Как запустить native client chrome

Обновлено: 06.07.2024

В последнее время гиганты по разработке программного обеспечения, такие, как Adobe, Sun, Microsoft, активно разрабатывают собственные решения по созданию десктопных веб-приложений. Не могла остаться в стороне от этого процесса и корпорация Google, которая недавно представила свою технологию Google Native Client, при помощи которой можно внедрять в браузер программы, написанные на заурядном C/C++.

Веб-приложения

Веб-приложения - это нынче довольно популярный термин, которым принято обозначать широкий спектр прикладных программ. В первую очередь, сюда входят классические клиент-серверные приложения наподобие Gmail, Google Docs, когда основная функциональность и хранение данных осуществляется где-то на сервере в Сети, а пользователь осуществляет работу через веб-интерфейс в браузере.

Сейчас также очень модными становятся так называемые "обогащённые веб-приложения" RIA (Rich Internet Application). Это программные модули, которые могут запускаться в том же интернет-браузере и обладают более богатыми функциональными и мультимедийными возможностями, чем может предоставить классический html+ajax. RIA-приложения могут иметь возможность также запускаться и без браузера, как обычные десктопные программы. Самым доступным примером таких программ являются flash-игрушки.

Как уже было сказано в самом начале, на этом рынке "обогащённых веб-приложений" начинает образовываться весьма серьёзная конкуренция. Лидером в этой области пока однозначно является Adobe с большим набором веб-технологий - Flash, Flex, Air, Alchemy. Амбициозные планы по экспансии на этот рынок вынашивает и "Майкрософт" со своим Silverlight/Moonlight. Конкуренцию может составить и Sun Microsistem, которая выпустила совсем недавно первую версию JavaFX Script.

И вот в эту битву титанов вступила Google, представив для ознакомления на прошлой неделе свою среду Native Client, предназначенную для создания и запуска в интернет-браузере нативных программ для архитектуры x86.

Более подробно

Приложения, созданные на основе Flash, Silverlight, JavaFX, представляют собой виртуальный абстрактный байт-код, который исполняется каждый в собственной виртуальной машине. С одной стороны, это обеспечивает кроссплатформенность, переносимость, а также безопасность для системы, но при этом значительно ограничивается скорость, мощность и функциональность самих этих программ.

В Google решили не изобретать новый велосипед - то есть очередной вариант байт-кода и свою виртуальную машину. Инженеры компании решили просто создать такую среду выполнения приложения, которая позволяла бы создавать и запускать в особом безопасном окружении обычные для PC программы без всякой предварительной компиляции в промежуточный код. Это позволит тем же веб-приложениям напрямую использовать на всю катушку возможности, мощь, специальные инструкции современных процессоров Intel и AMD. То есть Native Client позволят писать веб-приложения даже на Ассемблере, если у разработчика, конечно же, возникнет такое желание. На данный момент поддерживается система команд x86.

С другой стороны, веб-приложения в Интернете не являются безопасными по определению, то есть имеют статус не вызывающего доверия (untrusted) кода. Поэтому система Google Native Client представляет собой "песочницу", в которой веб-приложения играют в дозволенных им рамках и не имеют прямого доступа к опасным системным функциям.

На уровне системы Native Client состоит из специального плагина к интернет-браузеру для обеспечения работы и отображения RIA-программ непосредственно на html-странице. Это внедрение простое и происходит через элемент embed, например:

Также в Native Client входит специальный "запускатор" RIA-программ. Он обеспечивает работу этих приложений как отдельных обычных программ в отдельном окошке. Ну и для разработчиков, соответственно, прилагаются специальные утилиты сборки и компиляции.

Практикуемся

Для того чтобы оценить новое творение Google, нужно с сайта компании скачать специальный архив размером около 80 мегабайт. В отличие от других, Google не обидела линуксоидов и на сайте имеется версия Native Client и для "Линукс". Мало того, вся работа организована в юниксоидном стиле, через командную строку.

В архиве имеется всё нужное как для пользователя, желающего познакомиться с новой технологией, так и для разработчиков - ресурсы для плагина, "запускатор", утилиты сборки, примеры программ, подробное руководство для пользователей и документация для разработчиков. Из внешних приложений понадобится лишь Python, который послужит для более удобного запуска примеров, что для обычного пользователя интересно в первую очередь.

