Node-API
Node-API
Node-API(以前称为 N-API)是 Node.js 提供的一个 API 层,它允许你用 C 或 C++编写插件。之所以使用 Node-API,主要是因为它提供了一种与底层 JavaScript 引擎(如 V8)解耦的方式来构建原生扩展。这意味着当 Node.js 更新其内部引擎时,使用 Node-API 构建的插件不需要重写来适应新版本,从而增加了扩展的稳定性和兼容性。
在实际应用中,Node-API 可以用于多种情况,比如:
性能密集型任务:如果你的 Node.js 应用需要处理大量计算,可能会由于 JavaScript 的性能限制而变慢。通过 Node-API,你可以用 C 或 C++编写这些计算密集型的任务,然后在 Node.js 中调用,利用 C/C++的高效率来提升整体性能。
使用现有的 C/C++库:如果有一个功能强大的 C/C++库并且你希望在你的 Node.js 应用中使用它,那么你可以通过 Node-API 创建一个绑定(binding),让 JavaScript 代码能够调用这个库。
系统级操作:当需要进行底层操作系统交互(如直接与硬件通信)时,Node-API 可以使得 Node.js 拥有调用系统 API 的能力。
例如,假设我们有一个 C++函数用来计算斐波那契数列的第 N 项,因为这是一个 CPU 密集型任务,所以我们期望在速度上有所提升:
// fibonacci.cpp
##include `<`napi.h>
int Fibonacci(int n) {
if (n `<`= 1) {
return n;
}
return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
}
Napi::Number FibonacciWrapped(const Napi::CallbackInfo& info) {
Napi::Env env = info.Env();
if (info.Length() `<` 1 || !info[0].IsNumber()) {
Napi::TypeError::New(env, "Number expected").ThrowAsJavaScriptException();
}
Napi::Number first = info[0].As`<`Napi::Number>();
int result = Fibonacci(first.Int32Value());
return Napi::Number::New(env, result);
}
Napi::Object Init(Napi::Env env, Napi::Object exports) {
exports.Set(
Napi::String::New(env, "fibonacci"),
Napi::Function::New(env, FibonacciWrapped)
);
return exports;
}
NODE_API_MODULE(fibonacci, Init)
这段代码首先包括了 Node-API 必需的头文件,然后定义了一个 Fibonacci
函数用来递归计算斐波那契数列。我们还定义了一个 FibonacciWrapped
函数来作为 Node-API 的接口,它将 JavaScript 传入的参数转化为 C++类型,并调用纯 C++的 Fibonacci
函数。最后,Init
函数注册了 FibonacciWrapped
函数,使其在 Node.js 模块中以 fibonacci
名称被导出。
安装完必要的 Node.js 和 C++ 构建工具后,你可以编译这个扩展然后在 Node.js 代码中这样使用它:
// index.js
const addon = require("./build/Release/fibonacci");
console.log(addon.fibonacci(10)); // 输出斐波那契数列的第10项
在这个简单的例子中,我们看到 Node-API 如何连接 Node.js 和 C++代码,允许 JavaScript 调用原生 C++函数,以此来实现更优的性能。这只是 Node-API 功能的冰山一角,但它非常清楚地展示了 Node-API 如何被用来提升 Node.js 应用的能力。
Implications of ABI stability
Node.js 是一个基于 Chrome V8 JavaScript 引擎的 JavaScript 运行时环境,允许你在服务器端运行 JavaScript 代码。在 Node.js 中,“ABI”是“应用程序二进制接口”的缩写,它定义了应用程序(这里指 Node.js 的模块或插件)与操作系统之间或不同应用程序组件之间如何相互交互的详细规范。
当我们谈论到 ABI 稳定性时,我们主要关注的是编译过的 Node.js 模块(通常使用 C 或 C++ 编写的扩展)是否可以在不同版本的 Node.js 中无需重新编译而直接使用。这意味着一个模块的二进制版本可以适配多个版本的 Node.js,这对于开发者来说非常方便,因为模块的兼容性得到了增强。
ABI 稳定性的影响
1. 模块开发者: 如果 ABI 是稳定的,则模块开发者不需要为每个新版本的 Node.js 重新编译他们的模块。这减少了维护工作量,并使得模块更容易被广泛使用。例如,如果你创建了一个用于图像处理的 Node.js 模块,并且该模块采用 C++ 编写,那么你的用户就可以在多个 Node.js 版本中使用这个模块,而不需要等待你发布特定于每个版本的预编译二进制文件。
2. 应用开发者: 应用开发者可以更有信心地升级他们的 Node.js 运行时,因为他们知道依赖的模块很可能仍然能够正常工作。在实践中,这意味着如果你的项目使用了某些依赖库,比如用于数据库连接的 node-oracledb
,即使在 Node.js 更新后,通常也无需更改任何代码或等待库的更新。
3. Node.js 社区: 整个 Node.js 生态系统受益于 ABI 稳定性,因为它降低了各种版本间的兼容性问题,促进了模块共享和复用。
实际运用的例子:
原生模块兼容性: 如果你安装了一个用于性能监控的原生 Node.js 模块,比如
v8-profiler
,并且 Node.js 有一个新版本发布了。由于 ABI 稳定性,理想情况下,你可以直接在新版本的 Node.js 上运行你的应用程序,而不必担心v8-profiler
模块会因为新版本而不兼容。升级 Node.js 版本: 当团队决定将项目从 Node.js v20 升级到 Node.js v21 时,他们检查了所有依赖项以确保兼容性。如果所有关键模块都支持跨版本的 ABI 稳定性,这个升级过程会变得简单快捷,因为团队不必担心这些模块需要重新编译。
跨平台模块: 开发者可能创建了一个用于读取系统信息的模块,并且希望它能在 Windows、macOS 和 Linux 上运行。如果这个模块遵循 ABI 稳定性的标准,它将能够在不同的操作系统上,以及在每个操作系统上的不同 Node.js 版本中运行,而无需进行任何特别的适配工作。
总结来说,ABI 稳定性在 Node.js 中是一个重要特性,它极大地提高了模块跨版本和跨平台的兼容性,对于开发者和最终用户而言都是一个巨大的利好。
Building
Node.js 是一个运行时环境,它能让你使用 JavaScript 来编写服务器端的应用。其中一个特性是 N-API,这是一个构建原生模块的 API。在 Node.js 中,原生模块通常是用 C 或者 C++ 写的插件,它们可以直接和操作系统层进行交互。
在 Node.js v21.7.1 的文档中,“Building”这一部分专门介绍了如何构建一个使用 N-API 的原生模块。以下是这一过程的简单解释和实例:
构建原生模块的步骤
配置
binding.gyp
文件: 为了构建原生模块,首先你需要创建一个叫做binding.gyp
的文件,这个文件包含了描述模块如何被构建的配置信息。这个文件的格式基于 Python 的 GYP(Generate Your Projects)工具,即使你不熟悉 Python 也没关系,因为格式相对直观。编写 C/C++ 代码: 接下来,你将编写实际的 C 或 C++ 代码。这些代码会使用 N-API 提供的函数来与 JavaScript 层的代码进行交互。
编译和链接: 当你有了
binding.gyp
和 C/C++ 源码文件后,你可以使用node-gyp
命令行工具来编译你的原生模块。node-gyp
会读取binding.gyp
文件,执行必要的编译和链接步骤生成二进制文件。
实际例子
创建
binding.gyp
文件: 假设我们正在创建一个叫做 "awesome" 的原生模块,你可能会有一个像这样的binding.gyp
文件:{ "targets": [ { "target_name": "awesome", "sources": ["src/awesome.cc"], "include_dirs": [ "`<`!@(node -p \"require('node-addon-api').include\")" ], "dependencies": ["`<`!(node -p \"require('node-addon-api').gyp\")"], "defines": ["NAPI_DISABLE_CPP_EXCEPTIONS"] } ] }
这里指定了编译目标、源文件、包含目录、依赖关系及宏定义。
编写
awesome.cc
源文件: 在 C++源文件中,你会使用 N-API 定义的函数和宏。比如,你可能会写一个简单的函数来返回字符串 "hello world":##include `<`napi.h> Napi::String HelloMethod(const Napi::CallbackInfo& info) { Napi::Env env = info.Env(); return Napi::String::New(env, "hello world"); } Napi::Object Init(Napi::Env env, Napi::Object exports) { exports.Set("hello", Napi::Function::New(env, HelloMethod)); return exports; } NODE_API_MODULE(awesome, Init)
这里定义了一个名为
HelloMethod
的函数,并在模块初始化时把它暴露出来。编译模块: 最后,你需要在命令行中运行
node-gyp configure
和node-gyp build
。这些命令会分别配置和编译你的模块。
经过上述步骤,你就成功构建了一个原生模块。然后你可以通过 require
在你的 Node.js 代码中载入并使用这个模块。例如,在 JavaScript 中,你可以这样使用刚才构建的 "awesome" 模块:
const awesomeModule = require("./build/Release/awesome");
console.log(awesomeModule.hello()); // 输出: hello world
希望以上解释清楚了 Node.js 中构建原生模块的过程和一些基本概念。如果你想深入学习,建议阅读官方文档以及涉及 node-gyp
和 N-API 的相关资料。
Build tools
Node.js 是一个基于 Chrome V8 JavaScript 引擎的 JavaScript 运行时环境,使得你可以在服务器端运行 JavaScript。这里我们聚焦于 Node.js 中的一个特定功能:N-API。
N-API 是 Node.js 提供的一组 C API,它是用来构建原生插件的。所谓的原生插件,就是使用像 C 或 C++这样的系统编程语言编写的模块,这些模块可以直接和 Node.js 二进制接口交互,无需通过 JavaScript。原生插件通常用于性能敏感的操作或者调用已有的系統级别库。
想要构建这些原生插件,你需要一些构建工具。而在 Node.js v21.7.1 的上下文中提到的 "Build tools" 很可能是指那些用来编译和链接原生模块的工具,比如 node-gyp、cmake-js 等。
node-gyp 是一个跨平台的命令行工具,它使用 Python 和 GYP(Generate Your Projects)来为 Node.js 原生插件生成必要的项目构建文件,适用于多种系统。
例如,如果你正在开发一个原生插件来加速图像处理,你会编写一些 C++ 代码来处理图像数据,然后使用 node-gyp 来编译这段代码,使其变成 Node.js 可以加载并使用的本地模块。
安装 node-gyp 的步骤大致如下:
- 安装 Node.js,它自带 npm(node package manager),npm 用来管理 Node.js 模块。
- 使用 npm 全局安装 node-gyp:
npm install -g node-gyp
- 你需要确保你的电脑上安装了所有必要的构建工具和配置。对于 Windows, 你可能需要安装 windows-build-tools;对于 macOS 或 Linux,你需要安装 python 和 make 工具链等。
一个简单的 node-gyp 配置示例(binding.gyp 文件):
{
"targets": [
{
"target_name": "myaddon",
"sources": ["src/myaddon.cc"]
}
]
}
这个配置定义了一个目标(你的插件),以及源代码的位置。当你在终端执行 node-gyp configure
和 node-gyp build
时,node-gyp 将会读取这个文件,并且根据当前平台生成相应的构建文件,然后编译源代码。
总结一下,对于 Node.js v21.7.1 中提及的 Build tools,这主要指的是用于构建 N-API 原生插件的工具集,它们能够帮助开发者编译和链接他们用 C/C++ 编写的代码,使之成为 Node.js 可以利用的原生扩展。最常见的这类工具就是 node-gyp。
node-gyp
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境,它让开发者可以使用 JavaScript 来编写服务器端的软件。而 node-gyp
并不是 Node.js 核心功能的一部分,而是一个第三方的工具,用来编译 Node.js 的 C++ 扩展模块。
在 Node.js 中,大多数模块都是用 JavaScript 写的,但有些情况下,为了性能或访问系统资源等原因,需要用 C 或 C++ 来编写扩展。这些扩展就是通过 node-gyp
构建的。
node-gyp
是一个跨平台的命令行工具,它需要 Python 和一个合适的 C/C++ 编译器(例如,在 Windows 上可能是 Visual Studio 的构建工具)。node-gyp
使用 GYP(Generate Your Projects)项目生成所需的构建文件(比如 makefile 或者 Visual Studio 的 .vcxproj 文件),然后编译和链接 C++ 代码生成对应的二进制模块。
举几个实际运用的例子:
数据库绑定:比如说,Node.js 与 MySQL 的通信可以使用纯 JavaScript 写的模块,但也可以使用像
mysql2
这样的模块,后者使用node-gyp
编译性能更高的 C++ 代码来加速数据库操作。性能密集型计算:如果你在做图像处理或者执行复杂的数学运算,可能会选择用 C++ 来编写这部分逻辑以获得更好的性能,再通过
node-gyp
