SpiderMonkey－让你的C++程序支持JavaScript脚本

译序

有些网友对为什么D2JSP能运行JavaScript脚本程序感到奇怪，因此我翻译了这篇文章，原文在这里。这篇教程手把手教你如何利用SpiderMonkey创建一个能执行JavaScript脚本的C++程序，并让JavaScript脚本操纵你的C++程序的内部数据、操作。从这篇教程可以看到在SpiderMonkey引擎的帮助下，让C++程序支持JavaScript脚本是一件很容易的事，更棒的是SpiderMonkey也可以在Macintosh和Unix平台使用。
SpiderMonkey是Gecko（Firefox浏览器的内核）的JavaScript脚本引擎，详细文档请看这里。

以下为翻译内容。

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本教程的目的是教你如何用JavaScript做为脚本语言使你的C++程序自动化。

SpiderMonkey

SpiderMonkey是Mozilla项目的一部分，用C语言写成，是负责执行JavaScript脚本的引擎。另外还有一个叫Rhino的Java引擎。

SpiderMonkey的最新版本可在这里下载。它是以源代码形式发布的，因此你必须自己编译它（译注：其实网上有很多编译好的二进制版本，google一下js32.dll就可找到）。Visual C++用户可以在src目录下找到Workspace项目工程文件来编译，编译结果会产生一个叫'js32.dll'的dll文件。

SpiderMonkey也可以在Macintosh和Unix上使用，想了解如何在这些平台上进行编译请阅读Readme.html。

在C++中执行JavaScript程序

步骤1－创建JavaScript runtime（运行时实例）

初始化一个JavaScript runtime可用JS_NewRuntime方法，该方法将为runtime分配内存，同时还得指定一个字节数，当内存分配超过这个数字时垃圾收集器会自动运行。

JSRuntime  * rt  =  JS_NewRuntime( 1000000L );
if  ( rt  ==  NULL )
... {
    // Do some error reporting
}

步骤2－创建context（上下文环境）

Context指明了脚本运行所需的栈大小，即分配给脚本执行栈的私有内存数量。每个脚本都和它自己的context相关联。

当一个context正在被某个脚本或线程使用时，其他脚本或线程不能使用该context。不过在脚本或线程结束时，该context可以被下一个脚本或线程重用。

创建一个新context可用JS_NewContext方法。context必须关联到一个runtime，调用JS_NewContext方法时还必须指定栈的大小。

JSContext  * cx  =  JS_NewContext(m_rt,  8192 );
if  ( cx  ==  NULL )
... {
    // Do some error reporting
}

步骤3－初始化全局对象

在一个脚本开始运行前，必须初始化一些大多数脚本会用到的通用的JavaScript函数和内置（build-in）类对象。

全局对象是在一个JSClass结构中描述的。该结构可以按以下方式初始化：

JSClass globalClass  =
... {
    "Global", 0,
    JS_PropertyStub,  JS_PropertyStub,
    JS_PropertyStub, JS_PropertyStub,
    JS_EnumerateStub, JS_ResolveStub,
    JS_ConvertStub,  JS_FinalizeStub
} ;

现在创建和初始化这个全局对象：

JSObject  * globalObj  =  JS_NewObject(cx,  & globalClass,  0 ,  0 );
JS_InitStandardClasses(cx, globalObj);

步骤4－执行脚本

执行脚本的一种途径是使用JS_EvaluateScript方法：

std:: string  script  =   " var today = Date(); today.toString(); "
jsval rval;
uintN lineno  =   0 ;
JSBool ok  =  JS_EvaluateScript(cx, globalObj, script.c_str(), 
                              script.length(),  " script " , lineno,  & rval);

在这个脚本中，如果运行正确的话当天数据会保存在rval中。rval包含最后一个执行函数的结果。JS_EvaluteScript返回JS_TRUE代表执行成功，返回JS_FALSE则代表有错误发生。

从rval得到相应的字符串值可以用下面的方法。在这里我不想解释所有细节，想获得更详细的信息请自己查API文档。

JSString  * str  =  JS_ValueToString(cx, rval);
std::cout  <<  JS_GetStringBytes(str);

步骤5－清理脚本引擎

程序结束前必须对脚本引擎做一些清理工作：

JS_DestroyContext(cx);
JS_DestroyRuntime(rt);

