使用 Rust 和 WebAssembly 重建 Prime Video UI

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使用 Rust 和 WebAssembly 重建 Prime Video UI

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摘要

Alexandru Ene 详细介绍了使用新的 UI SDK，该 SDK 使用 Rust 语言为 Prime Video 构建，目标是客厅设备。

简介

Alexandru Ene 是亚马逊 Prime Video 的首席工程师。他之前曾在视频游戏、游戏引擎领域工作，并且对交互式媒体和高性能系统充满热情。

关于会议

软件正在改变世界。QCon San Francisco 致力于促进开发者社区的知识传播和创新，从而推动软件开发。QCon 是一场由从业者驱动的会议，专为技术团队负责人、架构师、工程主管和项目经理设计，他们能够影响其团队的创新。

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文本记录

Ene: 我们将讨论如何使用 Rust 和 WebAssembly 为客厅设备重建 Prime Video UI，以及我们是如何走到这一步的。我是 Alex。我已经在亚马逊的 Prime Video 担任首席工程师大约八年了。实际上，我们已经在客户端的技术栈中使用 Rust 有一段时间了。我们有 WebAssembly 和 Rust 的低级 UI 引擎。之前我从事视频游戏、游戏引擎和类似的交互式应用程序工作。我在交互式应用程序方面有相当多的经验。

内容

我将谈谈这个领域中的挑战，因为客厅设备包括机顶盒、游戏机、流媒体电视棒、电视等。人们通常不会为这些设备开发 UI，它们有自己特殊的挑战，因此我们将逐一介绍这些挑战。然后，我将向你展示在我们用 Rust 重写所有内容之前，Prime Video App 的架构是什么样的。我们有一个双技术栈，业务代码使用 React 和 JavaScript，引擎的低级部分使用 Rust 和 WebAssembly，其中还有一些 C++。然后，我将向你展示一些使用我们新的 Rust UI SDK 的代码，以及它的外观，这是我们现在在生产环境中使用的。我们将稍微讨论一下该代码如何与我们现有的低级引擎一起工作，以及所有内容是如何组织的。最后，我们将简单地讨论一下结果和经验教训。

这个领域的挑战

正如我所说，客厅设备包括游戏机、流媒体电视棒、机顶盒等。它们有自己的挑战，其中一些是显而易见的。性能差异巨大。我们说的是 PlayStation 5 Pro，一个超级棒的游戏机，有很多性能，但也有 USB 供电的流媒体电视棒。Prime Video 在所有这些设备类型上运行相同的应用程序。显然，性能对我们来说非常重要。我们不能为每种设备类型配备专门的团队，例如，一个团队负责机顶盒，另一个团队负责游戏机，因为这样所有事情都会崩溃。当你构建一个功能时，你必须为所有设备构建它。我们构建一次，然后在所有这些设备类别上部署。我所说的这个应用程序不部署在移动设备上，例如 iPhone、iOS、移动设备上没有。这仅限于客厅设备。再说一次，性能范围非常广泛。我们正在努力使我们的代码尽可能优化。

通常，高性能代码是你在本地编译的代码。例如，Rust 编译为本地代码，C++ 编译为本地代码，但这在这个领域还不够，我们将看到原因。另一个痛点和挑战是这些设备之间的硬件功能差异。作为 SDK 的开发者，我们需要考虑很多合理的后备方案，应用程序开发者编写应用程序代码和应用程序行为时，他们不需要考虑每一个细微的硬件差异。我们尝试使用一些合理的默认值。但这并不总是可能的，因此我们使用诸如功能标志之类的模式来让他们有更多的控制权。这是一件相当具有挑战性的事情。

另一件事是，我们正在努力使这个应用程序尽可能快，并为每个客户提供尽可能多的功能，但是在这些设备类型上更新本地代码非常困难。部分原因是这些设备甚至没有应用商店，大多数都没有。也许它会随着固件更新而上升。这是一个痛苦。这需要与拥有该平台的第三方进行手动交互。即使在确实有应用商店的地方，如果你尝试在应用商店更新应用，这也是一个挑战。你需要等待。这很可能是一个手动过程。我们在空中下载的代码（如 JavaScript、WebAssembly 等），相当容易，和在设备上运行的代码（速度非常快，但是很难更新）之间存在着这种紧张关系。我们希望拥有快速迭代周期。在短时间内更新应用程序对我们来说非常重要。

再说一次，这就是应用程序今天的样子。我已经在这里八年了，我们已经更改了很多次。我确信它将来还会再次更改，就像 UI 经常发生的那样。我们向其中添加了频道、直播活动以及许多在起始版本中没有的新功能。我们之所以能够做到这一点，部分原因在于我们从一开始就专注于可更新性。这些应用程序中的大多数都使用像 JavaScript 这样的语言编写，我们可以基本上更改其中的所有内容，并添加所有这些功能，几乎无需去触及底层的本地代码。我将向你展示架构以及它的外观。

今天，如果开发人员添加一些代码、更改一个功能、修复一个错误，或者对 UI 进行任何更改，该代码都将通过完整的 CI/CD 管道，没有任何手动测试。我们在 Linux 等虚拟设备和拥有设备群的物理设备上进行测试。一旦所有这些测试都通过，你就可以在客厅的电视上获得这种新体验。这比该平台的本机应用程序更新要快得多。

现在，你将看到它的工作方式，并且会看到一些功能。这是一堆我正在制作的测试配置文件，因为我正在测试东西。我们有一些像布局动画这样的东西，因此整个布局都会重新计算。这是今天在生产环境中运行的 Rust 应用程序。布局动画是以前使用 JavaScript 和 React 无法实现的事情，现在它们可以正常工作了。当你看到这个东西变大时，所有东西都会在页面上重新排序。这些都是目前仅通过 Rust 的性能才有可能实现的事情。由于性能限制，使用 TypeScript 和 React 几乎无法实现即时页面转换。这现在已经上线了，这就是它的样子，因此你对其中发生的事情有了一个概念。稍后我们将稍微回到布局动画和这些东西。对于不是 UI 工程师或者不太了解的人来说，这张幻灯片将教会你你需要了解的关于 UI 编程的一切。

基本上，每个 UI 都是一个节点树，而 UI SDK 的工作就是尽快地操作这个树，以响应用户输入或发生的一些事情，例如一些事件。你要么更改节点上的属性，例如，你可能会为某个值（如位置）设置动画，然后 UI 引擎需要负责更新此树并创建新节点、删除新节点，具体取决于业务逻辑代码告诉你的内容。这些节点可以是视图节点，它们可能只是一个矩形。然后，文本节点非常常见，图像节点也是如此。没什么太复杂的。令人烦恼的是它是一棵树，但是我们将继续前进，因为我们仍然有一棵树，即使在我们的 Rust 应用程序中，我们也没有进行创新，但是拥有这个心智模型非常重要。在我们的 UI 引擎中，我们称之为