Node.js v0.10.31API手册-Addons插件

Addons

Addons插件就是动态连接库。Addons插件将Node与C库和C++库链接起来。它的API（目前来说）相当复杂，涉及到了几个类库的知识。

• V8 JavaScript引擎是一个 C++ 类库.。用于和JavaScript进行交互的接口。创建对象, 调用函数等. 文档大部分在这里：v8.h 头文件 (deps/v8/include/v8.h在Node源代码目录里), 也有可用的线上文档线上。
• libuv, C语言编写的事件循环类库。任何时候需要等待一个文件描述符变为可读状态，等待一个定时器，或者等待一个接受信号都需要使用libuv类库的接口。也就是说，如果你执行任何I/O操作，libuv类库将会被用到。
• 内部 Node 类库.最重要的接口就是 node::ObjectWrap 类，这个类你应该是最可能想要派生的。
• 其他.请参阅 deps/ 获得更多可用类库。

Node 静态编译了所有依赖到它的可执行文件中去了。当编译你的模块时，你不必担心无法连接上述那些类库。

下面所有的例子都可以下载到：下载 这或许能成为你学习和创作自己addon插件的起点。

Hello world

作为开始，让我们用编写一个小的addon插件，这个addon插件的c++代码相当于下面的JavaScript代码。

module.exports.hello = function() { return 'world'; };

首先我们创建一个 hello.cc文件:

#include <node.h>
#include <v8.h>

using namespace v8;

Handle<Value> Method(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;
  return scope.Close(String::New("world"));
}

void init(Handle<Object> exports) {
  exports->Set(String::NewSymbol("hello"),
      FunctionTemplate::New(Method)->GetFunction());
}

NODE_MODULE(hello, init)

注意所有Node的addons插件都必须输出一个初始化函数：

void Initialize (Handle<Object> exports);
NODE_MODULE(module_name, Initialize)

在 NODE_MODULE之后没有分号，因为它不是一个函数（请参阅 node.h）

这个module_name（模块名）需要和最后编译生成的2进制文件名（减去.node后缀名）相同。

源代码需要生成在hello.node，这个2进制addon插件中。需要做到这些，我们要创建一个名为binding.gyp的文件，它描述了创建这个模块的配置，并且它的格式是类似JSON的。文件将被命令：node-gyp 编译。

{
  "targets": [
    {
      "target_name": "hello",
      "sources": [ "hello.cc" ]
    }
  ]
}

下一步是根据当前的操作系统平台，利用 node-gyp configure命令，生成合适的项目文件。

现在你会有一个Makefile (在Unix平台) 或者一个 vcxproj file(在Windows上)，它们都在build/ 文件夹中. 然后执行命令 node-gyp build进行编译。

现在你已经有了编译好的 .node 文件了，这个编译好的绑定文件会在目录 build/Release/下

现在你可以使用这个2进制addon插件在Node项目 hello.js 中了，通过指明 require这个刚刚创建的 hello.node模块使用它。

var addon = require('./build/Release/hello');

console.log(addon.hello()); // 'world'

请阅读下面的内容获得更多详情或者访问 https://github.com/arturadib/node-qt获取一个生产环境的例子。

Addon patterns（插件方式）

下面是一些帮助你开始编写addon插件的方式。参考这个在线的 v8 手册用来帮助你调用各种v8接口， 然后是v8的 嵌入式开发向导 ，解释几个概念，如 handles, scopes,function templates等。

为了能跑起来这些例子，你必须用 node-gyp 来编译他们。创建一个binding.gyp 文件：

{
  "targets": [
    {
      "target_name": "addon",
      "sources": [ "addon.cc" ]
    }
  ]
}

事实上可以有多个 .cc 文件, 就简单的在 sources 数组里加上即可，示例：

"sources": ["addon.cc", "myexample.cc"]

现在你有了你的binding.gyp文件了，你可要开始执行configure 和 build 命令构建你的addon插件了

$ node-gyp configure build

Function arguments（函数参数）

下面的部分说明了如何从JavaScript的函数调用读取参数然后返回一个值。这是主要的内容并且仅需要源代码 addon.cc。

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>

using namespace v8;

Handle<Value> Add(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  if (args.Length() < 2) {
    ThrowException(Exception::TypeError(String::New("Wrong number of arguments")));
    return scope.Close(Undefined());
  }

  if (!args[0]->IsNumber() || !args[1]->IsNumber()) {
    ThrowException(Exception::TypeError(String::New("Wrong arguments")));
    return scope.Close(Undefined());
  }