在C++中定义一个在JavaScript中用的类

这个例子中用到的类定义如下：

class  Customer
... {
public:
    int GetAge() ...{ return m_age; }
    void SetAge(int newAge) ...{ m_age = newAge; }
    std::string GetName() ...{ return m_name; }
    void SetName(std::string newName) ...{ m_name = newName; }

private:
    int m_age;
    std::string m_name;
} ;

步骤1－JavaScript类

从Customer类派生一个你想在JavaScript中用的新的C++类，或者创建一个包含一个Customer类型成员变量的新类。

给JavaScript用的类得有一个JSClass结构，为此得创建一个JSClass类型的静态成员变量，该变量会被其他类用到，因此还得把它声明为public变量。别的类可以用该结构来判断对象的类型（见JS_InstanceOf API）。

//  JSCustomer.h
class  JSCustomer
... {
public:
    JSCustomer() : m_pCustomer(NULL) 
    ...{
    }

    ~JSCustomer()
    ...{
        delete m_pCustomer;
        m_pCustomer = NULL;
    }

    static JSClass customerClass;

protected:
    void setCustomer(Customer *customer) 
    ...{
        m_pCustomer = customer; 
    }

    Customer* getCustomer()
    ...{
        return m_pCustomer; 
    }

private:
    Customer *m_pCustomer;

} ;

该JSClass结构里包含了JavaScript类的名字、标志位以及给脚本引擎用的回调函数的名字。举个例子，脚本引擎使用回调函数从类中获取某个属性值。

在C++类的实现文件中定义JSClass结构如下：

//  JSCustomer.cpp
JSClass JSCustomer::customerClass  =  
... {
    "Customer", JSCLASS_HAS_PRIVATE,
        JS_PropertyStub, JS_PropertyStub,
        JSCustomer::JSGetProperty, JSCustomer::JSSetProperty,
        JS_EnumerateStub, JS_ResolveStub, 
        JS_ConvertStub, JSCustomer::JSDestructor
} ;

用到的回调函数是JSCustomer::JSGetProperty，JSCustomer::JSSetProperty和JSCustomer::JSDestructor。脚本引擎调用JSGetProperty获取属性值，调用JSSetProperty设置属性值，调用JSDestructor析构JavaScript对象。

JSCLASS_HAS_PRIVATE标志位会让脚本引擎分配一些内存，这样你可以在JavaScript对象中附加一些自定义数据，比如可以用它来保存类指针。

回调函数以C++的类静态成员函数方式存在：

static  JSBool JSGetProperty(JSContext  * cx, JSObject  * obj, jsval id, jsval  * vp);
static  JSBool JSSetProperty(JSContext  * cx, JSObject  * obj, jsval id, jsval  * vp);
static  JSBool JSConstructor(JSContext  * cx, JSObject  * obj, uintN argc, 
                            jsval  * argv, jsval  * rval);
static   void  JSDestructor(JSContext  * cx, JSObject  * obj);

步骤2－初始化你的JavaScript对象

创建另外一个叫JSInit的静态方法，见下面的例子，该方法将在应用程序创建JavaScript runtime时被调用。

static  JSObject  * JSInit(JSContext  * cx, JSObject  * obj, JSObject  * proto);

JSInit方法的实现大约如下：

JSObject  * JSCustomer::JSInit(JSContext  * cx, JSObject  * obj, JSObject  * proto)
... {
    JSObject *newObj = JS_InitClass(cx, obj, proto, &customerClass,
        JSCustomer::JSConstructor, 0,
        JSCustomer::customer_properties, JSCustomer::customer_methods,
        NULL, NULL);
    return newObj;
}

对象在脚本中被具象化（译注：instantiated，简而言之就是对象new出来的时候）的时候，静态方法JSConstructor会被调用。在这个方法中可以用JS_SetPrivate API给该对象附加一些自定义数据。

JSBool JSCustomer::JSConstructor(JSContext  * cx, JSObject  * obj, uintN argc, 
                                 jsval  * argv, jsval  * rval)
... {
    JSCustomer *p = new JSCustomer();

    p->setCustomer(new Customer());
    if ( ! JS_SetPrivate(cx, obj, p) )
        return JS_FALSE;
    *rval = OBJECT_TO_JSVAL(obj);
    return JS_TRUE;
}

JSConstructor构造方法可以带多个参数，用来初始化类。目前为止已经在堆上创建了一个指针，还需要一种途径来销毁它，这可以通过JS_Destructor完成：

void  JSCustomer::JSDestructor(JSContext  * cx, JSObject  * obj)
... {
    JSCustomer *p = JS_GetPrivate(cx, obj);
    delete p;
    p = NULL;
}

