NetWasm：面向 WebAssembly 的独立 .NET 方案

NetWasm 是一套独立的编译器、核心类库（CoreLib）、运行时及 SDK，旨在将 C# 和 .NET CIL 直接编译为 WebAssembly。该方案不依赖桌面版 CLR、Mono、dotnet.js 或应用程序 DLL，能够生成小巧且独立的 Wasm 应用。

C# 在 Wasm 体积上超越 Rust

在针对打印 42 的相同工作负载下，NetWasm 生成的包含精确 Compact 垃圾回收器的 WASI Preview 2 组件，原始体积为 47,895 字节。相比之下，采用尺寸优化配置的 Rust 1.95.0 产物为 53,635 字节。

数据显示，NetWasm 原始体积小 10.7%，经 Brotli-11 压缩后体积小 19.5%。作为参考，Kotlin 2.4.0 (wasmWasi) 和 TinyGo 0.39.0 的原始体积分别为 79,293 字节和 93,043 字节。需注意，此对比基于特定工作负载和配置，而非语言体系的整体排名。

性能表现优于 Mono AOT

在 Apple M1 Max 上使用 Wasmtime 49.0.3 进行的基准测试显示，NetWasm 在多项指标上优于由相同 C# 源代码编译并经 Wasmtime 运行的 Mono AOT (.NET 10)：

  • 完整事务处理：NetWasm 耗时 43.9 ms，较 Mono AOT 的 59.1 ms 减少 26%。
  • 保留的对象图：NetWasm 耗时 8.8 ms，较 Mono AOT 的 14.2 ms 减少 38%。
  • UI 变更：NetWasm 耗时 17.6 ms，较 Mono AOT 的 29.1 ms 减少 40%。

在前两项测试中，NetWasmGC 的耗时也低于桌面版 .NET 11 的 JIT；但在 UI 变更场景下，JIT (8.6 ms) 更快。桌面版 NativeAOT 在所有三项测试中均表现最快。

功能特性与技术架构

NetWasm 并非将桌面版 .NET 塞入 Wasm 沙箱，而是一个全新的平台。其核心特性包括：

  • 封闭世界编译：仅链接可达代码和所需运行时支持，剔除不可达代码及导入项。
  • 更小的平台契约：支持可移植 API，不包含广泛的运行时反射、动态程序集加载或 dynamic 关键字。
  • 现代生态支持：支持 C# 15、JavaScript 模块、Web Workers、静态 .a 互操作、WIT/WASI P2、表达式树以及 HTTP/JSON/XML/Regex 等库。
  • 开发体验：可通过标准 dotnet CLI 进行构建、运行和测试；支持双目标库（netwasm0.1 和桌面版 .NET）。

灵活的内存分配策略

NetWasm 提供四种分配策略，用户可在项目文件中配置：

  • Compact（默认）：以大小为优先的精确非移动标记-清除收集器，适合小型应用和低变更率 UI。原始体积 47,895 字节。
  • NetWasmGC：适合更高分配吞吐量。原始体积 50,855 字节。
  • Bump：适合有界、一次性作业。原始体积 43,864 字节。

与传统 .NET Wasm 的对比

与启用 AOT、修剪和 IL 剥离的 Blazor WebAssembly 空 UI 应用相比，NetWasm 体积优势显著：

  • NetWasm (Compact GC)：47,895 字节（基准 1×）。
  • Blazor WebAssembly (.NET 10)：12,276,684 字节（约 256×）。
  • Blazor WebAssembly (.NET 11 RC1)：15,289,241 字节（约 319×）。

需注意，Blazor 体积包含原生运行时和 Webcil 程序集，而 NetWasm 包含其运行时、GC 和 WASI 组件，两者应用场景不同。

当前边界与路线图

NetWasm 目前处于 1.0 之前版本（最新为 0.10.0），主要限制包括：

  • 不支持运行时反射、dynamic、运行时程序集加载和托管线程。
  • 尚未实现通用的 System.IO 文件操作、原始套接字和子进程 API。
  • wasm64 组件仍受上游工具链限制。

通往 1.0 的路线图涵盖更广泛的 WASI Preview 2 覆盖、全球化模式、表达式树完善、更快的增量开发循环以及稳定的平台契约。0.10.0 版本已重建垃圾回收器，移除 Boehm 收集器，显著提升了高分配负载下的性能和启动时间。

许可与使用

CoreLib、运行时库和模板采用 MIT 许可；编译器和开发者工具使用 NetWasm Community License 1.0；Compact 和 NetWasmGC 收集器采用 Apache-2.0 许可。社区许可对个人、教育、开源及小规模组织（员工少于 250 人且年收入低于 1000 万美元）免费。生成的应用程序可由作者选择许可证，无需遥测或技术强制执行。