Примеры после распаковки архива находятся в каталоге nacl/googleclient/native_client/test. Для начала можно переместиться в каталог earth и насладиться видом вращающейся вокруг своей оси планеты Земля, выполнив простую команду:

Нас интересуют, конечно же, нативные приложения для интернет-браузера. Для этого к нему нужно собрать специальный плагин. Переходим в каталог nacl/googleclient/native_client и здесь выполняем сборку плагина через уже настроенный и готовый к употреблению scons:

Scons - это кроссплатформенная система для сборки программных проектов, которая является альтернативой make. Если всё было правильно, то в каталоге plugin для "Огнелиса" появится плагин для нативных RIA-приложений.

Для проверки плагина заходим в директорию scons-out/nacl/staging и загружаем в браузер страницу index.html, на которой представлена таблица с парой десятков различных примеров, начиная с обязательного в таких случаях hello world.

А самым интересным примером для линуксоидов, думаю, будет сборка и запуск в браузере бессмертного Quake 1. Это такой ответ инженеров Google "алхимикам" из Adobe, что скомпилировали первый Doom из оригинальных исходников во флэш-программу при помощи технологии Alchemy.

Скомпилируется готовый бинарный файл nacl_quake, который тут же можно запустить через уже готовую страницу quake.html. Даже для начинающего линуксоида данная процедура не составит большого труда.

Пользователи Windows и MacOS должны, соответственно, прочитать в руководстве к Native Client о нюансах работы на своих системах.

Заключение

Следующий год обещает быть интересным в плане конкуренции в области "насыщенных веб-приложений". Лидеры разработок программного обеспечения предлагают в данной области очень любопытные решения. Каждое решение имеет на этом рынке свои преимущества: Adobe Flash - это проверенный временем продукт; Silverlight "Майкрософт" имеет большую армию пользователей Windows; JavaFX могут легко освоить традиционные java-кодеры; Google Native Client отличает от конкурентов новизна и оригинальность. Так что конечным пользователям однозначно скучно не будет.

Чего не хватает веб-браузерам, не считая утопической стопроцентной совместимости? Увы, скоростей. Даже с учётом всех мыслимых инноваций и модификаций последних лет — революционных Javascript-движков, использования GPU, предварительного рендеринга страниц, новых протоколов (слышали про SPDY?) и прочего подобного — скорость исполнения веб-приложений на порядки медленней той, что обеспечивает любая нативная программа, выполняемая непосредственно микропроцессором. Вот здесь-то и вступает в игру NaCl.

Проект, ведомый уже три года по инициативе и под крылом Google, позволяет веб-программистам писать такие приложения, которые будут исполняться внутри браузера со скоростью, лишь слегка уступающей скорости программ в машинных кодах, но сохранят переносимость, присущую веб-приложениям.

Поскольку речь идёт об исполнении непроверенного машинного кода, полученного извне, вопрос обеспечения безопасности выходит на первый план. Можно ли гарантировать, что NaCl-программа не навредит системе, где она исполняется (почистив жёсткий диск, украв ценную информацию и пр.)? Авторы уверены, что это возможно.

Native Client формирует три степени защиты. Во-первых, перед исполнением код подвергается анализу на предмет выявления потенциально опасных последовательностей. Во-вторых, программа изолирована от других приложений аппаратно, средствами микропроцессора. В-третьих, связь с окружающим пространством организована с помощью Javascript, а значит и воспользоваться NaCl сможет только теми ресурсами, которые доступны Javascript-программам. Наконец, исходные тексты опубликованы под свободной лицензией, что само по себе добавляет уверенности.

Native Client ценен не только собственными уникальными свойствами, но и наличием открытого, оформившегося API (Pepper), посредством которого он увязывается с элементами HTML5. Возможность гибко, стандартным образом вписать NaCl-программы в существующую веб-архитектуру, предположительно, даст толчок лавинообразному росту числа таких приложений. А простота переноса существующих наработок в среду Native Client (особенно легко портируются линуксовые программы, а системные библиотеки даже не требуют изменений в коде) позволит не изобретать велосипед.

