【Node】Addon C++模块开发

hellokobe

2019-06-28

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Node Addon

Node Addon是官方的C++模块开发途径，可实现Node与底层技术结合，如驱动、操作系统等。

开发环境

需要安装

node v8.11.1
npm v5.6.0
node-gyp
python 2.7
VS2017 Community C/C++桌面开发(或 windwos-build-tools)
VSCode 或其他IDE

安装步骤

1.安装node、npm(略)
2.安装python 2.7(略)

# npm中设置python环境变量
npm config set python=C:\\Python27\\python.exe

3.安装VS2017 Community C/C++桌面开发(略)

# npm设置vs版本环境变量
npm config set msvs_version=2017

4.安装node-gyp

# 全局安装node-gyp
npm install -g node-gyp

5.VSCode 或其他IDE(略)

Hello World

从创建一个空项目文件夹开始

mkdir helloworld-addon
cd helloworld-addon
npm init
# 一顿回车
# 安装addon开发所需要的基础模块
npm install --save nan bindings

开始开发C++模块

创建一个源文件![hello.cc](), 编写如下代码：

// @file: hello.cc
// @author: jialun.liu
// @date: 2018-09-29

#include <nan.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;
using namespace Nan;
using namespace v8;

void hello(const Nan::FunctionCallbackInfo<v8::Value> &info)
{
    if (info.Length() < 1 || !info[0]->IsString())
    {
        Nan::ThrowTypeError("Illegal argument: hello('hello')");
        return;
    }

    v8::String::Utf8Value input(info[0]->ToString());
    std::string output(*input, input.length());
    output = output + " world";
    // create string and return
    Local<v8::String> str = Nan::New(output).ToLocalChecked();
    info.GetReturnValue().Set(str);
}

void Init(v8::Local<v8::Object> exports)
{
    // export functions,like in nodejs: module.exports.hello = hello
    exports->Set(Nan::New("hello").ToLocalChecked(),
                 Nan::New<v8::FunctionTemplate>(hello)->GetFunction());
}

// self registry
NODE_MODULE(hello, Init)

编译配置

创建编译配置文件binding.gyp，类似Makefile，注意这是一个python格式文件

# -*- coding: UTF-8 -*-

# @file:binding.gyp
# @author:jialun.liu
# @date:2018-9-29
{
    # 跨操作系统配置，如不同操作系统可能链接不同的库，使用不同的编译参数
    "conditions":[
        [
            'OS=="linux"',
            {
                "targets":[{
                    # 编译后模块名称
                    "target_name":"hello",
                    # 源文件，如有多个一一列举
                    "source":["hello.cc"],
                    "include_dirs":[
                        # 这里加入我们需要查找的头文件路径，nan是必须的
                        "<!(node -e \"require('nan')\")"
                    ],
                    "link_settings":{
                        # 链接库设置，如我们需要链接其他的动态库、静态库
                        "libraries":[
                            # 与gcc编译参数一样，区别是要指定链接库完整路径，网上说使用-L参数可指定libpath，我试过不好使
                            # <(module_root_dir)是指模块路径，这样模块在被别的模块安装时就可以找到需要的库了
                            # "-l<(module_root_dir)/lib/libXXX.so"
                        ]
                    }
                }]
            }
        ],[
            'OS=="win"',
            {
                "targets":[{
                    # 编译后模块名称
                    "target_name":"hello",
                    # 源文件，如有多个一一列举
                    "source":["hello.cc"],
                    "include_dirs":[
                        # 这里加入我们需要查找的头文件路径，nan是必须的
                        "<!(node -e \"require('nan')\")"
                    ],
                    "link_settings":{
                        # 链接库设置，如我们需要链接其他的动态库、静态库
                        "libraries":[
                            # 与gcc编译参数一样，区别是要指定链接库完整路径，网上说使用-L参数可指定libpath，我试过不好使
                            # <(module_root_dir)是指模块路径，这样模块在被别的模块安装时就可以找到需要的库了
                            # 与linux差别是不需要指定后缀名，会自动找XXX.lib，也是因为这个才需要区别操作系统
                            # "-l<(module_root_dir)/lib/XXX"
                        ]
                    }
                }]
            }
        ]
    ]
}

package.json

设置package.json，注意 "gypfile":true 和 "main:build/Release/hello"

{
    "name": "helloworld-addon",
    "version": "1.0.0",
    "description": "",
    "main": "build/Release/hello",
    "scripts": {
        "test": "node hello-test.js"
    },
    "gypfile": true,
    "author": "jialun.liu",
    "license": "ISC",
    "dependencies": {
        "bindings": "^1.3.0",
        "nan": "^2.11.0"
    }
}

编译

node-gyp clean
node-gyp configure
node-gyp build

# 合并只需执行rebuild
node-gyp rebuild

编译如果没有错误就可以进行测试了

测试

创建测试hello-test.js

const hello = require('bindings')('hello');

let ret = hello.hello();
// should output: world
console.log(ret);

进阶

Addon中C++与Node数据类型转换问题比较麻烦，总结几个比较常见的数据类型

String/char */std::string

// 创建NodeString
char * str = "some string";
v8::Local<v8::String> nodeStr = Nan::New(str).ToLocalChecked();

// 转化NodeString
// 从参数中读取
v8::String::Utf8Value nodeStr(info[0]->ToString()); 
// 转为std::string
std::string stdStr(*nodeStr, nodeStr.length());
// 转为char*
char * cStr = stdStr.c_str();

数值类型

包括浮点数、整数。不支持64位整数。

Number/double

// 创建
double d = 123456.789;
v8::Local<v8::Number> nd = Nan::New(d);

// 从参数读取
double d = info[0]->NumberValue();

Int32/int、UInt32/unsigned int

// 创建
int i32 = 123456;
v8::Local<v8::Int32> ni32 = Nan::New(i32);
unsigned ui32 = 0xffffffff;
v8::Local<v8::Uint32> nui32 = Nan::New(ui32);

// 从参数读取
int32_t i32 = info[0]->Int32Value();
uint32_t u32 = info[1]->Uint32Value();

Buffer/char *

// 创建长度为8的Buffer
v8::Local<v8::Object> buf = Nan::NewBuffer(8).ToLocalChecked();
// 获取buffer指针
long long * bp =  node::Buffer::Data(buf);
// 操作指针
*bp = 0x12345678;

// 从参数读取
char * p = (char *)node::Buffer::Data(info[0]->ToObject());

Array/XX[]

// 创建一个长度为10的数组
v8::Local<Array> array = Nan::New<Array>(10);
// 为数组赋值
Nan::Set(array, 0, Nan::New("first"));
Nan::Set(array, 1, Nan::New("second"));

// TODO: 从参数读取
// v8::Local<Array> array = Nan::Cast<v8::Array>(info[0]->ToObject());