjusaka
·
如何使用 WASMTIME 来运行 CPython for WASI，然后利用 Python 实现的 HostFunction 来扩展它？
内容提要
作者使用 wasmtime 执行编译为 WASM/WASI 字节码的 CPython 虚拟机，并通过 Rust 实现的 Host Function 扩展功能。WASM/WASI 提供跨平台兼容性和安全性，广泛用于浏览器和服务端。尽管面临技术挑战，如缺乏 dlopen 支持和 wasmtime Python 绑定的复杂性，该项目展示了 Python 与 WASI 结合的潜力。
关键要点
-
作者使用 wasmtime 执行编译为 WASM/WASI 字节码的 CPython 虚拟机，并通过 Rust 实现的 Host Function 扩展功能。
-
WASM/WASI 提供跨平台兼容性和安全性，广泛用于浏览器和服务端。
-
项目展示了 Python 与 WASI 结合的潜力，尽管面临技术挑战。
-
WASM 是一种低级编程语言，WASI 是其标准扩展，允许 WASM 程序在浏览器外运行。
-
CPython 的 WASM/WASI 支持由 Brett Cannon 主要完成，演进路线包括从 emscripten 到官方支持。
-
编译 CPython 为 WASM/WASI 字节码需要设置环境并使用官方提供的 devcontainer。
-
使用 wasmtime 作为推荐的 WASM/WASI Runtime，作者尝试通过 Host Function 扩展 CPython。
-
由于缺乏 dlopen 支持，作者需要修改 CPython 的本体部分以支持扩展模块。
-
通过 Rust 代码实现 Host Function，允许动态修改逻辑。
-
使用 PyO3 使 Rust 代码能够调用 Python 实现的 Host Function，成功实现了功能扩展。
-
总结指出了技术路线的 PoC，验证了 Python 和 WASI 结合的可能性，但也暴露出一些问题，如缺乏 dlopen 支持和 Python VM 对象跨线程共享的问题。
延伸解读
WASM/WASI 的优势与应用场景
WASM/WASI 技术提供了跨平台兼容性和安全性，适用于浏览器和服务端。随着 Serverless 计算和数据库用户自定义函数等场景的兴起，WASM/WASI 的应用正在不断扩展，开发者应关注这些新兴领域的潜力。
技术挑战与解决方案
在将 CPython 编译为 WASM/WASI 字节码的过程中，缺乏 dlopen 支持是一个主要挑战。作者通过修改 CPython 的核心代码来解决这一问题，展示了在技术限制下的创新思维。开发者在类似项目中应考虑这些技术障碍及其解决方案。
Host Function 的实现与扩展
通过 Rust 实现的 Host Function 允许动态修改逻辑，增强了 CPython 的功能。使用 PyO3 进行 Python 代码调用的方式，虽然面临跨线程共享的问题，但为开发者提供了灵活的扩展能力，值得在实际应用中探索。
延伸问答
WASM 和 WASI 的主要功能是什么？
WASM 是一种低级编程语言，允许在现代浏览器中运行，提供接近原生的性能；WASI 是其标准扩展，允许 WASM 程序在浏览器外运行，访问系统资源。
如何将 CPython 编译为 WASM/WASI 字节码？
需要设置环境并使用官方提供的 devcontainer，执行命令 python3 Tools/wasm/wasi.py build -- --config-cache --with-pydebug 来编译。
使用 wasmtime 执行 CPython 时遇到的技术挑战有哪些？
主要挑战包括缺乏 dlopen 支持和 wasmtime Python 绑定的复杂性，这导致需要修改 CPython 的本体部分以支持扩展模块。
如何通过 Rust 实现 Host Function 来扩展 CPython？
通过 Rust 代码实现 Host Function，允许动态修改逻辑，并使用 PyO3 使 Rust 代码能够调用 Python 实现的 Host Function。
Python 与 WASI 结合的潜力是什么？
该项目展示了 Python 与 WASI 结合的潜力，能够在特定场景下如数据 PaaS 中允许用户上传自定义代码。
在将 Python 与 WASI 结合时存在哪些问题？
存在的问题包括缺乏 dlopen 支持和 Python VM 对象跨线程共享的问题，这可能需要新的解决方案来处理。
