Node.js編寫組件的三種實現(xiàn)方式
首先介紹使用v8 API跟使用swig框架的不同：
（1）v8 API方式為官方提供的原生方法，功能強大而完善，缺點是需要熟悉v8 API，編寫起來比較麻煩，是js強相關的，不容易支持其它腳本語言。
（2）swig為第三方支持，一個強大的組件開發(fā)工具，支持為python、lua、js等多種常見腳本語言生成C++組件包裝代碼，swig使用者只需要編寫C++代碼和swig配置文件即可開發(fā)各種腳本語言的C++組件，不需要了解各種腳本語言的組件開發(fā)框架，缺點是不支持javascript的回調，文檔和demo代碼不完善，使用者不多。
一、純JS實現(xiàn)Node.js組件
（1）到helloworld目錄下執(zhí)行npm init 初始化package.json，各種選項先不管，默認即可。
（2）組件的實現(xiàn)index.js，例如:
module.exports.Hello = function(name) {
console.log('Hello ' + name);
}
（3）在外層目錄執(zhí)行：npm install ./helloworld，helloworld于是安裝到了node_modules目錄中。
（4）編寫組件使用代碼：
var m = require('helloworld');
m.Hello('zhangsan');
//輸出： Hello zhangsan
二、 使用v8 API實現(xiàn)JS組件——同步模式
（1）編寫binding.gyp， eg：
{
"targets": [
{
"target_name": "hello",
"sources": [ "hello.cpp" ]
}
]
}
（2）編寫組件的實現(xiàn)hello.cpp，eg:
#include <node.h>
namespace cpphello {
using v8::FunctionCallbackInfo;
using v8::Isolate;
using v8::Local;
using v8::Object;
using v8::String;
using v8::Value;
void Foo(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {
Isolate* isolate = args.GetIsolate();
args.GetReturnValue().Set(String::NewFromUtf8(isolate, "Hello World"));
}
void Init(Local<Object> exports) {
NODE_SET_METHOD(exports, "foo", Foo);
}
NODE_MODULE(cpphello, Init)
}
（3）編譯組件
node-gyp configure node-gyp build ./build/Release/目錄下會生成hello.node模塊。
（4）編寫測試js代碼
const m = require('./build/Release/hello')
console.log(m.foo()); //輸出 Hello World
（5）增加package.json 用于安裝 eg：
{
"name": "hello",
"version": "1.0.0",
"description": "",
"main": "index.js",
"scripts": {
"test": "node test.js"
},
"author": "",
"license": "ISC"
}
（5）安裝組件到node_modules
進入到組件目錄的上級目錄，執(zhí)行:npm install ./helloc //注：helloc為組件目錄
會在當前目錄下的node_modules目錄下安裝hello模塊，測試代碼這樣子寫：
var m = require('hello');
console.log(m.foo());
三、 使用v8 API實現(xiàn)JS組件——異步模式
上面描述的是同步組件，foo()是一個同步函數(shù)，也就是foo()函數(shù)的調用者需要等待foo()函數(shù)執(zhí)行完才能往下走，當foo()函數(shù)是一個有IO耗時操作的函數(shù)時，異步的foo()函數(shù)可以減少阻塞等待，提高整體性能。
異步組件的實現(xiàn)只需要關注libuv的uv_queue_work API，組件實現(xiàn)時，除了主體代碼hello.cpp和組件使用者代碼，其它部分都與上面三的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 <iostream>
#include <node.h>
#include <uv.h>
#include <sstream>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
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<Function> 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<Value> argv[argc] = {
Integer::New(isolate, task->output),
String::NewFromUtf8(isolate, main_tid_s.c_str()),
String::NewFromUtf8(isolate, work_tid_s.c_str())
};
Local<Function>::New(isolate, task->callback)->Call(isolate->GetCurrentContext()->Global(), argc, argv);
task->callback.Reset();
delete task;
}
// async main
void async_foo(const FunctionCallbackInfo<Value>& 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<Function>::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<Object> exports) {
NODE_SET_METHOD(exports, "foo", async_foo);
}
NODE_MODULE(cpphello, Init)
}
異步的思路很簡單，實現(xiàn)一個工作函數(shù)、一個完成函數(shù)、一個承載數(shù)據(jù)跨線程傳輸?shù)慕Y構體，調用uv_queue_work即可。難點是對v8 數(shù)據(jù)結構、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:3
main thread:139660941432640
work thread:139660876334848
*/
四、swig-javascript 實現(xiàn)Node.js組件
利用swig框架編寫Node.js組件
（1）編寫好組件的實現(xiàn)：*.h和*.cpp
eg:
namespace a {
class A{
public:
int add(int a, int y);
};
int add(int x, int y);
}
（2）編寫*.i，用于生成swig的包裝cpp文件
eg:
/* File : IExport.i */
%module my_mod
%include "typemaps.i"
%include "std_string.i"
%include "std_vector.i"
%{
#include "export.h"
%}
%apply int *OUTPUT { int *result, int* xx};
%apply std::string *OUTPUT { std::string* result, std::string* yy };
%apply std::string &OUTPUT { std::string& result };
%include "export.h"
namespace std {
%template(vectori) vector<int>;
%template(vectorstr) vector<std::string>;
};
上面的%apply表示代碼中的 int* result、int* xx、std::string* result、std::string* yy、std::string& result是輸出描述，這是typemap，是一種替換。
C++函數(shù)參數(shù)中的指針參數(shù)，如果是返回值的(通過*.i文件中的OUTPUT指定)，swig都會把他們處理為JS函數(shù)的返回值，如果有多個指針，則JS函數(shù)的返回值是list。
%template(vectori) vector<int> 則表示為JS定義了一個類型vectori，這一般是C++函數(shù)用到vector<int> 作為參數(shù)或者返回值，在編寫js代碼時，需要用到它。
（3）編寫binding.gyp，用于使用node-gyp編譯
（4）生成warpper cpp文件 生成時注意v8版本信息，eg：swig -javascript -node -c++ -DV8_VERSION=0x040599 example.i
（5）編譯&測試
難點在于stl類型、自定義類型的使用，這方面官方文檔太少。
swig - javascript對std::vector、std::string、的封裝使用參見：我的練習，主要關注*.i文件的實現(xiàn)。
五、其它
在使用v8 API實現(xiàn)Node.js組件時，可以發(fā)現(xiàn)跟實現(xiàn)Lua組件的相似之處，Lua有狀態(tài)機，Node有Isolate。
Node實現(xiàn)對象導出時，需要實現(xiàn)一個構造函數(shù)，并為它增加“成員函數(shù)”，最后把構造函數(shù)導出為類名。Lua實現(xiàn)對象導出時，也需要實現(xiàn)一個創(chuàng)建對象的工廠函數(shù)，也需要把“成員函數(shù)”們加到table中。最后把工廠函數(shù)導出。
Node的js腳本有new關鍵字，Lua沒有，所以Lua對外只提供對象工廠用于創(chuàng)建對象，而Node可以提供對象工廠或者類封裝。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助。
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