编译成 Node.js 模块提供给 JavaScript 调用。系统级别的操作:当你需要进行低级文件操作、网络通信或直接与操作系统对话时,可能会借助
node-gyp
编译一些 C++ 模块以便直接调用系统 API。
要安装和使用 node-gyp
,通常会先用 npm(Node.js 的包管理器)来安装它:
npm install -g node-gyp
然后,如果你下载了一个需要编译的 Node.js 模块,一般在模块的目录下运行以下命令来编译模块:
node-gyp configure
node-gyp build
configure
命令会根据当前平台生成构建文件,build
命令实际上会进行编译。
总的来说,node-gyp
是一个非常强大的工具,可以帮助开发者将 C/C++ 代码集成到 Node.js 应用中,这在需要特殊处理或优化性能的场景下非常有用。
CMake.js
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时环境,它允许你使用 JavaScript 编写服务器端代码。CMake.js 则是为了简化在 Node.js 中编译和构建本地(native)模块的扩展工具。
通常情况下,当你想要在 Node.js 中使用一些需要编译的 C++代码时,你会用到一个名叫 node-gyp 的工具。node-gyp 使用 Python 和 gyp 来构建这些本地模块。然而,并不是所有的人都熟悉 Python 或者想要安装 Python 只为了构建一个项目。因此,CMake.js 就被创建出来作为 node-gyp 的替代品。
CMake.js 利用 CMake 来构建本地模块。CMake 是一个非常流行的跨平台自动化构建工具,它能够生成本地构建环境(例如 makefile 或者 Visual Studio 的项目文件)。
使用 CMake.js 的步骤大致如下:
安装 CMake.js:首先,你需要在你的项目中安装 CMake.js。你可以通过 npm 命令来安装它:
npm install --save-dev cmake-js
配置 CMakeLists.txt 文件:在你的项目根目录中创建一个
CMakeLists.txt
文件。这个文件告诉 CMake 怎样去构建你的本地模块。例如:cmake_minimum_required(VERSION 3.7) project(MyModule) add_library(MyModule SHARED src/my_module.cpp ) set_target_properties(MyModule PROPERTIES PREFIX "" SUFFIX ".node")
编译本地模块:通过 CMake.js 提供的命令行工具或者集成到 npm 脚本中来构建你的模块。
cmake-js compile
或者在
package.json
中添加一个脚本:{ "scripts": { "build": "cmake-js compile" } }
然后你可以用 npm run build 来构建你的模块。
在 Node.js 中使用你的模块:构建完成后,你就可以像其他任何 npm 模块一样在你的 JavaScript 代码中引入并使用你的本地模块了。
实际应用例子:
假设你有一段复杂的数学计算,这段计算在 C++中实现会比 JavaScript 快很多。你可以将这部分逻辑写在my_math.cpp
文件中,然后用 CMake.js 来编译这个 C++代码为 Node.js 可加载的本地模块。 Node.js 代码可以直接调用这个模块,以获得更好的性能。
请记住,CMake.js 主要是面向已经有 C++背景,并且希望能有效地将这些代码与 Node.js 结合起来的开发人员。对于编程新手来说,如果没有必要处理 C++代码,开始时可能不需要深入学习 CMake.js。
Uploading precompiled binaries
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建本地插件的 API,它提供了一套稳定的在各个 Node 版本间通用的函数,这意味着如果你使用 N-API 编写的插件或者模块,则可以在不同版本的 Node.js 中运行而不需要重新编译。
当开发者创建了一个原生模块(也就是用 C 或者 C++书写的直接和 Node.js 交互的模块)后,他们通常会希望用户安装时能够直接下载预编译好的二进制文件,而不是从源代码开始编译。这样可以节省用户的时间,特别是对那些不熟悉本地编译环境的用户来说更加友好。
上传预编译的二进制文件通常是通过使用一些第三方服务和工具完成的,例如:
node-pre-gyp
: 这是一个让你能够发布和安装 Node.js C++插件预编译版本的工具。在你的项目中,你可以配置node-pre-gyp
来指定哪些平台和 Node.js 版本的预编译文件应该被上传到存储服务器上(比如 Amazon S3、GitHub Releases 等)。当用户安装你的模块时,node-pre-gyp
会查找匹配用户平台和 Node.js 版本的预编译二进制文件,并尝试下载它来安装。prebuild
/prebuild-install
: 这是另一组工具,工作方式类似于node-pre-gyp
,但有其特定的配置和特性。prebuild
负责创建预编译的二进制文件,并可以将它们上传到 GitHub Releases 上。而prebuild-install
则被用于在用户安装你的模块时下载并安装这些预编译的二进制文件。
实际运用的例子: 假设你创建了一个名为"awesome-native-module"的 Node.js 原生模块,它提供了一些用 C++编写的功能。你想要让用户在安装你的模块时能够轻松获得预编译的二进制文件。
这里是怎么做的大致步骤:
在你的模块中加入
node-pre-gyp
或者prebuild
作为依赖项,并且配置它们的路径,指向你想要上传二进制文件的地点。设置 CI/CD 流程(比如 GitHub Actions),在每次你推送代码更新或者创建一个新的发布时自动运行构建过程,并且触发
node-pre-gyp
或prebuild
去创建和上传新的预编译二进制文件。当用户执行
npm install awesome-native-module
时,node-pre-gyp
或prebuild-install
会被调用。它们会检查用户的系统和 Node 版本,尝试去下载对应的预编译二进制文件进行安装。如果没有找到匹配的预编译文件,它们会退回到从源码编译。
通过这种方式,你可以提高用户安装你原生模块的体验,减少他们需要处理编译问题的机会。
node-pre-gyp
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时环境,它让开发者能够使用 JavaScript 来编写服务端代码。Node.js 高效的事件驱动、非阻塞 I/O 模型使其非常适用于构建快速的、可扩展的网络应用。
在 Node.js 的生态系统中,有很多原生模块(native modules),即用 C 或 C++ 编写的模块,它们可以通过 Node.js 提供的 N-API 接口与 JavaScript 代码交互。这些模块通常是为了提高性能或访问一些底层系统功能,比如文件系统操作、网络通信或图形处理等。
node-pre-gyp
是一个工具和库,它允许开发者为他们的 Node.js 原生模块编译并发布预编译的二进制包。这些二进制包可以针对不同的平台(如 Windows、macOS 和 Linux)以及不同版本的 Node.js 提前编译好,并且可以在安装时直接使用,而无需用户自己编译。
为什么需要 node-pre-gyp
?
当你通过 npm 安装一个包含原生模块的 Node.js 包时,通常需要在本地编译该模块。本地编译需要开发者机器上有编译工具链(如 gcc、clang 或 Visual Studio)。但是,由于以下几个原因,这可能会导致问题:
- 用户可能没有必要的编译工具或者对如何安装和使用编译工具不熟悉。
- 编译过程可能因为系统配置或依赖项的不同而失败。
- 编译原生模块可能会花费相当长的时间。
为了解决这些问题,node-pre-gyp
允许模块维护者提前为各种环境编译好二进制版本,用户在安装时 npm 能够直接下载和使用这些预编译的版本,从而避免了编译过程中的复杂性和耗时。
实际运用例子
假设你正在使用一个名为 sharp
的 Node.js 包,它是一个用于图片处理的库,其中包含了用 C++ 编写的原生代码。如果没有 node-pre-gyp
,每个安装 sharp
的人都需要在他们的机器上编译这个原生模块。这可能导致一些用户因为缺少编译器或其他原因而无法成功安装。
但是,由于 sharp
使用了 node-pre-gyp
,所以在你执行 npm install sharp
的时候,npm
将查看你的操作系统和 Node.js 版本,然后从 sharp
的服务器上下载适合你系统的预编译二进制文件。整个过程对用户来说是透明的,显著提高了安装速度和成功率。
如何使用 node-pre-gyp
模块维护者通常会在他们的 package.json
文件中添加 node-pre-gyp
相关的配置,并指定好二进制文件的存储位置。在模块安装过程中,npm
或 yarn
会根据这些配置自动调用 node-pre-gyp
来下载或编译原生模块。
总结起来,node-pre-gyp
是 Node.js 生态系统中一个重要的工具,它通过提供预编译的原生模块二进制文件来简化安装过程,改善最终用户的体验。
prebuild
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境,它允许在服务器端运行 JavaScript 代码。N-API 则是 Node.js 提供的一组 C API,使得原生插件(通常用 C 或 C++ 编写)能够在不同版本的 Node.js 中平稳运行,而不需要因为 Node.js 升级后引擎的变化而重新编译。
那么,“prebuild”这个术语通常与 N-API 和 node-addon-api(一种简化编写原生 Node.js 插件的包装库)有关。"prebuild"指的是事先为不同平台和 Node.js 版本构建好的原生模块(二进制文件)。通过预先构建,模块的安装可以变得更快,因为用户不需要从源代码编译它们。
例如,如果你正在构建一个性能敏感的应用程序,你可能会使用到一些需要利用更深层系统资源优势的代码。你或许会选择写一个用 C++ 编写的模块来处理图像或进行数学计算,比使用 JavaScript 快得多。当用户想要安装你的模块时,你可以提供预先构建好的二进制文件以减少他们的安装时间和复杂度。
现在我们假设你已经创建了这样一个模块,并且你希望它能够跨平台(如 Windows, macOS, Linux)和跨 Node.js 版本工作。你就可以使用类似 prebuild
或 node-pre-gyp
这样的工具来为这些不同的组合构建二进制文件。
这里有一些具体的步骤示例:
开发原生模块:首先,你要用 C 或 C++ 开发你的原生模块,并且确保它通过 N-API 接口与 JavaScript 交互。
配置预构建脚本:配置一个
prebuild
脚本,在你发布模块之前自动为所有目标平台和 Node.js 版本构建二进制文件。构建和上传:当你执行
prebuild
脚本时,它会为每个目标平台和 Node.js 版本构建你的模块,并将构建好的二进制文件上传到 GitHub Releases 或其他托管服务上。用户安装模块:当用户运行
npm install your-module-name
安装你的模块时,npm
或yarn
会自动检测用户的平台和 Node.js 版本,并尝试下载相应的预构建二进制文件。如果找到匹配的预构建文件,就直接下载和安装,而不需要从源码编译。如果没有找到匹配的预构建文件,则回退到从源码编译。
实际应用的例子包括数据库驱动(例如 node-sqlite3
),加密库(例如 bcrypt
),或是数学库(例如 mathjax-node
),它们都可能提供预构建的二进制文件,以方便用户安装和使用。
总结来说,“prebuild”在 Node.js 的语境中就是指预先为不同的运行环境编译好的原生模块二进制文件,目的是简化最终用户的安装过程,并提高模块的可移植性和易用性。
prebuildify
Node.js 中的 "prebuildify" 并非 Node.js 的官方 API 的一部分,而是一个独立的 npm 包,用于为 Node.js 的原生模块创建预编译的二进制版本。原生模块是使用 C 或 C++ 编写的插件,可以直接调用 Node.js 底层的 API。正常情况下,当你安装一个包含原生模块的节点包时,这些模块需要在本地机器上从源代码编译。Prebuildify 能够帮助开发者先行在不同的平台上编译好这些原生模块,并且随着 npm 包一起发布。
prebuildify 使用
要使用 prebuildify,通常需要以下步骤:
- 确保你有一个需要编译的原生模块项目。
- 安装 prebuildify:通过运行
npm install --save-dev prebuildify
将它作为开发依赖添加到你的项目中。 - 在 package.json 文件中配置 scripts,增加一个脚本来运行 prebuildify。
- 运行配置的脚本以创建预编译的二进制文件。
- 发布你的包,这样其他用户在安装时,将会下载相应平台的预编译版本,从而省略了编译过程。
实际例子
假设你正在开发一个名为 "awesome-native-module" 的原生 Node.js 模块。你希望用户在安装时不必从头编译这个模块,以节省时间和避免潜在的编译问题。你可以使用 prebuildify 来实现这一目的。以下是简化的步骤:
- 开发你的原生模块,确保它能够在本地编译通过。
- 在项目根目录下运行
npm install --save-dev prebuildify
命令,添加 prebuildify 作为开发依赖。 - 在 package.json 中添加一个脚本:
"scripts": { "prebuild": "prebuildify --napi" }
- 运行
npm run prebuild
。这将为当前系统生成预编译的二进制文件,并将其存储在./prebuilds/
目录中。 - 现在你可以发布你的包了。例如,运行
npm publish
。
如果一切顺利,当用户运行 npm install awesome-native-module
时,npm 会查找与用户系统匹配的预编译二进制文件。如果找到了,它会下载并使用这个预编译的版本而不是从源代码重新编译。
注意: 上述信息可能与 Node.js v21.7.1 版本的具体情况有所差异,因为 Node.js 和相关工具链经常更新。始终建议查阅最新的文档或库说明来获取准确的使用方法。
Usage
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建本地插件的 API,它是独立于底层 JavaScript 运行时(例如 V8)的抽象层,目的是保持你的插件在 Node.js 的不同版本之间兼容。这意味着使用 N-API 编写的本地插件不需要针对每个新的 Node.js 版本重新编译。
简单来说,如果你想让你的 JavaScript 代码调用 C/C++编写的函数或者库,那么 N-API 可以帮助你做到这点,而不需要担心 Node.js 版本升级后插件不兼容的问题。
以下是使用 N-API 的基本步骤:
包含头文件:在你的 C 或 C++源文件中,包含
<`node_api.h`>
头文件,这使得你能够使用 N-API 提供的函数和宏。##include `<`node_api.h>
