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C/C++でnode.jsネイティブモジュールを記述する詳細な説明

零下一度
リリース： 2017-07-09 10:18:55
オリジナル
1827 人が閲覧しました

この記事では主に、C/C++ を使用して Node.js ネイティブ モジュールを作成するための関連情報を紹介します。実装手順は段階的に詳細に紹介されており、必要な方にとっては確かな参考と学習価値があります。以下のエディターで見てください。

前書き

私は、C/C++ を使用して、nodejs ネイティブ モジュールを作成する方法を常に知りたいと思っていました。インターネットで見つけたブログのほとんどは、環境をセットアップしてそれを完了する方法に行き詰まっています。ハローワールド。それ以上の参考資料はありません。そこで自分なりに整理してここにシェアさせていただきました。

環境の準備についてはネット上にたくさんあるので詳しくは説明しません。

主に 2 つの場所を参照します:

  • nodejs 公式ドキュメント

  • v8 ドキュメント

1 つ目は、nodejs の公式ドキュメントで、いくつかの優れた参考例が紹介されています。

2 番目のドキュメントは、C++ 用の v8 エンジンのドキュメントです。C++ モジュールを作成するときに主にこのドキュメントを読む必要があります。

それでは、いくつかの例から始めて、C++ を使用して Nodejs モジュールを作成する方法を段階的に理解しましょう。

Hello World

まず、Hello World を作成しましょう。結局のところ、プログラマが最初に知っているプログラムは Hello World です。 


#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)
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これは最も単純な HelloWorld です。ファイルに addon.cc という名前を付けます。node-gyp を使用してファイルをコンパイルし、require を直接使用して js ファイルにモジュールを導入します。 。 


const myAddon = require(&#39;./build/Release/addon&#39;) ;
console.log(myAddon.hello());
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何も予期せぬことが起こらなければ、Hello World! が端末に表示されます。

コードを簡単に見てみましょう。最初の行 #include <node.h> は、C++ で node.h ヘッダー ファイルを導入するコードです。ヘッダー ファイルはインターフェイスとして理解できますが、その中でインターフェイス メソッドを定義することはできません。これらのメソッドは、C++ リンカーによって相互にリンクされます。 #include <node.h>是C++中引入node.h头文件的代码。头文件可理解为接口，我们在里面只定义了接口方法，并未实现，然后通过其他文件实现，C++链接器负责将这两个链接在一起。

然后定义了一个方法hello() ，没有返回值。方法参数通过const v8::FunctionCallbackInfo<v8::Value> &args传递，注意，这里我们加了v8::前缀注解，也可以直接在文件开始使用using v8;这样就可以不用每次都使用这个注解了。

v8::Isolate *isolate = args.GetIsolate();这里，我们在函数中访问了javascript的作用域。

auto message = v8::String::NewFromUtf8(isolate, "Hello World!");我们创建了一个字符串类型的变量，赋值Hello World!并将其绑定到作用域。

我们通过args.GetReturnValue()获取了我们函数的返回值。

Initialize()方法用于初始化模块方法，将方法和要导出的模块的方法名进行绑定。

最后NODE_MODULE导出这个模块。

上面这个例子很简单，如果是js代码的话：


&#39;use strict&#39;;
let hello = function hello() {
 let message = "Hello World!";
 return message;
};
module.exports = {
 hello:hello
};
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好了，第一个HelloWorld就结束了。网上很多介绍nodejs C++模块的博客文章，到这里就结束了。看完之后，一脸懵逼，啥啊这是？我想再写个传参数，并对参数做简单操作的方法该怎么写？

sum(a,b)

好吧。那我们就再写一个sum(a,b)函数，传递两个数字类型参数a,b，并求两个参数的和返回。

js中代码简单到下：


let sum = function(a,b){
 if(typeof a == &#39;number&#39; && typeof b == &#39;number&#39;){
  return a + b;
 }else{
  throw new Error(&#39;参数类型错误&#39;);
 }
}
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那么，C++该如何编写：


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());
}
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首先判断两个参数是否是Number类型，如果不是，直接抛出异常。如果是，则将返回值设置为两个参数的和。