步骤3－添加属性

添加一个JSPropertySpec类型的静态成员数组来存放属性信息，同时定义属性ID的枚举变量。

static  JSPropertySpec customer_properties[];
enum
... {
    name_prop,
    age_prop
} ;

在实现文件中如下初始化该数组：

JSPropertySpec JSCustomer::customer_properties[]  =  
... { 
    ...{ "name", name_prop, JSPROP_ENUMERATE },
    ...{ "age", age_prop, JSPROP_ENUMERATE },
    ...{ 0 }
} ;

数组的最后一个元素必须为空，其中每个元素是一个带有3个元素的数组。第一个元素是给JavaScript用的名字。第二个元素是该属性的唯一ID，将传递给回调函数。第三个元素是标志位，JSPROP_ENUMERATE代表脚本在枚举Customer对象的所有属性时可以看到该属性，也可以指定JSPROP_READONLY来表明该属性不允许被脚本程序改变。

现在可以实现该属性的getting和setting回调函数了：

JSBool JSCustomer::JSGetProperty(JSContext  * cx, JSObject  * obj, jsval id, jsval  * vp)
... {
    if (JSVAL_IS_INT(id)) 
    ...{
        Customer *priv = (Customer *) JS_GetPrivate(cx, obj);
        switch(JSVAL_TO_INT(id))
        ...{
        case name_prop:

            break;
        case age_prop:
            *vp = INT_TO_JSVAL(priv->getCustomer()->GetAge());
            break;
        }
    }
    return JS_TRUE;
}


JSBool JSCustomer::JSSetProperty(JSContext  * cx, JSObject  * obj, jsval id, jsval  * vp)
... {
    if (JSVAL_IS_INT(id)) 
    ...{
        Customer *priv = (Customer *) JS_GetPrivate(cx, obj);
        switch(JSVAL_TO_INT(id))
        ...{
        case name_prop:
            break;
        case age_prop:
            priv->getCustomer()->SetAge(JSVAL_TO_INT(*vp));
            break;
        }
    }
    return JS_TRUE;
}

建议在属性的回调函数中返回JS_TRUE。如果返回JS_FALSE，则当该属性在对象中没找到时（脚本引擎）不会进行搜索。

步骤4－添加方法

创建一个JSFunctionSpec类型的静态成员数组：

static  JSFunctionSpec customer_methods[];

在实现文件中如下初始化该数组：

JSFunctionSpec wxJSFrame::wxFrame_methods[]  =  
... {
    ...{ "computeReduction", computeReduction, 1, 0, 0 },
    ...{ 0 }
} ;

最后一个元素必须为空，其中每个元素是一个带有5个元素的数组。第一个元素是给脚本程序用的方法名称。第二个是一个全局或者静态成员函数的名称。第三个是该方法的参数个数。最后两个可以忽略。

在类中创建一个静态方法：

static  JSBool computeReduction(JSContext  * cx, JSObject  * obj, uintN argc, 
                               jsval  * argv, jsval  * rval);

该函数成功时返回JS_TRUE，否则返回JS_FALSE。注意真正的JavaScript方法的返回值保存在rval参数中。

该方法的一个实现例子：

JSBool JSCustomer::computeReduction(JSContext  * cx, JSObject  * obj, uintN argc, 
                                    jsval  * argv, jsval  * rval)
... {
    JSCustomer *p = JS_GetPrivate(cx, obj);
    if ( p->getCustomer()->GetAge() < 25 )
        *rval = INT_TO_JSVAL(10);
    else
        *rval = INT_TO_JSVAL(5);
    return JS_TRUE;
}

使用例子

下面的脚本使用了前面创建的对象：

var  c  =   new  Customer();
c.name  =   " Franky " ;
c.age  =   32 ;
var  reduction  =  c.computeReduction();

别忘了在创建context时初始化JavaScript对象：

JSObject  * obj  =  JSCustomer::JSInit(cx,  global );

类常量

JavaScript类型

这一章解释在JavaScript中会用到的几种类型：Integer，String，Boolean，Double，Object和Function。

构建中。。。。。。

垃圾回收

构建中。。。。。。

下载

main.cpp演示如何执行一个javascript程序。JSCustomer.h演示Customer的JavaScript类的定义。JSCustomer.cpp演示JSCustomer的实现。Customer.h是Customer C++类的定义。example.js演示例子脚本程序。