创建函数:编写你要从 JavaScript 调用的 C/C++函数。这些函数必须遵循 N-API 定义的特定签名。
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) { // 函数逻辑 }
注册函数:使用 N-API 函数注册上面定义的函数,使其可以被 JavaScript 调用。
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) { napi_status status; napi_value fn; // 创建一个napi_value引用,指向我们的原生函数MyFunction status = napi_create_function(env, NULL, 0, MyFunction, NULL, &fn); if (status != napi_ok) { // 处理错误... } // 将这个函数作为模块导出的属性 status = napi_set_named_property(env, exports, "myFunction", fn); if (status != napi_ok) { // 处理错误... } return exports; } NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
构建和安装:使用
node-gyp
编译你的 C/C++代码并生成一个.node 文件,这个文件可以被 Node.js 作为模块加载。在 Node.js 中使用:在 Node.js 代码中,使用
require
加载你的本地插件,并像普通模块一样使用。const myAddon = require("./build/Release/addon"); console.log(myAddon.myFunction()); // 调用你在C/C++中定义的函数
实际运用例子:
性能密集型任务:某些操作在 JavaScript 中执行效率低下,比如图像处理或者大规模数值计算,你可以使用 N-API 编写高效的 C/C++代码来处理这些任务,并通过 Node.js 调用它们。
系统级操作:当你需要进行系统调用或访问操作系统层面的功能,比如硬件信息获取或系统调度,你可以通过 N-API 写本地代码来实现。
集成第三方库:如果你想在 Node.js 项目中使用一些只有 C/C++接口的第三方库,如机器学习库或是数据库驱动,你可以通过 N-API 将它们封装为可从 JavaScript 调用的函数。
N-API 是 Node.js 提供的非常强大的功能,它极大地扩展了 Node.js 的应用场景,并且解决了本地插件与 Node.js 版本兼容性的问题。不过,本地插件开发涉及 C/C++知识,因此会有一定的学习难度。如果你刚开始编程,你可能需要先掌握 JavaScript 和 Node.js 的基础,然后再逐渐深入学习 N-API 相关内容。
Node-API version matrix
好的,Node.js 中的 Node-API(之前称为 N-API)是一个让你能够用 C 或 C++ 编写扩展的 API。Node-API 旨在提供一个与 JavaScript 引擎无关的抽象层,这样你就可以编写能在不同版本的 Node.js 上运行的本地插件。
在 Node.js 的每个新版本中,Node-API 也可能会有更新。这些更新可能包括新的 API 函数、性能改进或者其他变化。每个 Node-API 的版本都与特定的 Node.js 版本相对应。为了弄清楚哪些 Node-API 版本可以在特定的 Node.js 版本上使用,Node.js 提供了一个版本矩阵。
下面我将解释如何查看和理解 Node-API 版本矩阵:
- 打开 Node-API 版本矩阵链接,你将看到一张表格。
- 这张表格列出了不同的 Node-API 版本(即 Node-API v1、v2、v3 等)。
- 对于每个 Node-API 版本,表格都会显示它首次引入的 Node.js 版本以及它被废弃(如果已经被废弃)的 Node.js 版本。
例如,假设你查看的版本矩阵如下所示:
Node-API | 改动 |
---|---|
v8 | Added in: v14.0.0, Removed in: < none> |
v7 | Added in: v13.14.0, Removed in: < none> |
v6 | Added in: v10.20.0, Removed in: < none> |
这意味着:
- Node-API 版本 8 首次引入于 Node.js 版本 14.0.0,并且目前还没有被移除;
- Node-API 版本 7 首次引入于 Node.js 版本 13.14.0,也尚未被移除;
- Node-API 版本 6 首次引入于 Node.js 版本 10.20.0,同样也没有被移除。
这样,如果你正在使用 Node.js 版本 14.x,你就可以安全地使用 Node-API 版本 8 或更低的版本来构建你的原生插件。
实际运用的例子:
比如你想创建一个本地插件来加快你的应用程序的图像处理速度,你的服务器运行的是 Node.js 14.x 版本。根据版本矩阵,你可以使用 Node-API v8 来编写这个插件,因为它可用于 Node.js 14.x。
假设你需要用到一个现成的数据库插件,但这个插件是基于 Node-API v6 开发的。如果你的服务器运行的是 Node.js 版本 10.20.0 或更高版本,你可以放心地使用该插件。如果你的服务器运行的是更低版本的 Node.js,则需要升级你的 Node.js 版本,或寻找一个兼容当前版本的类似插件。
总结起来,Node-API 版本矩阵帮助开发者理解哪些 Node-API 版本可以在他们的 Node.js 环境中使用,这样他们就可以选择正确的 API 版本来编写或使用原生插件,以确保最佳的兼容性和稳定性。
Environment life cycle APIs
Node.js 中的 Environment Life Cycle APIs 是一组专门的 API,它们被用来管理与 Node.js 应用相关联的环境(environment)。每一个 Node.js 运行实例都有一个与之关联的环境,这个环境包含了当前运行代码所需的所有状态和资源。
在 Node.js v21.7.1 中,N-API 提供了一些关于环境生命周期的函数,使得原生模块的开发者可以更好地控制模块与 Node.js 环境之间的交互。原生模块是用 C 或 C++ 编写并编译为共享对象,在 Node.js 中直接加载和运行的模块。
下面我会解释一些关于 Environment Life Cycle 相关的概念,并给出几个简单的例子来说明如何使用这些 API。
1. 创建和销毁环境
当你创建一个 Node.js 应用时,Node.js 会自动创建一个环境。但是,有时候原生模块需要独立于默认环境创建额外的环境。例如,如果你想在一个单独的线程中执行某些代码,你可能需要创建一个新的环境。
创建环境的 API 示例:
napi_env env;
napi_create_environment(..., &env);
销毁环境的 API 示例:
napi_env env;
napi_destroy_environment(env);
2. 环境数据管理
在 Node.js 中,一个环境可以存储和管理许多数据,比如回调函数、对象引用等。通过环境生命周期 API,你可以在环境中添加或移除这些数据。
添加环境数据的 API 示例:
napi_env env;
void* data = ...; // 指向你的数据的指针
napi_add_env_cleanup_hook(env, cleanup_cb, data);
这里 cleanup_cb
是一个回调函数,它会在环境销毁时被调用,以便清理你添加的数据。
移除环境数据的 API 示例:
napi_env env;
void* data = ...; // 指向你的数据的指针
napi_remove_env_cleanup_hook(env, cleanup_cb, data);
这些函数允许你管理模块的资源,确保它们能够在不需要的时候被适当地释放,防止内存泄漏。
实际应用举例
在大多数情况下,Node.js 的 JavaScript 开发者可能不会直接使用这些环境生命周期 API,因为这些操作通常是由原生模块的作者在底层处理的。但是,了解这些 API 可以帮助你理解原生模块是如何工作的。举一些实际的例子:
- 如果你正在开发一个涉及图像处理的原生模块,你可能需要为每个处理任务创建一个新的环境,并在任务完成后销毁该环境,以确保所有的资源都得到释放。
- 另一个例子可能是开发数据库连接模块,你可能需要在模块初始化时创建环境,保存数据库连接状态,并在模块卸载时销毁这个环境来关闭所有的数据库连接。
记住,这些 API 对于普通 JavaScript 用户来说是不可见的,只有在编写或维护 Node.js 原生扩展时你才会直接与它们打交道。
napi_set_instance_data
napi_set_instance_data
是 Node.js 中的 N-API 功能之一,N-API 是一个 C API,它允许原生插件(通常用 C 或 C++编写)与 Node.js 交互。使用 napi_set_instance_data
函数可以让你在原生模块中储存特定的数据,并且这些数据是与当前 Node.js 实例(通常指的是运行中的 Node.js 应用程序或进程)绑定的。
现在让我们详细解释一下 napi_set_instance_data
这个函数。
首先,napi_set_instance_data
可以帮助我们保存一些跨原生方法调用保持不变的数据。比如,如果你的原生模块需要一个配置对象,或者需要一个状态来表示某种资源是否已经初始化,那么你就可以使用这个功能。
函数签名如下:
napi_status napi_set_instance_data(
napi_env env,
void* data,
napi_finalize finalize_cb,
void* finalize_hint);
这个函数接受以下参数:
env
:是一个代表 Node.js 运行时环境的句柄。data
:是你想要存储的数据的指针。finalize_cb
:当实例销毁或数据不再需要时,将调用的回调函数,可以用于清理资源。finalize_hint
:是一个额外的提示参数,将传递给finalize_cb
回调函数。
让我们通过一个简单的例子来说明其用法:
假设你正在编写一个原生扩展,需要保存一个全局计数器,每次调用一个特定的函数时,都会增加这个计数器。为了存储和访问这个计数器,你可能会选择使用 napi_set_instance_data
。
- 首先,定义你的计数器和清理函数:
##include `<`node_api.h>
static int counter = 0; // 假设这是你想要全局保存的数据
void cleanup_counter(napi_env env, void* data, void* hint) {
// 因为我们仅仅保存了一个静态整数,所以这里可能不需要执行任何特殊的清理工作
}
- 然后,在模块初始化的时候设置这个数据:
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
// 设置实例数据
napi_status status = napi_set_instance_data(
env,
&counter,
cleanup_counter,
NULL);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
- 接着,每次相关函数被调用时,你可以更新计数器:
void IncrementCounter(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 我们本例中不需要获取 instance data
// 因为直接访问静态变量 'counter' 就足够了
counter++;
// ...其他代码,可能包括返回新的计数器值给JavaScript
}
这样,无论何时调用 IncrementCounter
函数,同一个 counter
就会被更新,因为它是绑定到 Node.js 实例的。
记住,napi_set_instance_data
更多使用场景是当你需要在原生模块中存储指向复杂数据结构(例如动态分配的内存、自定义类型的实例等)的指针时。
此函数适用于需要创建只在单个 Node.js 实例中共享的数据的场景,而不是跨不同加载的模块或不同 Node.js 进程共享。如果你需要跨实例共享数据,则需要寻找其他机制,如使用静态变量或外部存储系统。
napi_get_instance_data
Node.js 中的 N-API(原生 API)是一个用来构建原生插件的接口。原生插件是指使用 C 或 C++ 编写的模块,可直接通过 Node.js 的运行时环境调用。N-API 旨在提供一个与 JavaScript 运行时无关的抽象层,这意味着使用它编写的插件不依赖于特定版本的 Node.js。
napi_get_instance_data
是 N-API 中的一个函数,它允许你从当前的 Node.js 插件实例中获取之前存储的数据。这个功能很有用,因为它能够帮助你维护一些状态信息,而无需将这些信息存储在全局变量中。
当你创建一个原生插件,并且希望跟踪一些与插件实例相关的数据时,napi_get_instance_data
就非常有用了。这个函数可以帮助你检索先前通过 napi_set_instance_data
函数设置的数据。
使用场景举例
计数器插件:假设你正在编写一个原生插件,该插件维护一个简单的计数器。每次调用插件函数时,计数器都会递增。为了跟踪这个计数器,你可以使用
napi_set_instance_data
在初始化时存储它,并在后续的函数调用中使用napi_get_instance_data
来获取当前的计数值。数据库连接:如果你的插件负责管理数据库连接,则可以在插件初始化时创建一个数据库连接,并使用
napi_set_instance_data
存储该连接的引用。随后,每当需要执行数据库操作时,就可以通过napi_get_instance_data
获取到这个数据库连接,并使用它进行查询或更新操作。配置信息:如果你的插件需要加载和存储一些配置信息,那么可以在插件启动时读取这些配置,并通过
napi_set_instance_data
存储起来。以后每次插件需要这些配置信息时,都可以通过napi_get_instance_data
来获取。
示例代码片段
以下是一个使用 napi_get_instance_data
的伪代码示例:
##include `<`node_api.h>
// 假设我们有一个结构体来保存我们的实例数据
typedef struct {
int counter; // 用于示例的计数器
} MyInstanceData;
// 函数用于获取实例数据
napi_value GetCounter(napi_env env, napi_callback_info info) {
MyInstanceData* instance_data;
// 通过 napi_get_instance_data 获取实例数据
napi_status status = napi_get_instance_data(env, (void**)&instance_data);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况...
