SSVM (Second State VM)是一个非常受欢迎的 WebAssembly 虚拟机，针对服务端的高性能应用程序进行了优化。凭借先进的 AOT（Ahead of Time 编译器）支持，SSVM 已经成为最快的 WebAssembly 虚拟机之一。最新的 SSVM 0.7 版本发布了一系列强大且独一无二的功能，这些功能使得 SSVM 进一步差异化，并巩固了 SSVM 作为领先的云原生应用程序运行时的地位。

SSVM 0.7 release

WebAssembly 提案

SSVM 支持社区正在讨论与设计的 WebAssembly 功能和提案。这些提案可能成为 WebAssembly 的正式规范。例如，SSVM 支持 WebAssembly 程序的 WASI（WebAssembly系统接口）规范，从而可以与主机 Linux 操作系统安全地交互。在 0.7 版中，SSVM 支持以下提案。

  • Reference Types。它允许 WebAssembly 程序与主机应用程序和操作系统交换数据。

  • Bulk memory operations。 WebAssembly 程序可以更快地访问内存，并且在大容量内存操作中性能更好。

  • SIMD（单指令多数据运算）。对于有着多核 CPU 的现代设备，SIMD 允许数据处理程序充分利用 CPU。 SIMD 可以大大提高数据应用程序的性能。

此外，SSVM 团队正在探索 wasi-socket 提案，以支持 WebAssembly 程序中的网络访问。 SSVM 有望成为世界上第一个支持 wasi-socket 的WebAssembly 虚拟机。

WASI 的服务端应用扩展

SSVM 与其他 WebAssembly 虚拟机的主要区别在于对非标准扩展的支持。 WASI 规范为开发者提供了一种机制，可以有效、安全地扩展 WebAssembly 虚拟机。 SSVM 团队根据实际场景的需求对 0.7 版本的需求创建了以下类 WASI 的扩展。在不久的将来，SSVM 团队会合作、增强和标准化这些扩展和API。

  • Tensorflow。开发者可以使用简单的Rust API 编写 Tensorflow 推理函数，然后在 SSVM 中安全地以本机速度运行该函数。Second State Functions 支持此功能。

  • 其他 AI 框架。除了 Tensorflow 之外，Second State 团队还为 AI 框架（例如 ONNX 和 Tengine ）构建类 WASI 的扩展。

  • 存储。SSVM 存储接口允许 WebAssembly 程序读取和写入一个 KV 数据库。 Second State Functions 支持此功能。

  • 命令界面。 SSVM 允许 WebAssembly 函数在主机操作系统中执行本机命令。它支持传递参数、环境变量、STDIN / STDOUT 管道以及用于主机访问的安全策略。Second State Functions 中的 http_proxy 是在 serverless 函数中使用操作系统命令的示例。

  • 以太坊。 SSVM Ewasm 扩展支持编译为 WebAssembly 的以太坊智能合约。这是是前沿性的以太坊风格 WebAssembly（Ewasm）实现。

  • Substrate。SSVM Pallet 允许SSVM在任何基于Substrate 的区块链上充当以太坊智能合约执行引擎。

基于能力的安全性

WASI 和类 WASI 的扩展通过声明性的、基于能力的安全模型来控制对主机系统的访问。这种方法允许 WebAssembly 虚拟机实例由显式规则保护，并且独立于运行虚拟机实例的用户。例如，使用 WASI，SSVM 主机应用程序规定虚拟机可以访问主机操作系统中的哪些文件夹。

SSVM 增加了对操作系统本机命令的支持。沙盒 WebAssembly 字节码应用程序只能访问它要求并声明的操作系统命令，这点很重要。现在，SSVM 主机应用程序可以将允许虚拟机访问的命令列入白名单。随着生态系统和安全策略的发展，我们预计 SSVM 将比当今基于容器的运行时 (例如Docker) 更加安全，适应性更强。

跨平台

使用服务端的 WebAssembly 虚拟机，开发者可以在一台机器(例如开发者的笔记本电脑或 CI 机器)上编译应用程序，并部署在各种不同的平台上。公有云和边缘云的标准运行时通常是旧版本的 Linux，在开发中已不再广泛使用。例如，Second State 和腾讯云在 Severless Tensorflow 函数的合作中，SSVM 及其类 WASI 的 Tensorflow 扩展需要在老旧的 CentOS 7 image 上运行。

SSVM 是在 Ubuntu 20.04 上开发的，以利用先进的LLVM 功能来实现 AOT 编译器。我们为较旧的 Linux 发行版构建和发布了静态链接的 SSVM 二进制文件。 SSVM 二进制文件的 manylinux1 构建可以在2007年发布的 CentOS 5 上运行。SSVM 还将移植到各种服务器、嵌入式操作系统和硬件平台上。

云原生支持

SSVM 是“云原生” WebAssembly 虚拟机，旨在为应用程序开发者提供云服务。SSVM 0.7 作为高性能和安全的运行时引擎，被集成到云原生应用程序框架中。

  • Second State Functions 是公共的 Serverless 即服务（FaaS）。它在 SSVM 中安全地运行计算密集型函数。Second State Functions 服务建立在 Wasm Joey 这一开源项目上，该项目依赖于 Node.js 实例化并管理 SSVM 实例。

  • 腾讯 Serverless 云函数与 Second State 合作，通过 SSVM 支持 Tensorflow 推理函数。开发者可以在几分钟之内开始使用 Serverless 框架模板，发布一个Serverless AI 推理函数。现在还可以参加线上黑客马拉松赢取奖品。

  • YoMo 是一个开源的 Serverless 流框架，用于构建低延迟边缘计算应用程序，建立在 QUIC 传输协议和功能性反应性编程接口之上。Yomo 利用 SSVM 在边缘设置中执行Serverless 函数。

SSVM 将逐步支持 OCI (Open Container Initiative)规范，该规范将允许由 Cloud Native Orchestration 工具，如Kubernetes，管理 SSVM 实例。

语言支持

从理论上讲，通过 LLVM 工具链，WebAssembly 可以支持20多种编程语言。但实际上，只有C、C++、Rust 和 AssemblyScript 获得了顶级的支持。即使这些语言，编译器也需要进行修补，以针对非标准扩展生成正确的 WebAssembly 字节码和 API 调用。例如，尽管 SSVM 支持 SIMD 提案，但当前只有基于 C 的编译器才能生成正确的 SIMD WebAssembly 字节码。 Rust 编译器仍在修补中，以实现对 WebAssembly 目标的 SIMD 支持。

除通用编程语言外，SSVM 还支持针对特定行业的细分编程语言(DSL)。例如，SSVM 的一个常见应用场景是，SSVM 可以在兼容以太坊的区块链上运行智能合约。 SSVM 已经被 Oasis Network 和 Substrate / Polkadot 社区等头部区块链采用为 Ewasm（以太坊的WebAssembly 虚拟机）。

SSVM 0.7 是针对 Web、边缘、区块链和 Serverless 计算进行优化的的一个重要版本。