Важность текущего момента в том, что эксперименты завершены и начата практическая стадия. Native Client незримо присутствует в Chrome уже на протяжении нескольких версий — в виде тестовой опции, активировать которую необходимо вручную. Начиная с версии 14, стабильный релиз которой ожидается в сентябре, NaCl-среда будет активирована по умолчанию, что сразу же расширит список её пользователей с узкого круга разработчиков до минимум нескольких миллионов рядовых сетян (Chrome сейчас третий по популярности браузер в мире).

Какими будут NaCl-программы? Теоретически, на их плечи лучше всего взвалить обязанности, для которых требуется обработка больших объёмов данных в кратчайшее время. Вот почему ожидается, что основными областями применения будут мультимедийные функции браузеров и игры (к примеру, Google реализовала так встроенный в Chrome PDF-вьюер).

Однако по факту самым востребованным свойством Native Client стала его независимость от операционных систем. NaCl-программа без модификаций и настройки работает в MS Windows, Mac OS X, Linux и Chrome OS. Правда, список приложений пока невелик (см. официальный сайт), но уже есть интересные сторонние разработки (например, NaClBox, позволяющий запускать DOS-игры в браузере).

Ближайшее будущее Native Client связывается с двумя тенденциями. Первую должны сформировать разработчики прикладного софта, которые с помощью NaCl могут сравнительно легко переносить имеющиеся наработки в Сеть и таким образом наделять их кроссплатформенностью. Подать пример собирается лично Google, где надеются со временем превратить сам браузер Chrome в приложение NaCl (а значит и уменьшить хлопоты по адаптации к разным ОС, и усилить защиту, поскольку браузер будет работать в закрытой «песочнице»).

Другую тенденцию сформируют пользователи, требуя поддержки NaCl-приложений в браузерах, конкурирующих с Chrome. Поскольку исходники открыты, ничто кроме идеологических соображений не должно помешать проникновению Native Client в Firefox, Safari, Opera и Internet Explorer. Ожидается, что это произойдёт с участием создателей браузеров или без них (при помощи плагинов).

Наконец, в отдалённой перспективе Native Client может сыграть важную роль в становлении облачной Chrome OS — где отныне возможен запуск приложений, едва ли хоть в чём-то уступающих программам для классических операционных систем. И здесь скрыт самый жирный плюс этой оригинальной разработки. Да, сторонники Native Client, безусловно, большие оптимисты. И верить им или нет, решать вам. Но в любом случае новинку стоит оценить лично. Ведь если ожидания оправдаются, резко и необратимо изменятся не только браузеры, но и весь мир вычислительной техники: браузеры станут полным эквивалентом операционных систем и фундаментом для обновлённой софтверной индустрии.

Наша жизнь все больше перемещается в Сеть. Браузер стал главной программой на ПК, а Гугл вовсю штампует ноутбуки с Chrome вместо полноценной ОС. Казалось бы, в этих условиях перспективы обычных, не веб-ориентированных языков программирования крайне сомнительны. И тем не менее нас, старых добрых хардкорных программистов на си приплюснутом, еще рано списывать на свалку истории — мы все еще получаем кучу денег :), потому что без нормального машинного кода до сих пор никто не обходится.

Потребность в запуске нативного кода в браузере появилась не на пустом месте. Как бы ни старались разработчики JavaScript и HTML 5 движков, производительность их творений не выдерживает конкуренции с обычным кодом на C или C++. Если нам нужно показать крутую графику или поразить окружающих высококачественным звуком, то типичными инструментами веб-разработчика подобное реализовать затруднительно. Именно это и стало одной из основных причин для появления технологии Native Client от Google.

Что такое Native Client

Ребята из Гугла начали свой нелегкий труд над NaCl в далеком 2008 году. Задачи, которые они ставили перед собой, были сложны и амбициозны. Первым делом надо было обеспечить легкую переносимость legacy кода в NaCl. Это была фактически первопричина всей этой затеи. Если у нас есть куча старого и не очень кода на плюсах, который работал сугубо на десктопах, и мы вдруг решили, что пора осваивать веб, то нам не надо учить новые языки программирования и технологии, а достаточно лишь портировать имеющийся код на Native Client платформу.