}
// 现在你可以访问 instance_data->counter 并根据需要操作它了
// 返回计数器的当前值作为 JavaScript 数字
napi_value result;
status = napi_create_int32(env, instance_data->counter, &result);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况...
}
return result;
}
// 该函数可能会在插件初始化时被调用,它会设置实例数据
void Initialize(napi_env env, napi_value exports) {
MyInstanceData* instance_data = malloc(sizeof(MyInstanceData));
instance_data->counter = 0; // 初始化计数器
// 使用 napi_set_instance_data 存储实例数据
napi_status status = napi_set_instance_data(
env,
instance_data,
NULL, // 这里可以提供一个析构函数,用来在插件卸载时清理资源
NULL
);
// 确保 status == napi_ok,否则处理错误情况
}
这段代码展示了如何使用 napi_get_instance_data
函数在一个原生插件中获取实例数据。记住,为了使代码正常工作,你还需要实现其他一些部分,比如插件的注册逻辑及其它必要的错误处理。
Basic Node-API data types
Node-API(以前称为 N-API)是 Node.js 的一个接口层,它允许你使用 C 或 C++ 编写扩展来和 JavaScript 代码交互。Node-API 设计的目标是减少与底层 JavaScript 引擎的直接交互,这样编写的扩展就能够在 Node.js 的不同版本之间保持兼容。
在 Node-API 中有一些“基本数据类型”,这些数据类型代表了 JavaScript 值和类型在 C/C++ 层面上的等效表示。理解这些基本数据类型对于编写可靠、高效的原生扩展非常重要。
以下是一些 Node-API 中的基本数据类型及其简单描述:
napi_value
: 代表一个 JavaScript 值。无论是个数字、字符串还是对象,在 C/C++ 层面上都用napi_value
表示。napi_env
: 代表一个 Node-API 调用环境,所有的 Node-API 函数调用都需要这个环境作为参数之一,因为它包含了 Node-API 操作的上下文信息。napi_callback_info
: 当 JavaScript 调用一个由 C/C++ 提供的函数时,会将相关信息打包进一个napi_callback_info
类型中,比如函数被调用时的参数。napi_ref
: 代表一个对 JavaScript 对象的强引用,这可以防止该对象在它仍然被 C/C++ 扩展使用时被垃圾回收器回收。napi_handle_scope
: 管理局部napi_value
句柄的生命周期,用于控制内存分配,确保在当前作用域结束时释放局部句柄。napi_escapable_handle_scope
: 类似napi_handle_scope
,但允许一个句柄从一个作用域“逃逸”到父作用域。napi_callback_scope
: 与正在执行的 JavaScript 函数关联的作用域。napi_async_work
: 表示异步工作的句柄,通过这个可以在后台线程上执行任务而不会阻塞 JavaScript 主线程。napi_deferred
: 代表一个延迟的操作,通常与 Promise 结合使用,允许从原生代码中创建可解析或拒绝的 Promise 对象。
实例运用:
假设你想在 Node.js 中创建一个原生模块,用来加密字符串。你可能需要编写一个 C 功能来完成加密工作,并且利用 Node-API 把这个功能暴露给 JavaScript。
##include `<`node_api.h>
// 实际的加密函数
void EncryptString(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 获取函数参数
size_t argc = 1;
napi_value args[1];
napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
// 将 napi_value 转换为 C 字符串
char* originalStr;
size_t str_len;
napi_get_value_string_utf8(env, args[0], NULL, 0, &str_len);
originalStr = (char*) malloc(str_len + 1);
napi_get_value_string_utf8(env, args[0], originalStr, str_len + 1, &str_len);
// 这里是加密操作(省略实现)
free(originalStr);
// 创建返回值
napi_value returnValue;
napi_create_string_utf8(env, "encrypted string", NAPI_AUTO_LENGTH, &returnValue);
return returnValue;
}
// 模块初始化函数
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, EncryptString, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "encrypt", fn);
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
在上面这段代码中,我们定义了一个名为 EncryptString
的 C 函数作为 Node-API 接口。这个函数通过 napi_get_cb_info
从 JavaScript 世界获取参数,并且将 JavaScript 字符串转换为 C 字符串。之后,我们执行一个假设的加密操作,最后创建一个新的 JavaScript 字符串(加密结果)并返回。
最终,这个原生模块通过 Init
函数(作为模块初始化入口点)在 Node.js 中注册了 encrypt
函数。JavaScript 开发者就可以像使用普通的 JavaScript 函数一样,使用 require
导入这个模块,并调用其中的 encrypt
函数进行字符串加密。
napi_status
Node.js 中的 N-API(Node.js API)是一个用于构建原生插件的稳定级别的 API。它允许你不直接使用 V8 或其他 JavaScript 引擎的 API,而是使用一组固定的 C API 来编写可跨不同版本的 Node.js 运行的原生代码。
在 N-API 中,napi_status
是一个枚举类型,它代表了 N-API 函数调用的返回状态,即函数执行成功或失败的状态码。每个 N-API 调用都会返回一个 napi_status
值,以指示操作是否成功,以及如有错误,其性质为何。
以下是一些例子来解释 napi_status
的不同值:
napi_ok
: 表示调用成功完成,没有错误发生。napi_invalid_arg
: 表示传递给函数的某个参数无效。napi_object_expected
: 当 API 期望一个对象,但没有收到对象时返回这个状态。napi_string_expected
: 当 API 期望一个字符串,但得到的不是字符串时返回这个状态。napi_name_already_registered
: 当尝试注册已经存在的名称时返回这个状态码。napi_generic_failure
: 表示出现了未分类的通用错误。napi_pending_exception
: 表示 JavaScript 引擎中存在待处理的异常,阻塞了 N-API 调用的正常执行。
这些状态码对开发者来说很重要,因为它们提供了关于原生插件中发生什么的直接反馈,并可以据此采取相应的错误处理措施。
实际运用的例子
假设我们正在创建一个原生插件,其中包括一个需要从 JavaScript 传入一个字符串进行处理的函数。我们可以检查传入的参数并根据其状态采取行动:
##include `<`node_api.h>
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 1;
napi_value argv[1];
napi_status status;
// 获取JavaScript传递的参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL);
if (status != napi_ok) {
// 处理获取参数时出现的错误
// ...
}
// 确保传入的是字符串
napi_valuetype valuetype;
status = napi_typeof(env, argv[0], &valuetype);
if (status != napi_ok) {
// 处理获取参数类型时出现的错误
// ...
}
if (valuetype != napi_string) {
// 抛出错误: 我们期望一个字符串
napi_throw_type_error(env, NULL, "String was expected");
return NULL;
}
// 如果一切正常,则继续处理字符串...
// ...
// 返回一些结果
napi_value result;
// ...
return result;
}
// 模块初始化函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, MyFunction, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "myFunction", fn);
return exports;
}
在这个例子中,我们首先调用 napi_get_cb_info
来获取从 JavaScript 传递的参数。如果出错,我们可以根据返回的 napi_status
来确定错误的类型并采取相应的措施。然后我们检查传入参数的类型是否为字符串,如果不是,则抛出类型错误。
通过这样的机制,开发者能够以稳健的方式构建原生扩展,确保正确地处理输入并在出现问题时提供有用的错误信息。
napi_extended_error_info
Node.js 中的 N-API 是一个 C 级别的 API,它允许本地插件(通常用 C 或 C++编写)与 JavaScript 代码通信。N-API 旨在为构建这些本地插件提供稳定和兼容不同版本的 Node.js 的接口。
napi_extended_error_info
结构体是 N-API 中的一个重要概念,它提供了关于发生错误的详细信息。当 N-API 函数返回错误时,这个结构体会包含有助于调试和错误处理的附加信息。
下面我会解释什么是napi_extended_error_info
,并举一些可能的应用场景:
napi_extended_error_info
napi_extended_error_info
是一个结构体(C 语言中的一种数据类型,可以包含多个其他类型的变量),它定义了与 N-API 操作相关的错误详情。这个结构体里通常包含以下字段:
const char* error_message
: 这是一个指向错误消息字符串的指针。错误消息提供了问题的描述。void* engine_reserved
: 这是保留给 JavaScript 引擎自身使用的数据;对于插件开发者来说通常是不可见的。void* engine_error_code
: 这是一个指向特定于引擎的错误代码的指针。uint32_t error_code
: 这是 N-API 的错误码,它表示错误的具体类型。
实际运用例子
假设你正在编写一个本地插件来提高应用程序性能,例如,一个压缩图片的插件。你可能会用 C 或 C++编写一个函数来处理图片文件,并通过 N-API 将其暴露给 Node.js。
当你在插件内调用一个 N-API 函数时,比如napi_create_string_utf8
来创建一个新的 JavaScript 字符串,这个调用可能因为各种原因失败(例如,如果系统内存不足)。如果这个函数返回一个表示失败的状态码,你可以获取napi_extended_error_info
结构体来查看错误详情:
##include `<`node_api.h>
// ... 省略其他必要的头文件和代码 ...
napi_value CreateString(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 尝试创建一个新的字符串 "hello"
napi_value result;
napi_status status = napi_create_string_utf8(env, "hello", NAPI_AUTO_LENGTH, &result);
// 检查函数是否成功执行
if (status != napi_ok) {
// 获取错误信息
const napi_extended_error_info* error_info;
napi_get_last_error_info(env, &error_info);
// 打印错误信息到控制台
printf("Failed to create string: %s\n", error_info->error_message);
// 抛出一个JavaScript异常
napi_throw_error(env, NULL, error_info->error_message);
return NULL;
}
return result;
}
在上面的代码示例中,我们首先尝试使用napi_create_string_utf8
创建一个节点字符串。如果这个尝试失败了,我们通过napi_get_last_error_info
获取关于这个错误的更多信息,然后打印出错误消息,并且抛出一个 JavaScript 异常来告诉 JavaScript 代码发生了错误。
通过napi_extended_error_info
所提供的信息,作为插件作者,你可以更好地理解错误发生的背景,并且提供更多的上下文信息给使用你插件的开发者。这使得调试本地插件和处理错误成为一件更加可控和清晰的工作。
napi_env
napi_env
是一个代表 Node.js 运行环境的抽象概念,它在 Node.js 的 N-API(Native API)中非常重要。N-API 是一种 C 语言级别的 API,允许开发人员编写可以与 Node.js 代码交互的本地插件,这些插件通常是用 C 或 C++写成的,并且可以直接调用 Node.js 提供的各种 API。
napi_env
是一个指向环境相关数据的指针,你可以将其理解为一个包含了当前 Node.js 实例信息的上下文对象。在 N-API 中进行本地插件开发时,几乎所有的函数都需要这个环境指针来确认它们正在操作的是哪一个 Node.js 实例。
为什么要有 napi_env
?
