怎么用C++編寫node.js原生模塊

本篇內容主要講解“怎么用C++編寫node.js原生模塊”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“怎么用C++編寫node.js原生模塊”吧!

Hello World

不能免俗，第一個先上來寫個Hello World吧，畢竟程序員認識的第一個程序就是Hello World。

#include <node.h>
void hello(const v8::FunctionCallbackInfo<v8::Value> &args) {
 v8::Isolate *isolate = args.GetIsolate();
 auto message = v8::String::NewFromUtf8(isolate, "Hello World!");
 args.GetReturnValue().Set(message);
}
void Initialize(v8::Local<v8::Object> exports) {
 NODE_SET_METHOD(exports, "hello", hello);
}
NODE_MODULE(module_name, Initialize)

好了，這是最簡單的一個HelloWorld，我們將文件命名為addon.cc，我們使用node-gyp編譯一下，然后在我們的js文件中直接使用require引入模塊，然后就可以調用了。

const myAddon = require('./build/Release/addon') ;
console.log(myAddon.hello());

如無意外，將會在終端打印Hello World!。

我們簡單來看一下代碼，第一行#include <node.h>是C++中引入node.h頭文件的代碼。頭文件可理解為接口，我們在里面只定義了接口方法，并未實現，然后通過其他文件實現，C++鏈接器負責將這兩個鏈接在一起。

然后定義了一個方法hello() ，沒有返回值。方法參數通過const v8::FunctionCallbackInfo<v8::Value> &args傳遞，注意，這里我們加了v8::前綴注解，也可以直接在文件開始使用using v8;這樣就可以不用每次都使用這個注解了。

v8::Isolate *isolate = args.GetIsolate();這里，我們在函數中訪問了javascript的作用域。

auto message = v8::String::NewFromUtf8(isolate, "Hello World!");我們創建了一個字符串類型的變量，賦值Hello World!并將其綁定到作用域。

我們通過args.GetReturnValue()獲取了我們函數的返回值。

Initialize()方法用于初始化模塊方法，將方法和要導出的模塊的方法名進行綁定。

最后NODE_MODULE導出這個模塊。

上面這個例子很簡單，如果是js代碼的話：

'use strict';
let hello = function hello() {
 let message = "Hello World!";
 return message;
};
module.exports = {
 hello:hello
};

好了，第一個HelloWorld就結束了。網上很多介紹nodejs C++模塊的博客文章，到這里就結束了。看完之后，一臉懵逼，啥啊這是？我想再寫個傳參數，并對參數做簡單操作的方法該怎么寫？

sum(a,b)

好吧。那我們就再寫一個sum(a,b)函數，傳遞兩個數字類型參數a,b，并求兩個參數的和返回。

js中代碼簡單到下：

let sum = function(a,b){
 if(typeof a == 'number' && typeof b == 'number'){
  return a + b;
 }else{
  throw new Error('參數類型錯誤');
 }
}

那么，C++該如何編寫：

void sum(const FunctionCallbackInfo<Value> &args) {
 Isolate *isolate = args.GetIsolate();
 if(!args[0]->IsNumber()){
  isolate->ThrowException(v8::Exception::TypeError(
   v8::String::NewFromUtf8(isolate, "args[0] must be a number")));
  return ;
 }
 if(!args[1]->IsNumber()){
  isolate->ThrowException(v8::Exception::TypeError(
   v8::String::NewFromUtf8(isolate, "args[1] must be a number")));
  return ;
 }
 args.GetReturnValue().Set(args[0]->NumberValue() + args[1]->NumberValue());
}

首先判斷兩個參數是否是Number類型，如果不是，直接拋出異常。如果是，則將返回值設置為兩個參數的和。

這里我們并沒有在參數列表中，直接使用a,b作為參數，而是直接使用 args 對象。 這和js是類似的，第一個參數是 args[0] ，第二個參數是 args[1] 。

調用IsNumber()來判斷是否是數字類型。如果不是，拋出一個TypeError類型錯誤異常。
如果類型沒問題，使用args[0]->NumberValue()獲取參數的數字值，然后相加，賦值給返回值。

可能你會問，args[0] 這是個啥？它的IsNumber()方法又是怎么來的？哪里有文檔可以查閱呢？

這里其實是v8引擎內部類型，基本和js的內置對象是一一對應的。

上面這個圖是不是很熟悉，和js的類型系統特別像。

js的Array,Date,Function,String等等都是繼承自Object，而v8引擎內部，Object和Primitive都是繼承自Value類型。

這里的IsNumber()方法就是Value類型的方法。那么除了這個方法，還有什么方法呢？

看，這里有各種方法，判斷是否是數字類型的IsNumber()，判斷是否是日期類型的IsDate() ，判斷是否是數組的IsArray()方法等等。

v8的接口實現的也很完善了，即使并不精通C++的開發者也可以照貓畫虎的實現個簡單的模塊。

args[0]->NumberValue()返回的是一個double的值，是的，這里是實打實的C++里的double類型，可以直接進行加減運算的。類似的還有BooleanValue()方法等等，都是獲取不同類型的值使用的方法。

第二個例子中，我們簡單實現了一個sum()方法，傳遞兩個參數，求和。但是這里涉及到的只是整型的值，那如果有其他類型的值怎么辦呢？比如數組。

sumOfArray(array)

下面將方法升級一下，傳遞一個數組，然后求數組中所有值的和。js的話：

let sumOfArray = function(array){
 if(!Array.isArray(array)){
  throw new Error('參數錯誤，必須為Array類型');
 }
 let sum = 0;
 for(let item of array){
  sum += item;
 }
 return sum;
}