  Local<Number> num = Number::New(args[0]->NumberValue() +
      args[1]->NumberValue());
  return scope.Close(num);
}

void Init(Handle<Object> exports) {
  exports->Set(String::NewSymbol("add"),
      FunctionTemplate::New(Add)->GetFunction());
}

NODE_MODULE(addon, Init)

你可以使用下面的JavaScript代码来测试它

var addon = require('./build/Release/addon');

console.log( 'This should be eight:', addon.add(3,5) );

Callbacks（回调）

你可以传递JavaScript functions 到一个C++ function 并且执行他们，这里是 addon.cc文件:

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>

using namespace v8;

Handle<Value> RunCallback(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  Local<Function> cb = Local<Function>::Cast(args[0]);
  const unsigned argc = 1;
  Local<Value> argv[argc] = { Local<Value>::New(String::New("hello world")) };
  cb->Call(Context::GetCurrent()->Global(), argc, argv);

  return scope.Close(Undefined());
}

void Init(Handle<Object> exports, Handle<Object> module) {
  module->Set(String::NewSymbol("exports"),
      FunctionTemplate::New(RunCallback)->GetFunction());
}

NODE_MODULE(addon, Init)

注意这个例子对 Init()使用了两个参数，将完整的 module 对象作为第二个参数传入。这允许addon插件完全的重写 exports，这样就可以用一个函数代替多个函数作为 exports的属性了。

你可以使用下面的JavaScript代码来测试它：

var addon = require('./build/Release/addon');

addon(function(msg){
  console.log(msg); // 'hello world'
});

Object factory（对象工厂）

在这个addon.cc文件里用一个c++函数，你可以创建并且返回一个新的对象，这个新的对象拥有一个msg的属性，它的值是通过createObject()方法传入的

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>

using namespace v8;

Handle<Value> CreateObject(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  Local<Object> obj = Object::New();
  obj->Set(String::NewSymbol("msg"), args[0]->ToString());

  return scope.Close(obj);
}

void Init(Handle<Object> exports, Handle<Object> module) {
  module->Set(String::NewSymbol("exports"),
      FunctionTemplate::New(CreateObject)->GetFunction());
}

NODE_MODULE(addon, Init)

在js中测试如下:

var addon = require('./build/Release/addon');

var obj1 = addon('hello');
var obj2 = addon('world');
console.log(obj1.msg+' '+obj2.msg); // 'hello world'

Function factory（函数工厂）

这次将展示如何创建并返回一个JavaScript function函数，这个函数其实是通过c++包装的。

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>

using namespace v8;

Handle<Value> MyFunction(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;
  return scope.Close(String::New("hello world"));
}

Handle<Value> CreateFunction(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  Local<FunctionTemplate> tpl = FunctionTemplate::New(MyFunction);
  Local<Function> fn = tpl->GetFunction();
  fn->SetName(String::NewSymbol("theFunction")); // omit this to make it anonymous

  return scope.Close(fn);
}

void Init(Handle<Object> exports, Handle<Object> module) {
  module->Set(String::NewSymbol("exports"),
      FunctionTemplate::New(CreateFunction)->GetFunction());
}

NODE_MODULE(addon, Init)

测试：

var addon = require('./build/Release/addon');

var fn = addon();
console.log(fn()); // 'hello world'

Wrapping C++ objects（包装c++对象）

这里将创建一个被c++包裹的对象或类 MyObject，它是可以在JavaScript中通过 new操作符实例化的。首先我们要准备主要的模块文件 addon.cc：

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>
#include "myobject.h"

using namespace v8;

void InitAll(Handle<Object> exports) {
  MyObject::Init(exports);
}

NODE_MODULE(addon, InitAll)

然后在 myobject.h文件中创建继承自 node::ObjectWrap的包装类 ：

#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <node.h>

class MyObject : public node::ObjectWrap {
 public:
  static void Init(v8::Handle<v8::Object> exports);

 private:
  explicit MyObject(double value = 0);
  ~MyObject();

  static v8::Handle<v8::Value> New(const v8::Arguments& args);
  static v8::Handle<v8::Value> PlusOne(const v8::Arguments& args);
  static v8::Persistent<v8::Function> constructor;
  double value_;
};