- 多线程支持: Node.js 是单线程的,但通过 worker threads 可以运行多个线程。每个线程都会有自己的
napi_env
环境,这样就能确保操作不会冲突。 - 模块实例化: 当你有多个模块实例时,每个实例都有自己的
napi_env
来存储状态和上下文信息。
以下是几个使用napi_env
的简单示例:
创建一个新的 JavaScript Number: 为了在本地插件中创建一个新的 JavaScript 数字并返回给 JavaScript,你会使用带有
napi_env
参数的 N-API 函数,如下所示:napi_status status; napi_value my_number; status = napi_create_double(env, 123.456, &my_number); if (status != napi_ok) { // 处理错误... }
从 JavaScript 接收参数: 假设你正在编写一个本地函数,该函数需要从 JavaScript 端获取参数,你会这样使用
napi_env
:napi_value function_callback(napi_env env, napi_callback_info info) { size_t argc = 1; napi_value argv[1]; napi_status status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL); if (status != napi_ok) { // 处理错误... } // 假设我们知道argv[0]是一个数字 double value; status = napi_get_value_double(env, argv[0], &value); if (status != napi_ok) { // 处理错误... } // 现在可以使用这个值做一些操作... }
抛出异常: 如果在本地插件的执行过程中发生错误,你可能需要抛出一个异常,让 JavaScript 端能够捕获到。你将使用
napi_env
创建一个错误对象并抛出它:napi_throw_error(env, NULL, "An error occurred!");
这些只是napi_env
在 N-API 中应用的基础示例,但它们展示了napi_env
作为连接 C/C++代码和 Node.js 运行环境的桥梁的基本用途。在实际开发中,napi_env
用于确保你的本地插件可以正确地在 Node.js 环境中运行,管理资源,以及处理异步操作等等。
node_api_nogc_env
node_api_nogc_env
是 Node.js 的 N-API 中的一个特性,它允许原生模块的开发者创建一个不会被垃圾回收器(GC)干预的环境。在详细解释之前,我们先来弄明白几个基本概念。
什么是 N-API?
N-API 是 Node.js 提供的一套 C 语言 API 接口,它允许你用 C 或 C++编写扩展模块,这些模块可以直接与 Node.js 运行时交互。使用 N-API 编写的模块是与 Node.js 版本无关的,这意味着你编写一次代码,理论上在任何支持 N-API 的 Node.js 版本上都能运行而无需修改。
垃圾回收器(GC)是什么?
在 JavaScript 中,当变量或者对象不再需要时,垃圾回收器会自动释放那些内存空间。这是自动进行的,通常开发者不需要手动管理内存。不过,在原生模块中,你可能会创建一些由 C/C++ 管理的资源,这些资源不是 JavaScript 垃圾回收器直接管理的。
node_api_nogc_env
的作用
当使用 N-API 编写原生模块时,某些情况下你可能需要确保在执行某段关键的代码时,垃圾回收器不要运行。因为如果在这些代码执行期间发生了垃圾回收,可能会导致性能问题或者更糟的情况是错误和崩溃。
使用 node_api_nogc_env
可以创建一个“无 GC 环境”,在这个环境中执行代码时,Node.js 的垃圾回收器会被暂时阻止执行。这对于控制并优化性能非常有用,尤其是在处理实时数据或高性能计算时。
举个例子:
假设你正在编写一个需要与硬件设备通信的 Node.js 原生模块。这个通信过程可能涉及精确的时序和快速的数据处理。在这种情况下,如果代码执行期间发生垃圾回收,可能会导致数据丢失或时序问题。所以,在设置通信协议或处理数据的核心代码部分,你可能会希望使用 node_api_nogc_env
来确保此时不会发生垃圾回收。
// 假设的代码示例
##include `<`node_api.h>
napi_value CommunicateWithDevice(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 创建一个无GC环境。
napi_env nogc_env;
napi_create_env(env, &nogc_env);
// 在此环境中执行关键操作...
// 例如:发送指令到硬件设备,处理返回的数据等操作。
// 销毁无GC环境
napi_destroy_env(nogc_env);
return nullptr; // 返回值
}
// 注册函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, CommunicateWithDevice, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "communicateWithDevice", fn);
return exports;
}
请注意,这只是一个概念性的示范,实际的 N-API 用法可能会有所不同。
重要的是要明白,node_api_nogc_env
应该谨慎使用。阻止垃圾回收器运行可能会导致内存使用随时间增加,因为没有清理不再需要的对象。因此,通常只在必须最大化性能,且了解你的内存管理非常好的情况下,才使用这个特性。
napi_value
napi_value
是 Node.js 中的 N-API(Node API)的一个概念。N-API 是一个 C 语言接口,它提供了一种建立稳定和兼容不同 Node.js 版本的原生插件(native addons)的方法。在解释 napi_value
前,我们需要先了解几个关键点:
原生插件 (Native Addons):这些是用 C 或 C++编写的模块,可以直接调用 Node.js 运行时以外的 API,例如直接操作系统底层功能或访问特定硬件。
N-API:为了使原生插件更加稳定并减少与 Node.js 版本更新相关的异变性,Node.js 提供了 N-API,它定义了一套跨版本稳定的 API。
JavaScript 值与 C 类型的映射:由于 N-API 是用 C 编写的,而 Node.js 的运行环境是基于 JavaScript 的,所以必须有一种方式来在 JavaScript 世界和 C 语言世界之间转换数据。
现在,让我们深入 napi_value
:
napi_value
在使用 N-API 编写原生模块时,你会处理很多 JavaScript 值(如数字、字符串、对象等)。napi_value
是一个抽象表示,它代表了一个 JavaScript 值在 C 语言层面的引用或句柄。每当你想在 C/C++代码中操作一个 JavaScript 值时,你实际上是通过 napi_value
这个抽象层来进行操作。
napi_value
只是一个指针(或者说是一个引用),它没有告诉你具体的值是什么,但它可以被传递到其他 N-API 函数中去创建、查询或操作那个 JavaScript 值。
实际例子
假设你想写一个原生插件函数,将两个 JavaScript 数字相加,并返回结果。以下是可能的 C 代码片段:
##include `<`node_api.h>
// 函数实现,用于加法操作
napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
size_t argc = 2;
napi_value args[2];
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
// 检查参数数量和类型等...
double value1, value2;
status = napi_get_value_double(env, args[0], &value1);
status = napi_get_value_double(env, args[1], &value2);
napi_value sum;
status = napi_create_double(env, value1 + value2, &sum);
return sum;
}
// 注册Add函数到module.exports
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_status status;
napi_value fn;
status = napi_create_function(env, NULL, 0, Add, NULL, &fn);
status = napi_set_named_property(env, exports, "add", fn);
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
在这个例子中:
Add
函数就是我们要用 N-API 暴露给 JavaScript 的 C 函数。args
数组包含着函数调用时传递进来的 JavaScript 参数。- 每一个
args
元素都是一个napi_value
类型,表示 JavaScript 传递的值。 - 使用
napi_get_value_double
函数从napi_value
中提取出 C 语言中的double
类型的数值。 napi_create_double
创建了一个新的 JavaScript Number 值,并返回其napi_value
表示。- 最后,
Add
函数通过返回这个新创建的napi_value
将结果传回 JavaScript。
使用以上代码,你在 JavaScript 中就可以像下面这样调用该插件:
const nativeAddon = require("./build/Release/nativeAddon.node");
console.log(nativeAddon.add(5, 10)); // 输出: 15
napi_value
是 N-API 编程中的核心概念,因为它是 JavaScript 世界和 C 世界互动的桥梁。通过理解和使用 napi_value
,你可以构建强大的 Node.js 原生扩展,充分发挥 JavaScript 和系统底层能力的结合优势。
napi_threadsafe_function
Node.js 中的napi_threadsafe_function
是一个非常强大的功能,它允许你从任何线程安全地调用 JavaScript 函数。在了解这个概念之前,我们需要先理解几个基础点:
Node.js 的单线程模型:Node.js 通常运行在单个线程上,这意味着所有的 JavaScript 代码都在同一个线程(主线程)上执行。但是,有时候我们可能需要执行一些耗时的操作,比如读写文件、网络请求或者其他复杂计算,这些操作如果放在主线程上执行,会阻塞其他代码的执行。
异步和事件循环:为了解决上述问题,Node.js 采用非阻塞 I/O 和事件循环机制来进行异步编程。这样,一些耗时的操作可以在后台执行,执行完毕后通过回调函数来通知主线程。
多线程和
worker_threads
:尽管 Node.js 主要是单线程的,但它也支持使用worker_threads
模块创建真正的多线程。这在处理 CPU 密集型任务时非常有用,因为可以创建工作线程来分担计算负荷。
现在,当你在工作线程(或者任何非主线程)中进行操作,并且想要与主线程中的 JavaScript 代码交互时,就需要用到napi_threadsafe_function
了。
napi_threadsafe_function
使用场景和例子
假设你在一个 Node.js 应用程序中运行了一个工作线程来执行一个耗时的图像处理任务。完成这个任务后,工作线程需要将结果传送回主线程,以便更新用户界面或者发送给客户端。这里就可以使用napi_threadsafe_function
来实现安全的通信。
例子 1:
const { Worker, isMainThread, parentPort } = require("worker_threads");
if (isMainThread) {
// 主线程代码
const worker = new Worker(__filename);
// 接收工作线程发来的消息
worker.on("message", (msg) => {
console.log("收到:", msg);
});
worker.on("error", (err) => {
console.error(err);
});
worker.on("exit", (code) => {
if (code !== 0) console.error(`工作线程停止,退出码: ${code}`);
});
} else {
// 工作线程代码
parentPort.postMessage("工作线程发送的数据");
}
在这个简化的例子中,我们没有直接使用napi_threadsafe_function
,因为worker_threads
模块已经对其进行了封装。工作线程通过parentPort.postMessage
发送消息,主线程通过监听message
事件来接受消息。
例子 2:使用napi_threadsafe_function
的原生扩展
如果你正在编写一个需要在 C++中创建新线程,并且需要和 JS 通信的 Node.js 原生扩展,那么你就需要直接使用napi_create_threadsafe_function
。
由于这涉及到较复杂的 C++代码和 Node.js 的 N-API 接口,以下只提供一个高层次的概念介绍:
##include `<`node_api.h>
// C++ 线程执行的函数
void MyThreadFunction(napi_threadsafe_function tsfn) {
// 执行一些任务...
