electron 使用 Node.js 原生模块

March 28, 2018

Node.js 原生模块是用 C++ 编写的 Node.js 扩展。C++ 源码通过 node-gyp 编译为 .node 后缀的二进制文件（类似于 .dll 和 .so）。在 Node.js 环境中可以直接用 require() 函数将 .node 文件初始化为动态链接库。一些 npm 包会包含 C++ 扩展，例如： node-ffi、node-iconv、node-usb，但都是源码版本，在安装后需要编译后才能被 Node.js 调用。

Electron 同样也支持 Node 原生模块，但由于和官方的 Node 相比使用了不同的 V8 引擎，如果你想编译原生模块，则需要手动设置 Electron 的 headers 的位置。

环境准备

不管是 Node.js 环境或是 Electron 中使用原生模块，都需要准备一个编译工具 node-gyp。我们这里使用的是 windows 环境开发，参考 node-gyp 的安装说明还需要安装 windows-build-tools。

用管理员权限打开 CMD 或 PowerShell 窗口，运行以下命令：

npm i -g node-gyp
npm i -g --production windows-build-tools复制代码

windows-build-tools 安装时间可能会长一点，要耐心等待。

项目配置

在安装 npm 模块之前还要设置一些环境变量，建议在项目目录下放一个 .npmrc 文件，内容如下：

registry=https://registry.npm.taobao.org
NODEJS_ORG_MIRROR=https://npm.taobao.org/mirrors/node
ELECTRON_MIRROR=https://npm.taobao.org/mirrors/electron
arch=ia32
target_arch=ia32
msvs_version=2015
disturl=https://atom.io/download/electron
runtime=electron
target=1.8.4
build_from_source=true复制代码

参数说明：
registry - 配置 npm 包镜像
NODEJS_ORG_MIRROR - 配置 Node.js 头文件下载镜像
ELECTRON_MIRROR - Electron 下载镜像
disturl - Electron 头文件镜像（用了 electron-rebuild 模块才需要）
arch、target_arch - 根据目标环境定义为 ia32 或 x64

编译

通过以上配置不需要 electron-rebuild ，直接用 npm 或 yarn 安装新原生包的时候，会自动编译为适用当前 electron 版本的原生模块到 {module_name}/build/Release/xxx.node。由于这个构建后的路径是动态的，node-ffi 等第三方模块会使用 bindings 去动态找到这个 .node 文件。bindings 的原理是，首先定位到当前包的目录，然后通过预设一些搜寻路径，一个个尝试读取，直到找到为止。

项目构建

问题：找不到 .node 文件

bindings 的搜寻方式在 js 源码未压缩的情况下当然没问题，但我们的项目中通常还使用了 webpack。
在开发模式下能够找到 node_modules 下的文件也没有问题，构建到生产环境后就没有 node_modules 了，而且 webpack 也不支持打包动态路径的文件。我想到两种解决方案：

方案一、将 node-ffi 拷贝一份修改 bindings 为写死路径，当然每个用到 bindings 的包都要修改。

// ffi 下的 bindings.js
module.exports = require('bindings')('ffi_bindings.node')
// 改为
module.exports = require('../build/Release/ffi_bindings.node')复制代码

方案二、自己实现一个 bindings 映射，并利用 webpack 的 alias 功能替换 bindings 模块。

增加 bindings.js

function bindings (name) {
  if (name === 'ffi_bindings.node') {
    return require('ffi/build/Release/ffi_bindings.node')
  }
  if (name === 'binding') {
    return require('ref/build/Release/binding.node')
  }
}

module.exports = bindings复制代码

配置 webpack 别名

// webpack.main.config.js
module.exports = {
  ...,
  resolve: {
    extensions: ['.js', '.json', '.node'],
    alias: {
      // 如果用 bindings 包，就会找不到 .node 模块，这里替换成自己的实现
      'bindings': path.resolve(__dirname, '../addons/bindings.js')
    }
  },
  ...复制代码

显然方案二更好一点，只需要自己实现一个 bindings.js，而不用去动第三方包的源码，所以我们直接用了方案二。

问题：打包 asar 后，提取出 .node 文件

Electron 官方文档应用程序打包有说明，二进制文件不要在 asar 中执行，需要 unpack 出来。我们用了 electron-packager 可以通过 asar 参数配置：

  asar: {
    unpack: '*.node'
  }复制代码

这样，会把 .node 文件都提取到 app.asar.unpacked 目录。但是它只负责提取并不会自动更新 .node 文件的访问地址到新的路径。所以我想到了用 webpack 的 file-loader：

// webpack.main.config.js
module: {
  rules: [
    {
      test: /\.node$/,
      loader: 'file-loader',
      options: {
        name: '[name].[ext]',
        outputPath: 'addons',
        publicPath: '../../app.asar.unpacked/addons'
      }
    }
  ]
}复制代码

我 app 打包后的项目结构是这样的

app.asar.unpacked
app
---main
---renderer
---package.json复制代码

JS 是在 main 目录的主线程里面访问原生模块的，打包出来的路径也是这样。所以相对路径是要向上两级找到 app.asar.unpacked 目录。

运行一下 npm run build 打包。

文件按我预期那样生成好了!

好的，运行一下程序：

TypeError: Cannot read property 'int64' of undefined

程序跑不起来了！

bindings 也是直接 require('addon.node') 呀，Node.js 官网也是这样说的。怎么构建后就不行了呢？

后面，我在webpack 的 loader 中找到 node-loader，里面说明

在 enhanced-require 中执行 node add-ons
所以，node-loader 是针对魔改过的 require（非 node 环境 require）的。这有可能是在 Electron 或是 webpack 发生的。

于是我对.node文件增加一个node-loader

module: {
  rules: [
    {
      test: /\.node$/,
      use: [
        'node-loader',
        {
          loader: 'file-loader',
          options: {
            name: '[name].[ext]',
            outputPath: 'addons',
            publicPath: '../../app.asar.unpacked/addons'
          }
        }
      ]
    }
  ]
}复制代码

然后重新构建。

一切问题都解决了！