#endif

在文件 myobject.cc 可以实现各种你想要显示的方法。 这里我们通过将方法添加到构造函数的原型中来显示方法名为 plusOne的函数。

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>
#include "myobject.h"

using namespace v8;

Persistent<Function> MyObject::constructor;

MyObject::MyObject(double value) : value_(value) {
}

MyObject::~MyObject() {
}

void MyObject::Init(Handle<Object> exports) {
  // Prepare constructor template
  Local<FunctionTemplate> tpl = FunctionTemplate::New(New);
  tpl->SetClassName(String::NewSymbol("MyObject"));
  tpl->InstanceTemplate()->SetInternalFieldCount(1);
  // Prototype
  tpl->PrototypeTemplate()->Set(String::NewSymbol("plusOne"),
      FunctionTemplate::New(PlusOne)->GetFunction());
  constructor = Persistent<Function>::New(tpl->GetFunction());
  exports->Set(String::NewSymbol("MyObject"), constructor);
}

Handle<Value> MyObject::New(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  if (args.IsConstructCall()) {
    // Invoked as constructor: `new MyObject(...)`
    double value = args[0]->IsUndefined() ? 0 : args[0]->NumberValue();
    MyObject* obj = new MyObject(value);
    obj->Wrap(args.This());
    return args.This();
  } else {
    // Invoked as plain function `MyObject(...)`, turn into construct call.
    const int argc = 1;
    Local<Value> argv[argc] = { args[0] };
    return scope.Close(constructor->NewInstance(argc, argv));
  }
}

Handle<Value> MyObject::PlusOne(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  MyObject* obj = ObjectWrap::Unwrap<MyObject>(args.This());
  obj->value_ += 1;

  return scope.Close(Number::New(obj->value_));
}

使用以下示例测试：

var addon = require('./build/Release/addon');

var obj = new addon.MyObject(10);
console.log( obj.plusOne() ); // 11
console.log( obj.plusOne() ); // 12
console.log( obj.plusOne() ); // 13

Factory of wrapped objects（工厂包装对象）

当你想创建原生的JavaScript对象，又不想明确的使用JavaScript的new操作符时，这种模式是非常有用的。

var obj = addon.createObject();
// instead of:
// var obj = new addon.Object();

让我们注册在 addon.cc 文件中注册createObject方法:

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>
#include "myobject.h"

using namespace v8;

Handle<Value> CreateObject(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;
  return scope.Close(MyObject::NewInstance(args));
}

void InitAll(Handle<Object> exports, Handle<Object> module) {
  MyObject::Init();

  module->Set(String::NewSymbol("exports"),
      FunctionTemplate::New(CreateObject)->GetFunction());
}

NODE_MODULE(addon, InitAll)

在 myobject.h文件中，我们现在引入了 能够实例化对象的静态方法NewInstance （它的工作就像是 在JavaScript中的new操作符。）

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <node.h>

class MyObject : public node::ObjectWrap {
 public:
  static void Init();
  static v8::Handle<v8::Value> NewInstance(const v8::Arguments& args);

 private:
  explicit MyObject(double value = 0);
  ~MyObject();

  static v8::Handle<v8::Value> New(const v8::Arguments& args);
  static v8::Handle<v8::Value> PlusOne(const v8::Arguments& args);
  static v8::Persistent<v8::Function> constructor;
  double value_;
};

#endif

这里的实现模式与上面的 myobject.cc类似：

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>
#include "myobject.h"

using namespace v8;

Persistent<Function> MyObject::constructor;

MyObject::MyObject(double value) : value_(value) {
}

MyObject::~MyObject() {
}

void MyObject::Init() {
  // Prepare constructor template
  Local<FunctionTemplate> tpl = FunctionTemplate::New(New);
  tpl->SetClassName(String::NewSymbol("MyObject"));
  tpl->InstanceTemplate()->SetInternalFieldCount(1);
  // Prototype
  tpl->PrototypeTemplate()->Set(String::NewSymbol("plusOne"),
      FunctionTemplate::New(PlusOne)->GetFunction());
  constructor = Persistent<Function>::New(tpl->GetFunction());
}

Handle<Value> MyObject::New(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  if (args.IsConstructCall()) {
    // Invoked as constructor: `new MyObject(...)`
    double value = args[0]->IsUndefined() ? 0 : args[0]->NumberValue();
    MyObject* obj = new MyObject(value);
    obj->Wrap(args.This());
    return args.This();
  } else {
    // Invoked as plain function `MyObject(...)`, turn into construct call.
    const int argc = 1;
    Local<Value> argv[argc] = { args[0] };
    return scope.Close(constructor->NewInstance(argc, argv));
  }
}