这里我们并没有在参数列表中，直接使用a,b作为参数，而是直接使用 args 对象。 这和js是类似的，第一个参数是 args[0] ，第二个参数是 args[1] 。

调用IsNumber()来判断是否是数字类型。如果不是，抛出一个TypeError类型错误异常。
如果类型没问题，使用args[0]->NumberValue()获取参数的数字值，然后相加，赋值给返回值。

可能你会问，args[0] 这是个啥？它的IsNumber()

次に、メソッド hello() が戻り値なしで定義されています。メソッドのパラメータは const v8::FunctionCallbackInfo<v8::Value> &args を介して渡されます。ここでは v8:: プレフィックス アノテーションを追加しています。using v8;< を直接使用することもできます。 /code>これにより、このアノテーションを毎回使用する必要がなくなります。 <p></p><p style="text-align: center"><code>v8::Isolate *isolate = args.GetIsolate();ここでは、関数内の JavaScript のスコープにアクセスします。

auto message = v8::String::NewFromUtf8(isolate, "Hello World!"); 文字列型の変数を作成し、値 Hello World! を割り当ててスコープにバインドしました。

関数の戻り値は、args.GetReturnValue() を通じて取得します。値。

🎜Initialize() メソッドは、モジュール メソッドを初期化し、そのメソッドをエクスポートするモジュールのメソッド名にバインドするために使用されます。 🎜🎜最後に、NODE_MODULE がこのモジュールをエクスポートします。 🎜🎜JS コードの場合、上記の例は非常に簡単です: 🎜🎜🎜🎜
let sumOfArray = function(array){
 if(!Array.isArray(array)){
  throw new Error(&#39;参数错误，必须为Array类型&#39;);
 }
 let sum = 0;
 for(let item of array){
  sum += item;
 }
 return sum;
}
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🎜 さて、最初の HelloWorld は終わりました。インターネット上には、nodejs C++ モジュールを紹介するブログ記事がたくさんありますが、それらはここで終わりです。読んだ後、混乱しました、これは何ですか？パラメータを渡してパラメータに対して簡単な操作を実行する別のメソッドを作成したいのですが、どう書けばよいでしょうか? 🎜🎜🎜🎜sum(a,b)🎜🎜🎜🎜🎜わかりました。次に、別の sum(a,b) 関数を作成し、2 つの数値型パラメータ a、b を渡し、2 つのパラメータの合計を求めて返します。 🎜🎜js のコードは次のように単純です: 🎜🎜🎜🎜
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);
}
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🎜それでは、C++ でどのように記述するか: 🎜🎜🎜🎜
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);
}
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🎜 まず、2 つのパラメーターが Number 型であるかどうかを判断します。そうでない場合は、直接 例外をスローします。そうである場合、戻り値は 2 つの引数の合計に設定されます。 🎜🎜ここでは、パラメーター リストのパラメーターとして a と b を直接使用せず、args オブジェクトを直接使用します。 これは js と似ています。最初のパラメータは args[0] 、2 番目のパラメータは args[1] です。 🎜🎜 IsNumber() を呼び出して、数値型かどうかを判断します。そうでない場合は、TypeError 例外をスローします。 🎜型が OK の場合は、args[0]->NumberValue() を使用してパラメータの数値を取得し、それを追加して戻り値に割り当てます。 🎜🎜args[0] これは何ですか?その IsNumber() メソッドはどこから来たのでしょうか?ドキュメントはどこで見つけられますか? 🎜🎜これは実際には v8 エンジンの内部型であり、基本的に js の組み込みオブジェクトに 1 対 1 で対応します。 v8 タイプのドキュメントを確認できます。 🎜🎜🎜🎜🎜上の図は、js の型システムに非常によく似ています。 🎜🎜🎜JS の配列、日付、関数、文字列などはすべて Object から継承し、v8 エンジン内では、Object と Primitive はすべて Value 型から継承します。 🎜

这里的IsNumber()方法就是Value类型的方法。那么除了这个方法，还有什么方法呢？

上面这张图，我只是截了一小部分，全部的可以直接去查阅文档。看，这里有各种方法，判断是否是数字类型的IsNumber()，判断是否是日期类型的IsDate() ，判断是否是数组的IsArray()方法等等。

v8的接口实现的也很完善了，即使并不精通C++的开发者也可以照猫画虎的实现个简单的模块。

args[0]->NumberValue()返回的是一个double的值，是的，这里是实打实的C++里的double类型，可以直接进行加减运算的。类似的还有BooleanValue()方法等等，都是获取不同类型的值使用的方法。