// 调用 JavaScript 函数
napi_call_threadsafe_function(tsfn, ...);
// 任务完成,释放函数
napi_release_threadsafe_function(tsfn, napi_tsfn_release);
}
// 初始化 threadsafe function 并创建线程
napi_value Init(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value js_func;
// 获取 JavaScript 函数参数...
// 创建一个 threadsafe function
napi_create_threadsafe_function(env, js_func, ..., MyThreadFunction, ..., &tsfn);
// 创建并启动一个新线程...
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
在这个例子中,napi_create_threadsafe_function
用于创建一个可以跨线程安全调用的 JavaScript 函数。C++线程可以使用这个函数来安全地回调 JavaScript 函数,而不会造成并发问题。
总结起来,napi_threadsafe_function
是 Native Addons 在多线程环境下与 JavaScript 代码交互的桥梁。对于纯 JavaScript 开发者而言,通常不需要直接使用它,因为worker_threads
模块已经提供了更高级别的抽象。
napi_threadsafe_function_release_mode
napi_threadsafe_function_release_mode
是 Node.js 中 N-API 的一部分,N-API 是一个用于构建原生插件的 API。在深入理解 napi_threadsafe_function_release_mode
之前,让我们先了解一些基础概念。
什么是 N-API?
N-API 是 Node.js 提供的一个抽象层,允许你使用 C 或 C++ 编写可以和 JavaScript 代码交互的原生插件。这样,你就能够在本地代码中执行高性能或系统级别操作,然后通过 JavaScript 在 Node.js 环境中调用这些操作。
什么是 Thread-safe Function(线程安全函数)?
在多线程编程中,"线程安全"意味着在多个线程同时访问同一资源时,程序能够正确地管理对该资源的访问,以避免不可预料的结果或崩溃。当你从原生线程访问 Node.js 运行时或者想要在原生线程中调用 JavaScript 函数时,你会需要这种线程安全机制。
napi_threadsafe_function_release_mode
的作用:
napi_threadsafe_function_release_mode
是一个枚举值,它描述了在释放(结束)一个线程安全函数时应该采取的行为模式。当你完成了对线程安全函数的使用,并且想要清理资源,通知 Node.js 这个函数不再被原生代码使用时,你会调用相关的 N-API 函数来释放这个线程安全函数。
Node.js 提供了两种释放模式:
napi_tsfn_release
:这是默认的释放模式。当你调用这个选项时,Node.js 将等待所有已经提交给线程安全函数的任务都完成才会销毁这个函数。napi_tsfn_abort
:如果你选择这个模式,Node.js 将立即停止接受新的任务,并尽可能快地销毁这个函数。这个模式适合于那些由于某些原因需要立即终止的情况。
实际运用例子:
假设你正在开发一个 Node.js 应用程序,该程序需要处理图像。
普通模式 (napi_tsfn_release):
- 你创建了一个线程安全函数,让其调用一个 C++ 函数来处理图像。
- 随着用户上传更多的图片,你的应用程序将这些图片推送到原生队列中。
- 最终用户停止上传图片,你决定关闭应用程序。
- 在关闭前,你使用
napi_tsfn_release
模式释放线程安全函数,确保所有排队的图像都得到处理,然后再关闭。
中止模式 (napi_tsfn_abort):
- 同样的情况,但突然间你的应用程序需要紧急关闭(可能是因为内存泄露或其他关键错误)。
- 在这种场景下,你不能等待所有的图片都处理完成,因此你使用
napi_tsfn_abort
来快速释放线程安全函数,然后关闭应用程序。
通过使用合适的释放模式,你可以更好地控制如何安全地结束与 JavaScript 运行时的交互,无论是有序地完成所有任务还是紧急中断。
napi_threadsafe_function_call_mode
napi_threadsafe_function_call_mode
是 Node.js 中 N-API 的一个枚举类型,它用于指定调用线程安全函数时的行为模式。在解释这个概念之前,让我们先了解一些背景知识。
Node.js 是单线程的,这意味着它默认情况下只使用一个线程来执行所有的 JavaScript 代码。然而,在某些情况下,你可能需要执行一些耗时的任务,比如读取大文件、进行复杂计算或者访问数据库等。在这种情况下,如果在主线程中执行这些耗时的操作,会造成应用响应缓慢,影响用户体验。
为了解决这个问题,Node.js 提供了 Worker 线程(通过 worker_threads
模块),允许你创建额外的线程来处理这些耗时任务,而不会阻塞主线程。
然而,当你想要从这些新创建的 Worker 线程与主线程(或者其他 Worker 线程)通信时,你需要一个安全的方式来交换数据和发送消息。这就是 napi_threadsafe_function
函数发挥作用的地方:它允许你创建一个可以从任何线程安全地调用的 JavaScript 函数。
现在,让我们回到 napi_threadsafe_function_call_mode
。这个枚举有两个值,它们控制当你尝试调用线程安全函数时的行为:
napi_tsfn_blocking
: 如果队列已满,该模式会使调用者阻塞(等待),直到队列有空位让调用者插入它的请求。napi_tsfn_nonblocking
: 如果队列已满,该模式会直接返回一个错误,不会阻塞调用者。
实际运用的例子
假设你正在编写一个 Node.js 应用,需要从多个网络资源下载数据。每个下载可能会花费较长时间,所以你决定在 Worker 线程中执行下载任务。
const { Worker, isMainThread, parentPort } = require("worker_threads");
if (isMainThread) {
// 主线程代码
const worker = new Worker(__filename);
// 监听来自 Worker 的消息
worker.on("message", (msg) => {
console.log("Received from worker:", msg);
});
} else {
// Worker 线程代码
// 模拟一些耗时的操作
setTimeout(() => {
parentPort.postMessage("Download complete");
}, 2000);
}
在上面这个例子中,我们创建了一个 Worker 线程来模拟一个耗时的下载操作。然后,当下载完成后,Worker 发送一个消息回主线程。
现在,让我们改进这个例子,假设我们的下载函数是一个原生的 C++ 插件,并使用 N-API 创建线程安全函数来从 Worker 线程中通知主线程下载完成。
// 假设这是一个 C++ 插件的代码片段
napi_value DownloadComplete(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 获取线程安全函数对象,并调用它
napi_status status = napi_call_threadsafe_function(my_tsfn, "Download complete", napi_tsfn_blocking);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return nullptr;
}
在这个 C++ 代码片段中,my_tsfn
是之前创建的线程安全函数对象。我们尝试用 napi_call_threadsafe_function
调用它,并传递 "Download complete"
字符串作为消息。我们使用 napi_tsfn_blocking
模式,因为我们希望在队列满时等待,直到有空间可以发送消息。
如果我们想要非阻塞行为,我们可以选择 napi_tsfn_nonblocking
模式,这样如果队列满了,函数将立即返回一个错误,我们可以据此决定是否重试或采取其他措施。
Node-API memory management types
Node-API(之前称为 N-API)是 Node.js 的一个部分,它提供了一个稳定且独立于 JavaScript 运行时的 API,使得我们可以构建原生模块。这些原生模块是用 C 或 C++编写的,并且可以被 Node.js 直接调用。Node-API 保证了跨不同版本的 Node.js 二进制兼容性,这意味着原生模块不需要针对每个新版本的 Node.js 重新编译。
让我们来谈谈在 Node-API 中涉及内存管理的类型。在 Node-API 中,你会遇到几种与内存管理相关的类型和方法,这些都是为了确保资源有效地使用,防止内存泄漏。以下是其中一些主要的概念:
napi_value
: 这是一个表示 JavaScript 值的抽象类型,在 Node-API 函数中经常使用。当你创建一个新的 JavaScript 对象、字符串或任何其他 JS 值时,Node-API 通常会返回一个napi_value
。引用(Reference): 在 Node-API 中,引用是一个指向
napi_value
的指针,它确保了即使在本地代码执行完成后,该值仍然不会被垃圾回收器回收。在 Node-API 中,你可以创建弱引用或强引用。强引用:保持了对
napi_value
的一个活跃的引用,这意味着只要引用存在,垃圾回收器就不会释放该值。这在你需要长期持有一个值时非常有用。弱引用:不保证
napi_value
的生命周期。垃圾回收器可以随时释放掉相关联的值。这对于允许内存释放,同时依然能够偶尔访问值的场景很有用。
napi_finalize
: 这是一个回调函数,当一个与napi_value
相关联的对象被垃圾回收器回收时,这个函数会被调用。它允许你进行清理操作,比如释放在原生层分配的内存。
现在,让我们举一个例子来说明这些概念:
假设你正在创建一个 Node.js 原生模块,该模块包含了一个原生 C++对象。你想要在 JavaScript 层次上暴露这个对象,并且想要在该对象不再需要时自动清理它所占用的资源。
##include `<`node_api.h>
// 假设这是你的C++对象
class MyObject {
public:
MyObject() { /* 构造函数逻辑 */ }
~MyObject() { /* 析构函数逻辑,例如释放分配的内存 */ }
};
// 这是当JS对象被垃圾回收器回收时,将被调用的回调函数
void FinalizeCallback(napi_env env, void* finalize_data, void* finalize_hint) {
// 将finalize_data转型回MyObject指针并删除它
MyObject* obj = static_cast`<`MyObject*>(finalize_data);
delete obj;
}
// 这是一个Node-API函数,它创建并返回一个新的MyObject实例的封装
napi_value CreateMyObject(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 创建一个新的C++ MyObject实例
MyObject* obj = new MyObject();
// 创建一个新的空JS对象
napi_value js_obj;
napi_create_object(env, &js_obj);
// 将C++对象与JS对象关联,并设置FinalizeCallback作为析构回调
napi_wrap(env, js_obj, obj, FinalizeCallback, nullptr, nullptr);
// 返回创建的JS对象
return js_obj;
}
// 你需要将CreateMyObject函数暴露给JavaScript,这样你就可以在JS代码中调用它
在这个例子中,你创建了一个 C++对象,并通过 Node-API 将其封装在一个 JavaScript 对象中。你还设置了一个FinalizeCallback
回调,当 JavaScript 对象被垃圾回收时,这个回调会被触发以清理 C++对象。这样,你就实现了在原生模块和 JavaScript 之间的桥梁,同时确保了良好的内存管理。
napi_handle_scope
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API。在 Node.js 中,JavaScript 通常运行在 V8 引擎上,而 N-API 允许开发者使用 C 或 C++ 代码与 JavaScript 进行交互。
napi_handle_scope
是 N-API 中的一个概念,它和垃圾回收机制有关。在 JavaScript 中,当你创建了很多对象(比如字符串、数组、对象等)以后,这些对象会占用内存。为了释放不再需要的对象所占用的内存,V8 引擎会定期执行垃圾回收。
当你在使用 N-API 编写原生模块时,可能会创建很多和 JavaScript 交互的对象。napi_handle_scope
就是用来管理这些对象的生命周期。每个 napi_handle_scope
都是一系列 N-API 对象的上下文环境,N-API 会负责跟踪在这个作用域中创建的所有对象,并在这个作用域结束时,确保这些对象能够被垃圾回收器正确地处理。
使用 napi_handle_scope
的实际例子:
假设你正在编写一个 Node.js 的原生模块,这个模块需要创建一个新的 JavaScript 数组,并在这个数组中填充一些数字。你可以这样做:
##include `<`node_api.h>
// 这个函数是用来创建并返回一个新的 JavaScript 数组,数组中包含了从0到9的数字。
napi_value CreateArrayWithNumbers(napi_env env) {
napi_status status;
// 创建一个新的 handle scope
napi_handle_scope scope;
status = napi_open_handle_scope(env, &scope);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 创建一个新的 JavaScript 数组
napi_value array;
status = napi_create_array_with_length(env, 10, &array);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 填充数组
for (int i = 0; i `<` 10; ++i) {
napi_value num;
status = napi_create_int32(env, i, &num);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 把数字设置到数组对应的索引上
status = napi_set_element(env, array, i, num);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
}
// 关闭 handle scope,在这之后,我们创建的所有本地对象都可以被垃圾回收了
status = napi_close_handle_scope(env, scope);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return array;
}
在上面的例子中,我们首先打开了一个 napi_handle_scope
,然后执行了创建数组和填充数组的操作。在操作完成后,我们关闭了 napi_handle_scope
。关闭操作告诉 N-API,我们在这个作用域中创建的所有对象在这之后都不再需要了,因此它们可以被垃圾回收机制回收。
简而言之,napi_handle_scope
被用于在编写原生模块时管理对象的生命周期,确保它们能在合适的时候被垃圾回收,以此避免内存泄露。
napi_escapable_handle_scope
当然,我会用尽可能简单的语言来解释 napi_escapable_handle_scope
。
首先,要了解 napi_escapable_handle_scope
的概念,我们需要先理解 Node.js 中的 N-API 以及它为何存在。
N-API 是什么? N-API 是 Node.js 提供的一个稳定的原生(C/C++)API 层。它允许原生模块(native modules)开发者编写与 Node.js 版本无关的代码,这就意味着一旦你编写了使用 N-API 的原生模块,它可以在未来的 Node.js 版本中运行,而不需要重新编译。
什么是 Handle Scope? 在 Node.js 中,JavaScript 和原生代码(比如 C/C++ 代码)之间有一个桥梁,那就是 V8 引擎。在 V8 中,所有的 JavaScript 对象都被表示为 "handles"(句柄)。Handle Scopes 是 V8 提供的一种管理内存的机制,它可以确保对象(handles)不会泄漏,并且在合适的时候得到清理。
那么 napi_escapable_handle_scope 是什么?napi_escapable_handle_scope
是一个特殊类型的 handle scope,它允许一个从其中创建的句柄“逃逸”出来,变成可以在父级作用域中使用的句柄。
在 N-API 中,通常我们会创建一个 napi_handle_scope
来管理我们创建的句柄,这样可以避免内存泄露。而当我们想要将某个句柄传递给另外一个作用域使用时,普通的 napi_handle_scope
是做不到的,这时我们就需要用到 napi_escapable_handle_scope
。
实际运用例子: 让我们假设你正在编写一个原生模块,该模块需要创建一个新的 JavaScript 对象并返回给调用者。
##include `<`node_api.h>
napi_value CreateObject(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_escapable_handle_scope scope;
napi_value object;
// 创建一个 escapable handle scope
status = napi_open_escapable_handle_scope(env, &scope);
if (status != napi_ok) return nullptr;
// 创建一个新的 JavaScript 对象
status = napi_create_object(env, &object);
if (status != napi_ok) {
napi_close_escapable_handle_scope(env, scope);
return nullptr;
}
// 这里可以设置对象的属性等
// "逃逸"这个对象出去,使它能在函数外部使用
napi_value result;
status = napi_escape_handle(env, scope, object, &result);
if (status != napi_ok) {
napi_close_escapable_handle_scope(env, scope);
return nullptr;
}
// 关闭 handle scope
status = napi_close_escapable_handle_scope(env, scope);
if (status != napi_ok) return nullptr;
return result; // 返回逃逸后的对象
}
在这个例子中,我们首先打开了一个 escapable handle scope,这允许我们稍后通过 napi_escape_handle
函数将创建的 JavaScript 对象传递到这个作用域之外。然后我们创建了一个新的对象,并通过 napi_escape_handle
"逃逸" 这个对象。最后,我们关闭了 handle scope 并返回了逃逸的对象。
这就是 napi_escapable_handle_scope
的基本用法,它在编写涉及跨作用域传递 JavaScript 对象的原生模块时非常有用。
napi_ref
好的,首先我会简单介绍一下 Node.js 和 N-API 是什么,然后再详细解释 napi_ref,并给出实际的例子。
Node.js 简介: Node.js 是一个用于构建服务器端和网络应用程序的开源跨平台 JavaScript 运行时环境。它允许你使用 JavaScript 编写服务器端代码,这是一种通常仅用于编写网页前端代码的语言。
N-API 简介: N-API 是 Node.js 提供的一个 C API,它旨在减少 Node.js 原生插件与不同版本的 V8 引擎(Node.js 的底层 JavaScript 引擎)之间的兼容性问题。简而言之,N-API 让开发者可以编写只需要编译一次就能在多个版本的 Node.js 上运行的原生插件。
napi_ref 是什么: napi_ref
是 N-API 中的一个数据类型,代表一个对 JavaScript 对象的引用。在 Node.js 的原生插件中,当你想要保持对某个 JavaScript 对象的引用,以便在将来的本地函数调用中使用它时,你会用到 napi_ref
。
如果没有 napi_ref
,JavaScript 对象可能会因为垃圾回收而被销毁,特别是当对象不再被任何变量引用时。通过创建一个 napi_ref
,你可以确保该对象在本地代码中仍然有效,直到你主动删除该引用。
实际的例子:
假设你正在编写一个 Node.js 原生插件,该插件需要在本地代码中保存一个 JavaScript 函数,以便稍后调用它。你可以使用 napi_create_reference
创建一个 napi_ref
来存储对该函数的引用。
以下是如何在 N-API 中创建和使用 napi_ref
的简单示例:
##include `<`node_api.h>
// 定义一个全局变量来存储引用
static napi_ref myFunctionRef;
// 一个初始化函数,它接受一个 JavaScript 函数并保存它的引用
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
// 获取传入的参数(我们假定是一个函数)
napi_value myFunction;
napi_get_cb_info(env, args, &myFunction, NULL, NULL, NULL);
// 创建一个引用
napi_create_reference(env, myFunction, 1, &myFunctionRef);
return exports;
}
// 一个调用保存的 JavaScript 函数的函数
void CallMyFunction(napi_env env) {
napi_value myFunction;
napi_get_reference_value(env, myFunctionRef, &myFunction);
// 调用该函数
napi_value global;
napi_get_global(env, &global);
napi_call_function(env, global, myFunction, 0, NULL, NULL);
}
// 删除引用
void DeleteReference(napi_env env) {
napi_delete_reference(env, myFunctionRef);
}
在上面的示例中,我们定义了一个名为 Init
的初始化函数,它创建了一个引用来保存 JavaScript 环境中传递进来的函数。然后,在 CallMyFunction
函数中,我们通过这个引用获取函数对象并调用它。最后,我们可以使用 DeleteReference
函数来删除这个引用,以允许 JavaScript 对象被垃圾回收。
请注意,这里的例子非常简单,实际应用中需要更多的错误检查和资源管理机制。
napi_type_tag
N-API 是 Node.js 的一个 API,它提供了一个抽象层,使得你可以在不同版本的 Node.js 运行时中编写原生插件,而不用担心底层的变化。napi_type_tag
是 N-API 中的一个功能,旨在帮助你确保你在 JavaScript 和 C 之间传递的对象是正确的类型。
要理解napi_type_tag
的作用,我们先得知道类型标记(type tagging)是什么。类型标记是一种技术,用于标识特定的对象,以便能够验证对象是否为预期的类型。当你在 C 和 JavaScript 之间传递对象时,有时你需要确保接收到的对象正是你发送的对象的类型,这样才能安全地进行操作。
使用napi_type_tag
,你可以给一个自定义的对象指定一个独一无二的"标签"(即napi_type_tag
结构)。然后,每次该对象通过 N-API 接口从 C 传到 JavaScript 或从 JavaScript 传回 C 时,N-API 都会检查这个标签确保它匹配,如果不匹配,就会报错。
举例说明:
假设你正在编写一个 Node.js 原生模块,该模块提供了一个名为“MyObject”的自定义对象,并且你想确保只有“MyObject”实例可以被用于某些特定的函数调用。
- 首先,你会创建一个全局的
napi_type_tag
变量来代表"MyObject"类型:
napi_type_tag my_object_type_tag = { 0 }; // 初始化一个空的type tag
- 当你在 C 代码里创建一个新的"MyObject"实例时,你会使用
napi_type_tag_instance()
函数来将这个新对象与my_object_type_tag
关联起来:
napi_value create_my_object(napi_env env) {
napi_value my_object;
// ... 创建my_object的代码 ...
napi_status status = napi_type_tag_instance(env, my_object, &my_object_type_tag);
// 检查并处理status是否成功...
return my_object;
}
- 如果你有一个函数,它的输入参数应该是"MyObject"类型的对象,你可以在这个函数中使用
napi_check_object_type_tag()
来验证传入的对象是否真的带有正确的标签:
napi_value use_my_object(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 1;
napi_value args[1];
napi_value this_arg;
void* data;
// 从info中获取JavaScript传入的参数
napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, &this_arg, &data);
// 检查传入的对象是否是MyObject类型
bool is_my_object;
napi_status status = napi_check_object_type_tag(env, args[0], &my_object_type_tag, &is_my_object);
// 检查并处理status是否成功...
if (!is_my_object) {
// 抛出错误,因为传入的不是MyObject类型
napi_throw_error(env, NULL, "Argument is not a MyObject type.");
return NULL;
}
// 在这里执行其他操作...