Но даже если мы и готовы переписать все с нуля на незнакомых нам языках, не факт, что у нас выйдет то, что мы ожидали. Показывать качественную 2D- и 3D-графику, использовать многопоточность, да и вообще быть ближе к железу у нас ну никак не выйдет. Это была вторая цель, которую преследовала Google. Кроме того, как я уже сказал, никто не отменял относительно низкую производительность скриптовых языков в браузере.

Ко всему прочему, умные парни из Google подумали и о безопасности пользователей. Весь нативный код выполняется в двойной (!) песочнице, что позволяет блондинкам и прочим продвинутым личностям не бояться забагованных приложений и атак злых вирусов.

Ну и на десерт у нас платформонезависимость. Да-да! Мы можем написать плюсовый код, и он будет работать на Windows, OS X и даже, не побоюсь этого слова, Linux. А вишенкой на этом десерте будет поддержка x86- и ARM-архитектур.

В 2011-м Гуглец включил поддержку NaCl в Chrome. Другие браузеры, к сожалению, пока не поддержали инициативу интернет-гиганта. Старожилам интернета в голову невольно могут прийти воспоминания об ActiveX, который и ныне здравствует (в кругу любителей IE), но, в отличие от технологии Майкрософт, Native Client распространяется с открытым исходным кодом под новой лицензией BSD. Да и над безопасностью в NaCl подумали лучше.

Для чего можно использовать Native Client

На практике Native Client можно использовать в первую очередь для запуска игрушек в браузере. Собственно, первый опыт уже есть — под Google NaCl портировали Quake. Да, да, ту самую кваку 1996 года выпуска, в которой ты провел столько лет, разрубая жирных огров саперной лопаткой (если ты не знаешь, как зарубить лопатой вооруженного гранатометом и бензопилой огра, напиши мне) и разрывая в клочья зомби из рокетлаунчера.

Исполнение машинного кода в браузере отлично поможет разгрузить сервер. Например, если у нас есть онлайн-сервис для конвертации видео в разные форматы, то алгоритм работы с ним должен выглядеть примерно так: пользователь загружает видео на сервер, долго ждет, пока наш мощный CPU перелопатит файл, выбрасывая в атмосферу много калорий тепла, а потом счастливый юзер скачивает результат с нашего сервера. Но если мы перенесем конвертор с сервера на клиент, то мы сразу уберем нагрузку с нашего железа и нехило расчистим интернет-канал, который за «умеренную» плату предоставил нам хостер. Да и пользователь будет доволен — в среднем конвертация должна пройти быстрее, так как сотни мегабайт туда-обратно по сети не гоняются. А для юзеров с паранойей можно с гордостью заявить, что их драгоценные personal data целиком обрабатываются только на их ПК. Это, кстати, актуально и для корпоративного сектора.

Как это работает

Native Client — это общее название для набора разнообразных программных компонентов, которые работают вместе для обеспечения безопасного функционирования C++ кода в вебе. На высоком уровне NaCl состоит из тулчейна (компилятора, линкера и так далее) и рантайм-библиотек, которые встроены в браузер и позволяют нативному коду безопасно работать с нужными API.

Для переносимости приложений между разными архитектурами существует расширение Portable Native Client (PNaCl). Отличие его заключается в том, что при компиляции код транслируется в промежуточное представление, а уже после запуска на той или иной платформе браузер переводит это представление в машинный код.

Для обеспечения безопасности Гугл сделал две вещи. Первая — это специальный набор API, с которым может работать код, выполняющийся под NaCl. Нативный модуль не должен пытаться выйти за пределы разрешенного API, вмешиваться в работу стороннего кода или браузера.

Второй важный момент, обеспечивающий беззаботную жизнь для пользователей Native Client, — это специальный анализатор кода, который должен удостовериться, что приложение не пытается сделать ничего противоправного.

Кроме того, NaCl-модули всегда запускаются в процессах с ограниченными правами. Эти меры предосторожности позволяют говорить о двойной песочнице для нативного кода, работающего в браузере.

Пишем Hello NaCl

Теперь у нас есть представление о Native Client, и нужно пробовать написать что-нибудь полезное. или не очень. Мы будем делать Hello World, ну или Hello NaCl.

Для начала нужно скачать и установить Native Client SDK. Ссылку на страницу загрузки ты найдешь во врезке. Там же будет и инструкция по установке. Скажу лишь, что обязательно будет нужен Python 2.7 и make.