邏輯很簡單，就是將傳過來的數組進行遍歷一遍，然后將所有項累加即可。C++也是如此：

void sumOfArray(const FunctionCallbackInfo<Value> &args){
 Isolate *isolate = args.GetIsolate();
 if(!args[0]->IsArray()){
  isolate->ThrowException(v8::Exception::TypeError(
   v8::String::NewFromUtf8(isolate, "args[0] must be an Array")));
  return ;
 }
 Local<Object> received_v8_obj = args[0]->ToObject();
 Local<Array> keys = received_v8_obj->GetOwnPropertyNames();
 int length = keys->Length();
 double sum = 0;
 for(int i=0;i<length;i++){
  sum += received_v8_obj->Get(keys->Get(i))->NumberValue();
 }
 args.GetReturnValue().Set(sum);
}

先判斷是否是數組，沒什么問題。

然后我們定義了一個Object類型的received_v8_obj屬性，將其賦值為args[0]->ToObject() 。這里調用ToObject()方法將其轉換為一個對象。

然后調用這個對象的GetOwnPropertyNames()方法獲取所有的鍵，然后根據鍵獲取對象的值，進行累加。

為什么不直接將其轉換為數組，然后進行遍歷呢？

我們都知道，js中的數組并不是真正的數組，其實質還是對象。其內部都是鍵值對存儲的。因此這里也是一樣，Value類型并不提供直接轉換為數組的ToArray()方法，而是將其轉換為Object對象，通過對象的形式進行操作。

那么對象有哪些操作呢，看文檔。

但是你會發現，v8確實有個Array類，繼承自Object類。那么Array有什么方法呢？

所以，對數組的操作都將轉換為對象操作。

createObj()

說到對象了，那么我們就來寫一個創建對象的方法。傳遞兩個參數，一個name,一個age，創建一個對象，表示一個人，名叫啥，多大年紀。

void createObj(const FunctionCallbackInfo<Value> &args){
  Isolate *isolate = args.GetIsolate();
  Local<Object> obj = Object::New(isolate);
  obj->Set(String::NewFromUtf8(isolate,"name"),args[0]->ToString());
  obj->Set(String::NewFromUtf8(isolate,"age"),args[1]->ToNumber());
  args.GetReturnValue().Set(obj);
}

這個方法，參照文檔，基本沒啥可說的。

通過Object::New(isolate)創建一個對象，然后設置兩個屬性name,age，將參數依次賦值給這兩個屬性，然后返回這個對象即可。

如果用js寫：

let createObj = function(name,age){
  let obj = {};
  obj.name = name;
  obj.age = age;
  return obj;
};

callback

上面說的，都沒提到js中一個重要的東西，回調函數。如果參數中傳一個回調函數，那么我們該如何執行呢？

來一個簡單的例子。

let cb = function(a,b,fn){
  if(typeof a !== 'number' || typeof b !== 'number'){
    throw new Error('參數類型錯誤，只能是Number類型');
  }
  if(typeof fn !== 'function'){
    throw new Error('參數fn類型錯誤，只能是Function類型');
  }
  fn(a,b);
};

這個例子很簡單，我們傳兩個數字類型參數a,b和一個回調函數fn，然后將a,b作為fn的參數調用fn回調函數。這里我們對a,b的操作轉交給回調函數。回調函數里我們可以求和，也可以求積，隨你。

這個例子中，暫時還沒涉及到的是如何調用回調函數。

先上代碼：

void cb(const FunctionCallbackInfo<Value> &args){
  Isolate *isolate = args.GetIsolate();
  if(!args[0]->IsNumber()){
    isolate->ThrowException(v8::Exception::TypeError(
      v8::String::NewFromUtf8(isolate, "args[0] must be a Number")));
  }
  if(!args[1]->IsNumber()){
    isolate->ThrowException(v8::Exception::TypeError(
      v8::String::NewFromUtf8(isolate, "args[1] must be a Number")));
  }
  if(!args[2]->IsFunction()){
    isolate->ThrowException(v8::Exception::TypeError(
      v8::String::NewFromUtf8(isolate, "args[2] must be a Function")));
  }
  Local<Function> jsfn = Local<Function>::Cast(args[2]);
  Local<Value> argv[2] = { Number::New(isolate,args[0]->NumberValue()),Number::New(isolate,args[1]->NumberValue())};
  Local<Value> c = jsfn->Call(Null(isolate),2,argv);
  args.GetReturnValue().Set(c);
}

上面三個判斷參數類型，略過。

我們定義一個Function類型屬性jsfn，將args[2]強制轉換為Function并賦值給jsfn。

然后定義一個具有兩個值的參數argv，這兩個值就是args[0] , args[1]的數字值。

然后通過jsfn->Call(Null(isolate),2,argv)調用回調函數。

argv是一個數組，其個數我們在定義時指定，2個。

Call()方法為函數類型的值進行調用的方法。

Local< Value > | Call (Handle< Value > recv, int argc, Handle< Value > argv[])

查閱文檔，可以看出，Call()方法傳3個參數，第一個參數是執行上下文，用于綁定代碼執行時的this，第二個參數為參數個數，第三個為參數列表，數組形式。

上面幾個例子，只是冰山一角，連一角都算不上。只為了解一下nodejs使用C/C++編寫原生模塊，如果要編寫一個可用的，高性能的C模塊，那么，要求程序員一定要精通C/C++，并且對js底層也很精通，包括v8和libuv等等。

到此，相信大家對“怎么用C++編寫node.js原生模塊”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！