WASI - WebAssembly 系统接口

WASI（WebAssembly System Interface）是一个面向 WebAssembly 的模块化系统接口。它使 WASM 模块能够在浏览器外部安全运行，并访问操作系统资源。

什么是 WASI？

flowchart LR
    subgraph WASM["WASM 模块"]
        F[函数]
    end
    subgraph WASI["WASI API"]
        FS[文件系统]
        N[网络]
        C[时钟]
        R[随机数]
        E[环境变量]
    end
    subgraph OS["操作系统"]
        K[内核]
    end
    F --> WASI
    WASI --> OS

核心组件

WASI SDK

# 下载 WASI SDK
curl -LO https://github.com/WebAssembly/wasi-sdk/releases/download/wasi-sdk-20/wasi-sdk-20.0-linux-x86_64.tar.gz
tar -xzf wasi-sdk-20.0-linux-x86_64.tar.gz

# 设置环境
export WASI_SDK_PATH=$PWD/wasi-sdk-20.0

使用 WASI 编译

# C/C++ 使用 WASI
$WASI_SDK_PATH/bin/clang \
  --target=wasm32-wasi \
  --sysroot=$WASI_SDK_PATH/share/wasi-sysroot \
  source.c -o output.wasm

# Rust 使用 WASI
cargo build --target wasm32-wasi --release

文件系统访问

Rust 使用 wasi crate

use std::fs;
use std::io::{self, Write};

fn main() -> io::Result<()> {
    // 写入 stdout
    println!("你好，来自 WASI！");

    // 读取文件
    let content = fs::read_to_string("data.txt")?;
    println!("内容: {}", content);

    Ok(())
}

环境变量

use std::env;

fn main() {
    // 访问环境变量
    for (key, value) in env::vars() {
        println!("{}={}", key, value);
    }

    // 访问命令行参数
    for arg in env::args() {
        println!("参数: {}", arg);
    }
}

运行 WASI 模块

使用 Wasmtime

# 安装 Wasmtime
curl https://wasmtime.dev/install.sh -sSf | bash

# 运行 WASI 模块
wasmtime run module.wasm

# 带参数
wasmtime run module.wasm arg1 arg2

使用 WasmEdge

# 安装 WasmEdge
curl -sSf https://raw.githubusercontent.com/WasmEdge/WasmEdge/master/utils/install.sh | bash

# 使用 wasmedge 运行
wasmedge module.wasm

常见用例

用例	示例	收益
无服务器函数	AWS Lambda Edge	冷启动性能
CLI 工具	wapm 包	跨平台二进制文件
插件系统	安全沙箱	隔离 + 能力
边缘计算	CDN 函数	快速执行

安全模型

WASI 使用基于能力的安全模型：

• 无环境授权
• 资源显式传递
• 最小权限

工具生态系统

工具	用途
Wasmtime	运行时（CLI + 库）
WasmEdge	高性能运行时
wasmer	通用运行时
wapm	包注册表
cargo-wasi	Rust WASI 支持

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