1. 背景
在过去十年，后端的运行时主要依赖 虚拟机（VM） 和 容器（Container） ：
- VM：隔离性强，但启动慢、开销大。
- 容器：轻量快速，但依赖宿主机内核，安全性相对不足。
而 WebAssembly（Wasm） 最初是浏览器端的高性能运行时，如今随着 WASI（WebAssembly System Interface） 的发展，Wasm 已经逐渐进入后端和云原生世界，成为新的运行时候选。
2. 什么是 WASI？
WASI 是 WebAssembly 的系统接口标准，赋予 Wasm 模块访问操作系统功能的能力：
- 文件系统访问
- 网络 I/O
- 时间、线程、随机数等系统调用
换句话说，WASI 让 Wasm 从浏览器“沙盒小程序”升级成了 可运行后端逻辑的通用运行时。
3. 为什么后端需要 Wasm + WASI？
3.1 轻量与高性能
- 启动速度：亚毫秒级，远快于 VM，优于容器冷启动。
- 体积小：Wasm 模块只有 KB ~ MB，镜像传输比容器更高效。
- 性能接近原生：经过优化的 Wasm 模块，执行性能接近 C/C++ 程序。
3.2 安全性
- 沙盒隔离：天然安全边界，避免恶意代码影响宿主机。
- 能力最小化：通过 WASI 精细化授予权限，比容器的 root 权限更安全。
3.3 跨平台与多语言
- 一次编译，到处运行：Rust、Go、C++、Python 代码都能编译为 Wasm。
- 平台无关：可运行在浏览器、边缘节点、云后端。
4. 应用场景
4.1 Serverless 与边缘计算
Wasm 模块轻量、启动快，非常适合 Serverless：
- 冷启动延迟低（毫秒级）
- 按需加载，快速执行
- 多语言统一运行环境
代表案例：
- Cloudflare Workers：已经支持 Wasm 模块运行
- Fermyon Spin：基于 Wasm 的 Serverless 平台
4.2 插件化后端
Wasm 可以作为插件运行在 API 网关、数据库引擎中：
- Envoy Proxy + Wasm：动态加载流量控制逻辑
- Postgres + Wasm：用户自定义函数（UDF）无需改数据库源码
这种方式让后端拥有了“可编程能力”，而且安全隔离性更强。
4.3 微服务运行时
未来，部分微服务可能直接以 Wasm 模块的形式部署：
- 通过 WASI 提供网络和存储能力
- 不需要传统容器，直接运行在 Wasm Runtime 上
- Kubernetes 正在探索调度 Wasm 模块（WasmEdge、Krustlet）
5. Wasm vs 容器 vs VM
| 特性 | VM | 容器 | Wasm |
|---|---|---|---|
| 启动速度 | 秒级 | 毫秒级 | 亚毫秒级 |
| 体积 | GB | MB | KB~MB |
| 隔离性 | 强 | 中等 | 强（沙盒） |
| 性能 | 中等 | 高 | 接近原生 |
| 跨平台 | 弱 | 中等 | 强 |
可以看到，Wasm 正好补足了容器与 VM 的不足。
6. 挑战
- 生态不完善：WASI 标准还在发展中，系统调用支持有限。
- 调试难度：Wasm 调试工具链不如容器成熟。
- 性能优化：部分场景仍落后于原生二进制。
- 迁移成本：现有后端应用需要额外改造才能跑在 Wasm 上。
7. 总结
WebAssembly + WASI 正在让后端走向 更轻、更快、更安全：
- 它可能是 Serverless 的未来运行时
- 它可能成为 Service Mesh、数据库的插件扩展机制
- 它甚至可能逐步补充/替代容器，成为云原生基础设施的一环
未来 3~5 年，Wasm + WASI 会和容器、VM 长期共存，但在边缘计算和 Serverless 领域，它很可能成为主流。
