随着Web网页的广泛发展，拥有JIT技术加持后，JavaScript的执行效率大幅提升，但由于解释型语言的特点，以及动态类型的天生缺陷，在某些CPU密集计算型的应用场景下，JavaScript的性能仍然力不从心。而且有大量C/C++等编译型语言的软件和库，也有着搬到Web上执行的需求，但如果全部用JavaScript语言重写，显然代价十分巨大。
一系列原因催生出了WebAssembly技术的诞生，先从asm.js说起。
一 asm.js
1.1 发展历史
2011年，在Mozilla工作的Alon Zakai，想把自己以前开发的C++ 游戏跑在浏览器里，但是又不想用JavaScript重写，就想能不能把C++ 编译为JavaScript呢？于是他创建了 Emscripten 项目，用LLVM将C++编译为字节码，再将字节码编译为JavaScript，成功地将C++游戏跑在了浏览器。
当时Mozilla的CTO正是JavaScript的作者Brendan Eich，他的梦想是让Web可以运行任何应用，而Alon的项目正在实现他的梦想，于是大力支持，Emscripten成为了公司的一个正式开源项目。
但仅仅将C++编译为JavaScript还不够，因为性能不够好。主要原因是JavaScript是动态类型语言，JS引擎在生成机器码时，必须动态判断变量类型，这带来了大量的冗余代码，必然存在性能损耗。
Mozilla的JS引擎工程师Luke Wagner告诉Alon，如果Emscripten能生成特定的隐含类型的JS代码，他就可以通过优化JS引擎来提升性能，例如：
function add(x, y) {
a = x | 0; // 参数x为整数
b = y | 0; // 参数y为整数
return a + b | 0; // add函数的返回值也是整数
}
通过在JS代码中增加 | 0，JS引擎就能推断出add函数的参数和返回值都是整数，从而直接编译为整数加法，提高了机器码的执行效率。对这种语法的进一步规范化，就产生了asm.js。
2013年，他们把100万行C++代码的虚幻游戏引擎编译为asm.js，在浏览器中流畅的运行了3D游戏《史诗城堡》。
1.2 原理
asm.js并不是一种新的语言，它只是一种遵守特定规范的JavaScript，本质上还是JavaScript。它可以手工编写，但可读性较差，所以通常是由 Emscripten工具来编译生成。
它有以下两个特点。
- 变量都是静态类型
- 没有垃圾回收机制
前面说过，普通JS代码的执行流程是：JS源码 -> 解析器 转成 抽象语法树 -> 解释器 转为 字节码 -> 编译器 转为优化后的机器码 -> 执行。
在这过程中，由于JS的动态类型特征，同一变量上一次执行还是Object，下一次就可能变成String了，这导致JIT编译过的机器码失去作用，只能重新进行编译。asm.js 约定静态类型就避免了这种情况的发生。
针对asm.js进行优化后的JS引擎，如果发现运行的是asm.js，便可以通过AOT静态编译的方式，将代码编译成机器码（且因为是静态类型，机器码可以得到极其优化）。当JS引擎再次执行（甚至是第一次执行）这段代码时，就可以直接使用前面编译过的机器码来执行了。
通过不断的优化，测试数据表明，asm.js的性能可以达到原生C/C++代码的50%。在Firefox浏览器率先支持asm.js后，其它的Chrome、Safari、Edge等浏览器相继优化其JS引擎来执行asm.js。
二 WebAssembly
2.1 发展历史
和普通JS代码相比，虽然asm.js性能提升很大，但它始终是个包含JS代码的文本，JS引擎还是需要去解析和编译，那为什么不在浏览器中增加一个虚拟机，从而能直接运行字节码呢？让越多的应用跑在Web上，并且性能越好，用户花在Web上的时间就越多，这符合各家浏览器厂商的共同利益。
因此，在2015年，各大浏览器厂商联手宣布开发WebAssembly。2017年，几大浏览器相继支持。2019年，W3C发布正式标准，WebAssembly成为继HTML、CSS、JavaScript之后的第4种Web语言。
现在C/C++、Rust、Java等越来越多的强类型编程语言，都可以编译为WebAssembly字节码，直接运行在浏览器中。就像Java字节码一样，一次编译到处运行，借助于浏览器，从而具有了跨平台特性。
2.2 原理
严格说，WebAssembly不是一种编程语言，而是一种可以在浏览器中直接运行的二进制格式，这种格式称为WASM。
测试数据表明，WebAssembly比asm.js平均快了33.7%，且文件体积平均小了62.5%，另外WebAssembly在编译速度、启动速度、内存使用等方面的表现也非常好。
WebAssembly并不是要取代JavaScript，只是把更多的编程语言和应用带到Web中，且具有接近于原生的性能，是JavaScript能力的补充，使Web更加丰富和强大。
三 总结
asm.js生成的是JavaScript代码，而WebAssembly生成的是WASM格式的二进制字节码，因此WebAssembly的体积更小，运行速度更快。
asm.js的兼容性比WebAssembly好，因为它本身就是JavaScript，所有浏览器都支持asm.js的运行，当然现在主流的浏览器也都支持WebAssembly，无需担心兼容问题。知名软件AutoCAD、Google Earth都借助于WebAssembly技术，移植到了浏览器中。
WebAssembly给Web带来了更多的可能性，对于CPU密集型的应用，比如音频、视频、直播、机器学习、AR、VR、游戏等，WebAssembly既可以帮助突破性能瓶颈，也可以让其他语言的代码库得到充分利用。因此，WebAssembly的应用还刚刚开始，发展潜力巨大。