本文主要备忘为Node.js编写组件的三种实现:纯js实现、v8 API实现(同步&异步)、借助swig框架实现。
关键字:Node.js、C++、v8、swig、异步、回调。
简介
首先介绍使用v8 API跟使用swig框架的不同:
(1)v8 API方式为官方提供的原生方法,功能强大而完善,缺点是需要熟悉v8 API,编写起来比较麻烦,是js强相关的,不容易支持其它脚本语言。
(2)swig为第三方支持,一个强大的组件开发工具,支持为python、lua、js等多种常见脚本语言生成C++组件包装代码,swig使用者只需要编写C++代码和swig配置文件即可开发各种脚本语言的C++组件,不需要了解各种脚本语言的组件开发框架,缺点是不支持javascript的回调,文档和demo代码不完善,使用者不多。
二、纯JS实现Node.js组件
module.exports.Hello = function(name) { console.log('Hello ' + name);}
var m = require('helloworld');m.Hello('zhangsan');//输出: Hello zhangsan
。
三、 使用v8 API实现JS组件——同步模式
(1)编写binding.gyp, eg:
{ "targets": [ { "target_name": "hello", "sources": [ "hello.cpp" ] } ]}
关于binding.gyp的更多信息参见:https://github.com/nodejs/node-gyp
(2)编写组件的实现hello.cpp,eg:
#includenamespace cpphello { using v8::FunctionCallbackInfo; using v8::Isolate; using v8::Local; using v8::Object; using v8::String; using v8::Value; void Foo(const FunctionCallbackInfo & args) { Isolate* isolate = args.GetIsolate(); args.GetReturnValue().Set(String::NewFromUtf8(isolate, "Hello World")); } void Init(Local
(3)编译组件
node-gyp configurenode-gyp build
(4)编写测试js代码
const m = require('./build/Release/hello')console.log(m.foo()); //输出 Hello World
(5)增加package.json 用于安装 eg:
{ "name": "hello", "version": "1.0.0", "description": "", "main": "index.js", "scripts": { "test": "node test.js" }, "author": "", "license": "ISC"}
(5)安装组件到node_modules
var m = require('hello');console.log(m.foo());
。
四、 使用v8 API实现JS组件——异步模式
上面三的demo描述的是同步组件,foo()是一个同步函数,也就是foo()函数的调用者需要等待foo()函数执行完才能往下走,当foo()函数是一个有IO耗时操作的函数时,异步的foo()函数可以减少阻塞等待,提高整体性能。
异步组件的实现只需要关注libuv的uv_queue_work API,组件实现时,除了主体代码hello.cpp和组件使用者代码,其它部分都与上面三的demo一致。
hello.cpp:
/** Node.js cpp Addons demo: async call and call back.* gcc 4.8.2* author:cswuyg* Date:2016.02.22* */#include#include #include #include #include #include namespace cpphello { using v8::FunctionCallbackInfo; using v8::Function; using v8::Isolate; using v8::Local; using v8::Object; using v8::Value; using v8::Exception; using v8::Persistent; using v8::HandleScope; using v8::Integer; using v8::String; // async task struct MyTask{ uv_work_t work; int a{ 0}; int b{ 0}; int output{ 0}; unsigned long long work_tid{ 0}; unsigned long long main_tid{ 0}; Persistent callback; }; // async function void query_async(uv_work_t* work) { MyTask* task = (MyTask*)work->data; task->output = task->a + task->b; task->work_tid = pthread_self(); usleep(1000 * 1000 * 1); // 1 second } // async complete callback void query_finish(uv_work_t* work, int status) { Isolate* isolate = Isolate::GetCurrent(); HandleScope handle_scope(isolate); MyTask* task = (MyTask*)work->data; const unsigned int argc = 3; std::stringstream stream; stream << task->main_tid; std::string main_tid_s{stream.str()}; stream.str(""); stream << task->work_tid; std::string work_tid_s{stream.str()}; Local argv[argc] = { Integer::New(isolate, task->output), String::NewFromUtf8(isolate, main_tid_s.c_str()), String::NewFromUtf8(isolate, work_tid_s.c_str()) }; Local ::New(isolate, task->callback)->Call(isolate->GetCurrentContext()->Global(), argc, argv); task->callback.Reset(); delete task; } // async main void async_foo(const FunctionCallbackInfo & args) { Isolate* isolate = args.GetIsolate(); HandleScope handle_scope(isolate); if (args.Length() != 3) { isolate->ThrowException(Exception::TypeError(String::NewFromUtf8(isolate, "arguments num : 3"))); return; } if (!args[0]->IsNumber() || !args[1]->IsNumber() || !args[2]->IsFunction()) { isolate->ThrowException(Exception::TypeError(String::NewFromUtf8(isolate, "arguments error"))); return; } MyTask* my_task = new MyTask; my_task->a = args[0]->ToInteger()->Value(); my_task->b = args[1]->ToInteger()->Value(); my_task->callback.Reset(isolate, Local ::Cast(args[2])); my_task->work.data = my_task; my_task->main_tid = pthread_self(); uv_loop_t *loop = uv_default_loop(); uv_queue_work(loop, &my_task->work, query_async, query_finish); } void Init(Local
异步的思路很简单,实现一个工作函数、一个完成函数、一个承载数据跨线程传输的结构体,调用uv_queue_work即可。难点是对v8 数据结构、API的熟悉。
test.js
// test helloUV module'use strict';const m = require('helloUV')m.foo(1, 2, (a, b, c)=>{ console.log('finish job:' + a); console.log('main thread:' + b); console.log('work thread:' + c);});/*output:finish job:3main thread:139660941432640work thread:139660876334848*/
。
五、swig-javascript 实现Node.js组件
利用swig框架编写Node.js组件
(1)编写好组件的实现:*.h和*.cpp
eg:
namespace a { class A{ public: int add(int a, int y); }; int add(int x, int y);}
六、其它
在使用v8 API实现Node.js组件时,可以发现跟实现Lua组件的相似之处,Lua有状态机,Node有Isolate。
Node实现对象导出时,需要实现一个构造函数,并为它增加“成员函数”,最后把构造函数导出为类名。Lua实现对象导出时,也需要实现一个创建对象的工厂函数,也需要把“成员函数”们加到table中。最后把工厂函数导出。
本文所在:
参考资料:
1、v8 API参考文档:https://v8docs.nodesource.com/node-5.0/index.html
2、swig-javascript文档:http://www.swig.org/Doc3.0/Javascript.html
3、C++开发Node.js组件:https://nodejs.org/dist/latest-v4.x/docs/api/addons.html#addons_addons
4、swig-javascript demo:https://github.com/swig/swig/tree/master/Examples/javascript/simple
5、C++开发Node.js组件 demo:https://github.com/nodejs/node-addon-examples