[译] 使用 Rust 和 WebAssembly 构建离线画图页面

• 原文地址：dev.to/sendilkumar…
• 原文仓库：github.com/sendilkumar…
• 原文做者：Sendil Kumar N
• 译文出自：github.com/suhanyujie
• 本文永久连接：（缺省）
• 译者：suhanyujie
• 翻译不当之处，还请指出，谢谢！
• 文中的页面效果能够参考这里：离线画图页

Dev 网站的离线画图页颇有趣。咱们能用 Rust 和 WebAssembly 来实现吗？

答案是确定的。让咱们如今就来实现它。

首先，咱们经过 Webpack 建立了一个基于 Rust 和 WebAssembly 的简单应用。

npm init rust-webpack dev-offline-canvas
复制代码

Rust 和 WebAssembly 生态提供了 web_sys，它在 Web API 上提供了不少须要的绑定。能够从这里检出。

示例应用已经引入了 web_sys 依赖。web_sys crate 中包含了全部可用的 WebAPI 绑定。

若是引入全部的 WebAPI 绑定将会增长绑定文件的大小。按需引入必要的 API 是比较重要的。

咱们移除已经存在的 feature 列表（位于 toml 文件中）

features = [
    'console'
]
复制代码

并使用下面的替代：

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

上面的 features 列表是咱们将在本例中须要使用的一些 features。

开始写段 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()
}
复制代码

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

咱们在 Rust 中将获得 window 对象。

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

接着从 window 对象中获取 document。

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

建立一个 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)?;
复制代码

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")?;
复制代码

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）。

所以，为内存建立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，并共享其全部权。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);
复制代码

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. 由于咱们要响应 mouse 事件。所以咱们将建立一个名为 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));
复制代码

如今，咱们须要为 mouseDown、mouseUp、mouseMove 建立一个闭包（回调函数）。

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

咱们将把这些事件触发时须要执行的操做定义为独立的函数。这些函数接收 canvas 元素的上下文和鼠标按下状态做为参数。

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();
}
复制代码

他们很是相似于你平时写的 JavaScript 的 API，但它们是用 Rust 编写的。

如今咱们都设置好了。咱们能够运行应用程序并在画布中画画。 🎉 🎉 🎉

但咱们尚未设定颜色。

添加多个颜色

增长颜色样本，建立一个 div 列表，并使用它们做为颜色选择器。

在 start 函数中定义咱们须要的颜色列表。

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

    Ok()
}
复制代码

而后遍历颜色列表，为全部颜色建立一个 div，并将其加入到 document 中。对于每一个 div，还须要添加一个 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)?;
}
复制代码

其中 click 函数实现以下所示：

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();
}
复制代码

如今稍微美化一下。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>
复制代码

这就是咱们的画板了，咱们已经建立好了这个应用。🎉

能够从这里检出示例应用。

但愿这个例子能给你开启美妙的 WebAssembly 旅程带来灵感。若是你有任何的问题、建议、感觉，欢迎给我留言评论。

你能够在 Twitter 关注我。

若是你喜欢这个文章，请给这个文章点赞或留言。❤️

还能够阅读个人其余 WebAssembly 文章，点击这儿。