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Samuel Su
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【译】使用 Rust 和 WebAssembly 构建离线画图页面

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【译】使用 Rust 和 WebAssembly 构建离线画图页面

Dev 网站的离线画图页很有趣。我们能用 Rust 和 WebAssembly 来实现吗？

答案是肯定的。让我们现在就来实现它。

首先，我们通过 Webpack 创建了一个基于 Rust 和 WebAssembly 的简单应用。

npm init rust-webpack dev-offline-canvas

Rust 和 WebAssembly 生态提供了 web_sys，它在 Web API 上提供了很多需要的绑定。可以从这里检出。

示例应用已经引入了 web_sys 依赖。web_sys crate 中包含了所有可用的 WebAPI 绑定。

如果引入所有的 WebAPI 绑定将会增加绑定文件的大小。按需引入必要的 API 是比较重要的。

我们移除已经存在的 feature 列表（位于 toml 文件中）

features = [ 'console' ]

并使用下面的替代：

features = [ 'CanvasRenderingContext2d', 'CssStyleDeclaration', 'Document', 'Element', 'EventTarget', 'HtmlCanvasElement', 'HtmlElement', 'MouseEvent', 'Node', 'Window', ]

上面的 features 列表是我们将在本例中需要使用的一些 features。

开始写 Rust 代码

打开文件 src/lib.rs。

使用下面的代码替换掉文件中的 start() 函数：

#[wasm_bindgen(start)] pub fn start() -> Result<(), JsValue> { Ok() }

一旦实例化了 WebAssembly 模块，#[wasm_bindgen(start)] 就会调用这个函数。可以查看规范中关于 start 函数的详细信息。

我们在 Rust 中将得到 window 对象。

let window = web_sys::window().expect("should have a window in this context");

接着从 window 对象中获取 document。

let document = window.document().expect("window should have a document");

创建一个 Canvas 元素，将其插入到 document 中。

let canvas = document .create_element("canvas")? .dyn_into::<web_sys::HtmlCanvasElement>()?; document.body().unwrap().append_child(&canvas)?;

设置 canvas 元素的宽、高和边框。

canvas.set_width(640); canvas.set_height(480); canvas.style().set_property("border", "solid")?;

在 Rust 中，一旦离开当前上下文或者函数已经 return，对应的内存就会被释放。但在 JavaScript 中，window, document 在页面的启动和运行时都是活动的（位于生命周期中）。

因此，为内存创建一个引用并使其静态化，直到程序运行结束，这一点很重要。

获取 Canvas 渲染的上下文，并在其外层包装一个 wrapper，以保证它的生命周期。

RC 表示 Reference Counted。

Rc 类型提供在堆中分配类型为 T 的值，并共享其所有权。在 Rc 上调用 clone 会生成指向堆中相同值的新的指针。当指向给定值的最后一个 Rc 指针即将被释放时，它指向的值也将被释放。 —— RC 文档

这个引用被 clone 并用于回调方法。

let context = canvas .get_context("2d")? .unwrap() .dyn_into::<web_sys::CanvasRenderingContext2d>()?; let context = Rc::new(context);

Since we are going to capture the mouse events. We will create a boolean variable called pressed. The pressed will hold the current value of mouse click.
因为我们要响应 mouse 事件。因此我们将创建一个名为 pressed 的布尔类型的变量。pressed 用于保存 mouse click（鼠标点击）的当前值。

let pressed = Rc::new(Cell::new(false));

现在，我们需要为 mouseDown、mouseUp、mouseMove 创建一个闭包（回调函数）。

{ mouse_down(&context, &pressed, &canvas); } { mouse_move(&context, &pressed, &canvas); } { mouse_up(&context, &pressed, &canvas); }