第二个例子中，我们简单实现了一个sum()方法，传递两个参数，求和。但是这里涉及到的只是整型的值，那如果有其他类型的值怎么办呢？比如数组。

sumOfArray(array)

下面将方法升级一下，传递一个数组，然后求数组中所有值的和。js的话：


let sumOfArray = function(array){
 if(!Array.isArray(array)){
  throw new Error(&#39;参数错误，必须为Array类型&#39;);
 }
 let sum = 0;
 for(let item of array){
  sum += item;
 }
 return sum;
}
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逻辑很简单，就是将传过来的数组进行遍历一遍，然后将所有项累加即可。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);
}
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先判断是否是数组，没什么问题。

然后我们定义了一个Object类型的received_v8_obj属性，将其赋值为args[0]->ToObject() 。这里调用ToObject()方法将其转换为一个对象。

然后调用这个对象的GetOwnPropertyNames()方法获取所有的键，然后根据键获取对象的值，进行累加。

为什么不直接将其转换为数组，然后进行遍历呢？

我们都知道，js中的数组并不是真正的数组，其实质还是对象。其内部都是键值对存储的。因此这里也是一样，Value类型并不提供直接转换为数组的ToArray()方法，而是将其转换为Object对象，通过对象的形式进行操作。

那么对象有哪些操作呢，看文档。

但是你会发现，v8确实有个Array类，继承自Object类。那么Array有什么方法呢？

看文档就知道了，少的可怜：

所以，对数组的操作都将转换为对象操作。

createObj()

说到对象了，那么我们就来写一个创建对象的方法。传递两个参数，一个name,一个age，创建一个对象，表示一个人，名叫啥，多大年纪。


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);
}
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这个方法，参照文档，基本没啥可说的。

通过Object::New(isolate)创建一个对象，然后设置两个属性name,age，将参数依次赋值给这两个属性，然后返回这个对象即可。

如果用js写：


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

上面说的，都没提到js中一个重要的东西，回调函数。如果参数中传一个回调函数，那么我们该如何执行呢？

来一个简单的例子。


let cb = function(a,b,fn){
  if(typeof a !== &#39;number&#39; || typeof b !== &#39;number&#39;){
    throw new Error(&#39;参数类型错误，只能是Number类型&#39;);
  }
  if(typeof fn !== &#39;function&#39;){
    throw new Error(&#39;参数fn类型错误，只能是Function类型&#39;);
  }
  fn(a,b);
};
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这个例子很简单，我们传两个数字类型参数a,b和一个回调函数fn，然后将a,b作为fn的参数调用fn回调函数。这里我们对a,b的操作转交给回调函数。回调函数里我们可以求和，也可以求积，随你。

这个例子中，暂时还没涉及到的是如何调用回调函数。

先上代码：


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);
}
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上面三个判断参数类型，略过。

我们定义一个Function类型属性jsfn，将args[2]强制转换为Function并赋值给jsfn。

然后定义一个具有两个值的参数argv，这两个值就是args[0] , args[1]的数字值。

然后通过jsfn->Call(Null(isolate),2,argv)调用回调函数。

argv是一个数组，其个数我们在定义时指定，2个。

Call()方法为函数类型的值进行调用的方法。

Local< Value > | Call (Handle< Value > recv, int argc, Handle< Value > argv[])
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查阅文档，可以看出，Call()方法传3个参数，第一个参数是执行上下文，用于绑定代码执行时的this，第二个参数为参数个数，第三个为参数列表，数组形式。

上面几个例子，只是冰山一角，连一角都算不上。只为了解一下nodejs使用C/C++编写原生模块，如果要编写一个可用的，高性能的C模块，那么，要求程序员一定要精通C/C++，并且对js底层也很精通，包括v8和libuv等等。

以上がC/C++でnode.jsネイティブモジュールを記述する詳細な説明の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。

関連ラベル：
javascript node.js 詳しい説明
ソース：php.cn
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