Handle<Value> MyObject::NewInstance(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  const unsigned argc = 1;
  Handle<Value> argv[argc] = { args[0] };
  Local<Object> instance = constructor->NewInstance(argc, argv);

  return scope.Close(instance);
}

Handle<Value> MyObject::PlusOne(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  MyObject* obj = ObjectWrap::Unwrap<MyObject>(args.This());
  obj->value_ += 1;

  return scope.Close(Number::New(obj->value_));
}

测试：

var createObject = require('./build/Release/addon');

var obj = createObject(10);
console.log( obj.plusOne() ); // 11
console.log( obj.plusOne() ); // 12
console.log( obj.plusOne() ); // 13

var obj2 = createObject(20);
console.log( obj2.plusOne() ); // 21
console.log( obj2.plusOne() ); // 22
console.log( obj2.plusOne() ); // 23

Passing wrapped objects around（传递包装的对象）

除了包装和返回c++对象以外，你可以传递他们并且通过Node的 node::ObjectWrap::Unwrap帮助函数解包装他们。在下面的 addon.cc 文件中，我们介绍了一个函数 add()，它能够获取2个 MyObject对象。

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>
#include "myobject.h"

using namespace v8;

Handle<Value> CreateObject(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;
  return scope.Close(MyObject::NewInstance(args));
}

Handle<Value> Add(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  MyObject* obj1 = node::ObjectWrap::Unwrap<MyObject>(
      args[0]->ToObject());
  MyObject* obj2 = node::ObjectWrap::Unwrap<MyObject>(
      args[1]->ToObject());

  double sum = obj1->Value() + obj2->Value();
  return scope.Close(Number::New(sum));
}

void InitAll(Handle<Object> exports) {
  MyObject::Init();

  exports->Set(String::NewSymbol("createObject"),
      FunctionTemplate::New(CreateObject)->GetFunction());

  exports->Set(String::NewSymbol("add"),
      FunctionTemplate::New(Add)->GetFunction());
}

NODE_MODULE(addon, InitAll)

为了使事情变得有趣，我们在 myobject.h 采用一个公共的方法，所以我们能够在unwrapping解包装对象之后使用私有成员的值。

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <node.h>

class MyObject : public node::ObjectWrap {
 public:
  static void Init();
  static v8::Handle<v8::Value> NewInstance(const v8::Arguments& args);
  double Value() const { return value_; }

 private:
  explicit MyObject(double value = 0);
  ~MyObject();

  static v8::Handle<v8::Value> New(const v8::Arguments& args);
  static v8::Persistent<v8::Function> constructor;
  double value_;
};

#endif

myobject.cc文件的实现模式前面类似：

#define BUILDING_NODE_EXTENSION
#include <node.h>
#include "myobject.h"

using namespace v8;

Persistent<Function> MyObject::constructor;

MyObject::MyObject(double value) : value_(value) {
}

MyObject::~MyObject() {
}

void MyObject::Init() {
  // Prepare constructor template
  Local<FunctionTemplate> tpl = FunctionTemplate::New(New);
  tpl->SetClassName(String::NewSymbol("MyObject"));
  tpl->InstanceTemplate()->SetInternalFieldCount(1);
  constructor = Persistent<Function>::New(tpl->GetFunction());
}

Handle<Value> MyObject::New(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  if (args.IsConstructCall()) {
    // Invoked as constructor: `new MyObject(...)`
    double value = args[0]->IsUndefined() ? 0 : args[0]->NumberValue();
    MyObject* obj = new MyObject(value);
    obj->Wrap(args.This());
    return args.This();
  } else {
    // Invoked as plain function `MyObject(...)`, turn into construct call.
    const int argc = 1;
    Local<Value> argv[argc] = { args[0] };
    return scope.Close(constructor->NewInstance(argc, argv));
  }
}

Handle<Value> MyObject::NewInstance(const Arguments& args) {
  HandleScope scope;

  const unsigned argc = 1;
  Handle<Value> argv[argc] = { args[0] };
  Local<Object> instance = constructor->NewInstance(argc, argv);

  return scope.Close(instance);
}

测试：

var addon = require('./build/Release/addon');

var obj1 = addon.createObject(10);
var obj2 = addon.createObject(20);
var result = addon.add(obj1, obj2);

console.log(result); // 30