Вместе с SDK идет простой веб-сервер, который может хостить приложения на localhost. Самый простой путь запустить его — это выполнить следующие команды:
$ cd pepper_$(VERSION)/getting_started
$ make serve
SDK может содержать в себе несколько разных версий, правильную нужно подставить вместо $(VERSION). Также можно использовать любой другой веб-сервер. PNaCl включен по умолчанию в версии хрома 31 и старше. Но нужно следить, чтобы выбранная версия SDK поддерживалась установленной версией Chrome.

Великий и могучий Гугл любит преданных разработчиков и потому любезно предоставил пример с минимальным кодом для создания NaCl-модуля. Лежит этот код в папке pepper_$(VERSION)/getting_started/part1 и состоит из нескольких файлов. Первый — это index.html. В нем находится HTMLLayout и JS-код для взаимодействия с плюсовым модулем. Если внимательно присмотреться, то можно заметить файл с расширением nmf, а точнее, hello_tutorial.nmf. Это манифест, который указывает на нашу HTML, NaCl-модуль и служит вместилищем дополнительных настроек для тонкого тюнинга.

Заключение

Гугл придумал полезную штуку. Жаль, что пока никто, кроме «корпорации добра», не поддержал Native Client платформу. Достаточно высокая производительность является преимуществом по сравнению с Java, апплеты которой также могут выполняться в браузере, а высокий уровень безопасности уделывает ActiveX от Microsoft. Будем ждать, пока Chrome захватит мир или другие разработчики браузеров внедрят в свои творения Native Client.

Чего не хватает веб-браузерам, не считая утопической стопроцентной совместимости? Увы, скоростей. Даже с учётом всех мыслимых инноваций и модификаций последних лет - революционных Javascript-движков, использования GPU, предварительного рендеринга страниц, новых протоколов (слышали про SPDY?) и прочего подобного - скорость исполнения веб-приложений на порядки медленней той, что обеспечивает любая нативная программа, выполняемая непосредственно микропроцессором. Вот здесь-то и вступает в игру NaCl.

Фокус объясняется просто: Native Client - это "песочница", внутри которой работают программы, написанные на C/C++ и других классических языках, компилируемых непосредственно в машинный код. Но замкнутые в своём участке памяти, NaCl-приложения общаются с внешним миром только через программный интерфейс, связывающий их с Javascript-движком браузера. Поэтому не имеет значения, в какой операционной системе идёт работа, важно лишь для какого процессора они скомпилированы (сейчас NaCl-программы могут быть в инструкциях x86 и ARM).

Native Client часто сравнивают с ActiveX, ставшей настоящим кошмаром IT. Но тот, кто знаком с новым проектом не понаслышке, утверждают, что правильной аналогией будет не ActiveX или Java, а скорее VMware в браузере: для NaCl нет нужды писать новые приложения - можно адаптировать уже существующие!

Важность текущего момента в том, что эксперименты завершены и начата практическая стадия. Native Client незримо присутствует в Chrome уже на протяжении нескольких версий - в виде тестовой опции, активировать которую необходимо вручную. Начиная с версии 14, стабильный релиз которой ожидается в сентябре, NaCl-среда будет активирована по умолчанию, что сразу же расширит список её пользователей с узкого круга разработчиков до минимум нескольких миллионов рядовых сетян (Chrome сейчас третий по популярности браузер в мире).

Помимо прочего, Native Client стал ещё и бесспорно уникальной функцией браузера Chrome. В условиях жесточайшей конкуренции, когда наткнуться на оригинальную идею - счастье, этот факт трудно переоценить

Наконец, в отдалённой перспективе Native Client может сыграть важную роль в становлении облачной Chrome OS - где отныне возможен запуск приложений, едва ли хоть в чём-то уступающих программам для классических операционных систем. И здесь скрыт самый жирный плюс этой оригинальной разработки. Да, сторонники Native Client, безусловно, большие оптимисты. И верить им или нет, решать вам. Но в любом случае новинку стоит оценить лично. Ведь если ожидания оправдаются, резко и необратимо изменятся не только браузеры, но и весь мир вычислительной техники: браузеры станут полным эквивалентом операционных систем и фундаментом для обновлённой софтверной индустрии

Читайте также: