深入探索如何壓縮 WebAssembly

一、初始體積:默認 Release 構建

我們從最基礎的構建開始,不開啟調試符號,僅使用默認的 release 模式:

$ wc -c pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm
29410 pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm

這是我們優化的起點 —— 29,410 字節

二、啟用 LTO + opt-level = “z” + wasm-opt -Oz

2.1. LTO(鏈接時間優化)

開啟 LTO 能讓 Rust 編譯器在鏈接階段進行跨 crate 優化,從而消除未使用的代碼路徑。

Cargo.toml 中配置:

[profile.release]
lto = true
opt-level = "z"

然后使用 wasm-opt 進一步壓縮:

wasm-opt -Oz -o pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm
$ wc -c pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm
17317 pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm

現在體積已縮減至 17,317 字節,減少了近 41%。

三、Gzip 壓縮進一步優化網絡傳輸

$ gzip -9 < pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm | wc -c
9045

HTTP 服務器幾乎都會自動啟用 gzip 壓縮,最終用戶接收的 .wasm 文件僅 9,045 字節,相比最初幾乎縮小了 70% 以上

四、使用 wasm-snip 移除 panic 支持代碼

Rust 編譯時會在 .wasm 中生成 panic 相關函數,即便我們不實際用到。這部分可以通過 wasm-snip 移除:

wasm-snip pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm -o pkg/snipped.wasm

這一操作通常可以節省數百到上千字節,具體節省視 panic 使用情況而定。以我的測試為例:

$ wc -c pkg/snipped.wasm
16532 pkg/snipped.wasm

節省了 785 字節

五、引入 wee_alloc 迷你分配器

默認的全局內存分配器(如 jemalloc)在 .wasm 中占據了較大的空間,而 wee_alloc 是專門為 WebAssembly 優化的輕量級 allocator。

啟用方式非常簡單,只需在 Cargo.toml 中加入:

[features]
default = ["wee_alloc"]

然后在 lib.rs 中設置:

#[cfg(feature = "wee_alloc")]
#[global_allocator]
static ALLOC: wee_alloc::WeeAlloc = wee_alloc::WeeAlloc::INIT;

構建后 .wasm 大小進一步縮減。例如:

$ wc -c pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm
15800 pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm

相比使用系統 allocator,wee_alloc 又節省了 500~1,000 字節不等

六、 完全移除動態內存:進入 #![no_std] 世界

Game of Life 實際上不需要動態分配任何內存:我們只維護一個單一的宇宙狀態,可以將其定義為 static mut 全局變量。

這樣做的好處是:

  • 移除對 allocator 的依賴
  • 支持 #![no_std] 編譯
  • 完全控制內存布局

Cargo.toml 中:

[lib]
crate-type = ["cdylib"]

lib.rs 中:

#![no_std]

當我們完全剝離 allocator 依賴后,構建出的 .wasm 文件可以進一步減小:

$ wc -c pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm
13300 pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm

再加上 wasm-opt 和 gzip:

$ gzip -9 < pkg/wasm_game_of_life_bg.wasm | wc -c
7080

最終我們實現了從 29,410 → 7,080 字節 的極限壓縮,整整縮小了 75.9%

七、 小結:優化清單與效果對比

優化手段大小(字節)相對初始減少
默認 release29,4100%
LTO + opt-level = “z” + wasm-opt -Oz17,317-41.1%
啟用 gzip 壓縮9,045-69.2%
移除 panic 基礎設施(wasm-snip)~16,532-43.8%
啟用 wee_alloc~15,800-46.3%
完全移除 allocator(#![no_std]~13,300-54.8%
gzip 壓縮后最終體積7,080-75.9%

八、結語

.wasm 文件并不是構建后就結束了,優秀的 WebAssembly 項目應像前端打包優化一樣,關注體積、網絡傳輸和運行性能。《生命游戲》這個案例為我們提供了實踐場景:通過 LTO、wasm-opt、wee_alloc、wasm-snip、gzip 和 no_std,我們將文件壓縮到了原來的四分之一以下。

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