我们将把这些事件触发时需要执行的操作定义为独立的函数。这些函数接收 canvas 元素的上下文和鼠标按下状态作为参数。

fn mouse_up(context: &std::rc::Rc<web_sys::CanvasRenderingContext2d>, pressed: &std::rc::Rc<std::cell::Cell<bool>>, canvas: &web_sys::HtmlCanvasElement) { let context = context.clone(); let pressed = pressed.clone(); let closure = Closure::wrap(Box::new(move |event: web_sys::MouseEvent| { pressed.set(false); context.line_to(event.offset_x() as f64, event.offset_y() as f64); context.stroke(); }) as Box<dyn FnMut(_)>); canvas.add_event_listener_with_callback("mouseup", closure.as_ref().unchecked_ref()).unwrap(); closure.forget(); } fn mouse_move(context: &std::rc::Rc<web_sys::CanvasRenderingContext2d>, pressed: &std::rc::Rc<std::cell::Cell<bool>>, canvas: &web_sys::HtmlCanvasElement){ let context = context.clone(); let pressed = pressed.clone(); let closure = Closure::wrap(Box::new(move |event: web_sys::MouseEvent| { if pressed.get() { context.line_to(event.offset_x() as f64, event.offset_y() as f64); context.stroke(); context.begin_path(); context.move_to(event.offset_x() as f64, event.offset_y() as f64); } }) as Box<dyn FnMut(_)>); canvas.add_event_listener_with_callback("mousemove", closure.as_ref().unchecked_ref()).unwrap(); closure.forget(); } fn mouse_down(context: &std::rc::Rc<web_sys::CanvasRenderingContext2d>, pressed: &std::rc::Rc<std::cell::Cell<bool>>, canvas: &web_sys::HtmlCanvasElement){ let context = context.clone(); let pressed = pressed.clone(); let closure = Closure::wrap(Box::new(move |event: web_sys::MouseEvent| { context.begin_path(); context.set_line_width(5.0); context.move_to(event.offset_x() as f64, event.offset_y() as f64); pressed.set(true); }) as Box<dyn FnMut(_)>); canvas.add_event_listener_with_callback("mousedown", closure.as_ref().unchecked_ref()).unwrap(); closure.forget(); }

他们非常类似于你平时写的 JavaScript 的 API，但它们是用 Rust 编写的。

现在我们都设置好了。我们可以运行应用程序并在画布中画画。 🎉 🎉 🎉

但我们还没有设定颜色。

添加多个颜色

增加颜色样本，创建一个 div 列表，并使用它们作为颜色选择器。

在 start 函数中定义我们需要的颜色列表。

#[wasm_bindgen(start)] pub fn start() -> Result<(), JsValue> { // ....... Some content let colors = vec!["#F4908E", "#F2F097", "#88B0DC", "#F7B5D1", "#53C4AF", "#FDE38C"]; Ok() }

然后遍历颜色列表，为所有颜色创建一个 div，并将其加入到 document 中。对于每个 div，还需要添加一个 onClick 处理程序来更改画板颜色。

for c in colors { let div = document .create_element("div")? .dyn_into::<web_sys::HtmlElement>()?; div.set_class_name("color"); { click(&context, &div, c.clone()); // On Click Closure. } div.style().set_property("background-color", c); let div = div.dyn_into::<web_sys::Node>()?; document.body().unwrap().append_child(&div)?; }

其中 click 函数实现如下所示：

fn click(context: &std::rc::Rc<web_sys::CanvasRenderingContext2d>, div: &web_sys::HtmlElement, c: &str) { let context = context.clone(); let c = JsValue::from(String::from(c)); let closure = Closure::wrap(Box::new(move || { context.set_stroke_style(&c); }) as Box<dyn FnMut()>); div.set_onclick(Some(closure.as_ref().unchecked_ref())); closure.forget(); }

现在稍微美化一下。打开 static/index.html 文件。在其中添加 div 样式。

<style> .color { display: inline-block; width: 50px; height: 50px; border-radius: 50%; cursor: pointer; margin: 10px; } </style>

这就是我们的画板了，我们已经创建好了这个应用。🎉

可以从这里检出示例应用。

希望这个例子能给你开启美妙的 WebAssembly 旅程带来灵感。如果你有任何的问题、建议、感受，欢迎给我留言评论。

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还可以阅读我的其他 WebAssembly 文章，点击这儿。

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