12.7 服务器端使用WebCL

WebCL为计算而生，其可以使用在浏览器中，也可以使用与单独的JavaScript应用和服务中。Node.js是一款基于Chrome编译出的JavaScript运行时，其有运行速度快和网络应用可扩展能力强的特性。Node.js使用事件驱动，无阻塞输入/输出模型，让其集高性能和轻量化于一身。其实现的数据敏感、实时性的应用，在分布设备上的表现十分出色[1]。Node.js具有很好的模块化，其已经有超过80000个模块存在，其中一个就是node-webcl[2]。node-webcl也具有扩展特性，使用了一些Node.js标准中的特性(例如，使用Node.js内存时，和数组的方式一致)，其他特性在未来可能会考虑放在WebCL的标准中发布。

安装node-webcl要比安装浏览器麻烦许多。其作为开发工具，需要依赖一些第三方库，并且需要重新编译。

  • 首先，确认OpenCL的SDK能够使用你的CPU和GPU：
    • 对于Intel GPU，从这里下载SDK
    • 对于AMD GPU，从这里下载SDK
    • 对于NVIDIA GPU，从这里下载SDK
  • 从这里安装Node.js
  • 安装node-gyp:npm install -g node-gyp
  • 安装node-image:
    • 在这里下载FreeImage库和头文件
    • npm install node-image

如果你想使用WebGL的互操作扩展开发应用，你还需要安装node-webgl和node-glfw:

  • 安装GLEW 地址
  • 安装GLFW 3.x 地址
  • 安装AntTweakBar库和头文件 地址
  • npm install node-glfw node-webgl

建议将上面GLEW，AntTwekBar，FreeImage和GLFW包中的库文件和头文件，放置在你的头文件和库文件目录下面，这样在编译各个Node.js模块时，便于编译器进行查找；否则，你就需要修改binding.gyp文件。以上四个库在所有桌面平台(Mac，Windows和Linux)是可用的，并且在Linux和Mac下可以使用安装包管理器进行安装，比如apt-get和Homebrew[3]。

为了在代码中使用node-webcl，先打开编辑器，你需要将WebCL的API添加入全局命名空间中。下面webcl对象，就和浏览器中的window.webcl对象一样。

  1. // add WebCL API
  2. var webcl = require('node-webcl');
  4. // rest of the code is identical to that in browser

将代码中的”require(‘node-webcl’)”换成webcl=window.webcl就能让这段代码在支持WebCL的浏览器中生效。通过node-webcl，我们就能使用操作系统中的访问方式，并且能使用所有Node.js中的模块。

在Node.js中使用node-webcl，无论是对服务器上的计算进行加速，还是对浏览器的Web接口的交互进行加速[4]，对于网络访问都是十分有意义的事情[5]。

同样，不同的应用使用的编程框架也不同，比如:Python, R和MATLAB等。脚本语言提供一些特性，也可以用于JavaScript。虽然框架不同，但是很多运行时库也存在有JavaScript版本(甚至有工具能直接将其他脚本语言的代码，直接转换成JavaScript)。目前通过使用Node.js，JavaScript在现有的脚本语言框架中的性能是相对好的。

因为node-webcl的限制要比浏览器少，所以相关应用的开发进程通常会更快，并且性能还不错。由于Node.js的原因，也有很多动态和多线程应用也会使用JavaScript开发，不过这些应用可能不会在浏览器端使用。这些应用就是典型的服务器端应用，其需要在当前平台上的所有支持OpenCL的设备上，对复杂的负载进行调度。

随着Node.js和node-webcl的使用，基于JavaScript的应用可以快速的部署在服务器端和客户端。当前，一些数据敏感的实时应用，已经可以使用JavaScript完成。

目前，一个新的Node.js模块出现，其名为node-opencl[6]。其与node-webcl为同一个开发者，node-opencl是对node-webcl的重写。node-opencl要比node-webcl更加底层，其可以让JavaScript直接使用OpenCL的特性。WebCL只支持OpenCL 1.1，不过node-opencl支持所有版本的OpenCL。其他人可以使用JavaScript在node-opencl的基础上开发出自己的WebCL。不过，所有WebCL实现都会随着时间的推移，对特性进行增强，对Bug进行修复。所以，目前node-opencl和node-webcl都被Node.js所支持。

[1] https://www.nodejs.orh

[2] https://github.com/Motorola-Mobility/node-webcl

[3] http://brew.sh

[4] http://dev.w3.org/html5/websockets

[5] http://superconductor.github.io/superconductor

[6] https://github.com/mikeserven/node-opencl