return some_result;
}
通过这种方式,你就可以确保在原生模块中的函数只接收和操作正确类型的对象,从而避免潜在的类型混淆和运行时错误。这对于在原生模块中维护类型安全非常重要,尤其是当涉及到内存管理时,错误的类型操作可能导致程序崩溃或者安全漏洞。
napi_async_cleanup_hook_handle
napi_async_cleanup_hook_handle
是 Node.js 中的一个特性,它属于 N-API(Node API),这是一个用于构建原生插件的 API。在理解 napi_async_cleanup_hook_handle
之前,需要了解几个基本概念:
N-API:这是一个 C 语言级别的 API,让开发者可以不依赖于 V8 引擎直接与 Node.js 进行交互。它的好处是使得原生插件不受特定版本的 Node.js 限制,增加了跨版本兼容性。
原生插件:通常用 C 或 C++编写,它们可以直接使用操作系统底层能力或其他本地库,为 Node.js 提供额外功能。
异步清理钩子:在 Node.js 中,当你创建异步资源时(例如,开始一个新的操作系统线程或者分配一些需要在未来某个时间点释放的内存),可能需要在这些资源不再需要时进行清理。异步清理钩子就是在 Node.js 环境即将关闭时确保这些资源被正确清理的机制。
现在,讲解一下 napi_async_cleanup_hook_handle
:
- 当你使用 N-API 创建原生插件,并在其中创建了异步资源时,你可能希望在 Node.js 退出前执行一些清理工作。
napi_async_cleanup_hook_handle
就是这样一个机制。具体来说,它是一种类型,代表了一个清理钩子的“句柄”(handle)。- 你可以通过调用
napi_add_async_cleanup_hook
函数来注册一个清理函数,这个函数会在适当的时候被调用,以便进行资源清理。 - 注册清理函数时,你会获得一个
napi_async_cleanup_hook_handle
实例,你可以使用它来移除注册的钩子(如果在某个时间点你决定不再需要它)。
实际应用示例: 假设你正在编写一个原生插件,该插件需要在背后运行一个计时器。当 Node.js 进程结束时,你需要确保这个计时器被停止并且相关资源被释放。你可以这样做:
##include `<`node_api.h>
void cleanup_timer(void* arg) {
// 假设arg是指向你的计时器资源的指针
// 在这里写上停止计时器和释放资源的代码
}
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
// ... 初始化代码,比如创建计时器等
// 注册清理钩子
napi_async_cleanup_hook_handle handle;
napi_status status = napi_add_async_cleanup_hook(env, cleanup_timer, /*arg=*/timer, &handle);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况
}
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
在这个例子中,我们定义了一个 cleanup_timer
函数,当 Node.js 进程退出时,这个函数会被调用来清理计时器。然后,在模块的初始化函数 Init
中,我们使用 napi_add_async_cleanup_hook
来注册这个清理函数,并传递计时器作为参数。
总结起来,napi_async_cleanup_hook_handle
是一种确保原生插件的异步资源在 Node.js 环境关闭前得到合适处理的机制。通过注册清理钩子,可以帮助开发者管理资源的生命周期,避免内存泄漏等问题。
Node-API callback types
Node-API(之前称为 N-API)是 Node.js 的一个 API 层,它允许你编写能够在不同版本的 Node.js 上运行的本机插件。本机插件是使用 C 或 C++编写的模块,它们可以直接与 Node.js 的 V8 引擎交互,这使得它们在执行速度上非常高效。但是,这些代码通常需要针对不同版本的 Node.js 进行修改,因为内部的 V8 API 可能会有变化。Node-API 旨在提供一个稳定、版本无关的 API,使得本机插件开发者不必担心这些问题。
在 Node-API 中,"回调类型"指的是当你创建一个原生函数时,可以传递给 Node-API 的不同种类的函数签名。这些回调类型定义了你的函数应该如何与 JavaScript 代码互动。下面分别解释一下这些类型,并提供一些实际的例子。
napi_callback
: 这是最基本的回调类型。它表示一个本机函数,该函数可以被 JavaScript 代码调用。它通常用于执行某些操作,然后返回结果给 JavaScript。例子: 假设我们想要创建一个本机函数,它接收两个数值参数,返回它们的和。我们会定义一个
napi_callback
函数,像这样:napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) { napi_status status; size_t argc = 2; napi_value argv[2]; status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL); // 检查传入参数的数量和类型等... double value1, value2; status = napi_get_value_double(env, argv[0], &value1); status = napi_get_value_double(env, argv[1], &value2); napi_value sum; status = napi_create_double(env, value1 + value2, &sum); return sum; }
在 JavaScript 中,你可以像调用普通函数那样调用这个
Add
函数。napi_threadsafe_function
: 当你需要从任何线程安全地调用 JavaScript 函数时,就会用到这个类型。例如,如果你创建了一个工作线程,在工作完成后想要通知 JavaScript 主线程,则可以使用这个类型。例子: 假设我们有一个执行耗时计算的工作线程,我们想在完成后将结果回传给 JavaScript。你可以创建一个
napi_threadsafe_function
并在工作线程中调用它。void CallJs(napi_env env, napi_value js_callback, void* context, void* data) { // 从数据中获取计算的结果,并通过回调函数传递给JavaScript } // 其他代码会设置工作线程,并在适当的时候调用CallJs
然后在 JavaScript 中,你可以提供一个回调函数来接收和处理结果。
napi_async_execute_callback
和napi_async_complete_callback
: 这两个类型用于异步操作。第一个用于在独立的线程中执行长时间运行的任务,而第二个用于在任务完成时在主事件循环中执行回调。例子: 如果我们想读取一个大文件而不阻塞主事件循环,我们可以创建一个异步操作。使用这两个回调,我们可以在单独的线程中读取文件内容(
napi_async_execute_callback
),然后在读取完成时通知 JavaScript 主线程(napi_async_complete_callback
)。void ExecuteReadFile(napi_env env, void* data) { // 在此处执行文件读取操作 } void CompleteReadFile(napi_env env, napi_status status, void* data) { // 处理完成后的回调,例如将读取的内容传递给JavaScript } // 使用napi_create_async_work创建异步工作,然后使用napi_queue_async_work将其加入事件循环
通过使用这些回调类型,你可以将复杂的、耗时的或需要跨线程操作的任务从 JavaScript 移至更底层的 C/C++代码中处理,同时保证 JavaScript 侧的事件循环不会被阻塞。这样做的好处是可以极大地提升性能,特别是在 CPU 密集型或 IO 密集型的场景下。
napi_callback_info
Node.js 的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API。原生插件是用 C 或 C++ 编写的模块,可以被 Node.js 直接调用。napi_callback_info
是 N-API 中的一个概念,它代表了一次从 JavaScript 到原生函数的调用的上下文信息。
当你在 JavaScript 中调用一个原生模块里的函数时,这个函数实际上是用 C 或 C++ 实现的。JavaScript 代码和原生代码之间需要一个“桥梁”来传递信息。这个“桥梁”就是由 napi_callback_info
提供的。
示例理解 napi_callback_info
假设我们有一个简单的 Node.js 原生模块,它提供了一个函数 sayHello
,当你从 JavaScript 调用这个函数时,它将返回 "Hello, World!" 字符串。
JavaScript 调用:
const nativeModule = require("my-native-module");
console.log(nativeModule.sayHello()); // 输出: Hello, World!
在原生模块中,使用 C 语言实现 sayHello
函数可能如下所示:
##include `<`node_api.h>
napi_value SayHello(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value greeting;
napi_status status;
// 创建一个字符串 'Hello, World!' 返回给 JavaScript
status = napi_create_string_utf8(env, "Hello, World!", NAPI_AUTO_LENGTH, &greeting);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return greeting;
}
// 初始化函数,注册 `sayHello`
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value sayHelloFn;
napi_status status;
status = napi_create_function(env, NULL, 0, SayHello, NULL, &sayHelloFn);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
status = napi_set_named_property(env, exports, "sayHello", sayHelloFn);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return exports;
}
在这个例子中,SayHello
函数是我们要给 JavaScript 调用的原生函数。这个函数接受两个参数:env
和 info
。
env
是一个表示当前执行环境的变量。info
就是我们讨论的napi_callback_info
。它包含了调用这个函数时所有重要的上下文信息,比如调用的参数、this
的值等等。
在 SayHello
函数内部,我们不直接处理 JavaScript 传入的参数,而是通过 napi_callback_info
来获取这些信息。例如,如果我们想知道调用时传递了多少个参数,我们可以使用 napi_get_cb_info
函数(这是 N-API 提供的函数之一)来从 info
中获取这些信息。
实际应用中,napi_callback_info
更多地被用于获取参数、处理不同数量的参数、获取 this
对象引用等高级操作。但基本思路是将 JavaScript 中的调用信息映射到 C/C++ 的世界中,然后在原生代码层面处理这些信息。
总结起来,napi_callback_info
是原生模块中非常重要的一个组件,因为它使得 JavaScript 和 C/C++ 之间的交互成为可能,并且管理着这种交互过程中所有必要的上下文信息。
napi_callback
Node.js 中的 N-API 是一个为了构建原生插件(也就是用类似 C 或 C++这样的低级语言编写的模块)而设计的稳定的 API 层。它的目的是让你能够不受 Node.js 版本更迭的影响,编写能够在多个版本上运行的插件。
napi_callback
是这个 N-API 的一部分,它是一个函数指针类型,你在创建原生插件时会使用这种类型的变量来引用你的 C 或 C++ 代码中的函数。当 JavaScript 代码调用这些原生函数时,底层的 Node.js 引擎会通过这个 napi_callback
指向的函数来执行相应的 C/C++ 代码。
通俗地说,napi_callback
就像是一个桥梁,连接了 JavaScript 的世界和 C/C++ 的世界。你可以把它想象成一个电话号码,JavaScript 代码通过这个号码“打电话”给 C/C++ 函数,然后那边的代码接听并处理请求,最终将结果返回给 JavaScript。
实际运用例子:
假设你想要在 Node.js 中使用某个 C 库中的功能,例如处理图像的库。这个库提供了一个函数叫做 process_image
,你想通过 Node.js 调用这个函数。
首先,你需要在 C 代码中定义一个符合 napi_callback
类型签名的函数,我们可以叫它 ProcessImageWrapper
:
##include `<`node_api.h>
// 假设这是那个图像处理库提供的函数
void process_image(const char* image_path);
// 这是你定义的 napi_callback 对应的函数
napi_value ProcessImageWrapper(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 从 JavaScript 获取参数,调用 process_image 函数等逻辑
// ...
// 返回处理结果给 JavaScript
// ...
}
之后,你需要注册这个函数到 Node.js 环境中,让 JavaScript 能够找到并调用它:
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_value fn;
// 创建一个新的函数对象ProcessImageWrapper,暴露给JavaScript
napi_create_function(env, NULL, 0, ProcessImageWrapper, NULL, &fn);
// 设置函数名称为 'processImage',并把它作为导出的模块的属性
napi_set_named_property(env, exports, "processImage", fn);
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
现在,在 JavaScript 代码中,你可以这样调用这个函数:
const addon = require("./build/Release/addon");
// 假设这里 './image.png' 是你想要处理的图片路径
addon.processImage("./image.png", (error, result) => {
if (error) {
console.error("Image processing failed:", error);
} else {
console.log("Image processed successfully:", result);
}
});
在这个例子中,JavaScript 代码通过 napi_callback
指定的 ProcessImageWrapper
函数调用了 C 代码,从而实现了与原生图像处理库的交互。这只是一个简化示例,实际的错误处理和数据转换会更复杂,但它展示了如何使用 napi_callback
在 Node.js 中创建和使用原生扩展的基本概念。
node_api_nogc_finalize
node_api_nogc_finalize
是 Node.js 中的一个 N-API 函数,它允许你设置一个对象在被垃圾回收(GC)之前不会调用其终结器(finalizer)。这个函数主要用于性能优化。
在 Node.js 中,N-API 提供了一套用于构建原生扩展的 C API。当使用 N-API 创建原生资源时(例如在 C/C++ 模块中分配内存),通常需要指定当 JavaScript 对象被垃圾回收时应该如何清理这些资源。这是通过为该对象设置一个终结器来实现的。
然而,在某些情况下,我们完全知道该资源将在某个特定时间点之前不需要被清理,或者希望手动管理资源的生命周期,以避免与垃圾回收器的潜在性能开销。在这种情况下,可以使用 node_api_nogc_finalize
函数来告诉 N-API 不要在垃圾回收时调用对象的终结器。
以下是一个使用 node_api_nogc_finalize
的简单例子:
##include `<`node_api.h>
// 假设这是我们的一些原生资源
typedef struct {
int some_resource;
} MyResource;
// 这是正常的清理函数,如果设置了,通常会在对象被垃圾回收时调用
void Finalize(napi_env env, void* finalize_data, void* finalize_hint) {
MyResource* my_resource = (MyResource*)finalize_data;
// 在这里释放资源
free(my_resource);
}
// 这个函数可以在适当的时候手动调用以清理资源
void ManualCleanup(napi_env env, napi_value exports) {
// 获取之前关联到 JavaScript 对象的原生资源
MyResource* my_resource;
napi_get_instance_data(env, &my_resource);
// 清理资源
free(my_resource);
// 设置 instance data 为 NULL,避免重复清理
napi_set_instance_data(env, NULL, NULL, NULL);
}
// 初始化函数,创建和设置实例数据
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
MyResource* my_resource = malloc(sizeof(MyResource));
my_resource->some_resource = 42; // 例子中的假资源
// 将资源与 JavaScript 对象关联,并告诉 N-API 不要在垃圾回收时调用终结器
napi_set_instance_data(env, my_resource, NULL /* 使用NULL代替Finalize */, NULL);
// ... 这里可能会有更多代码 ...
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
在上面的例子中,Init
函数用于初始化一个原生模块,并且使用 napi_set_instance_data
来关联一个原生资源,但是我们传递了 NULL
而不是 Finalize
函数。这样,当垃圾回收器尝试清理相关的 JavaScript 对象时,它不会尝试调用终结器函数来清理 MyResource
。因此,必须确保在合适的时候手动调用 ManualCleanup
函数来清理资源,否则就会发生内存泄漏。
请注意,以上代码仅为说明使用 node_api_nogc_finalize
的场景,并非一个可直接运行的例子。在实际项目中使用时,你需要根据你的具体需求和资源类型进行适当的修改。
napi_finalize
napi_finalize
是 Node.js 中 N-API(原生 API)的一部分。N-API 是 Node.js 提供给 C 和 C++ 插件开发者的一个稳定的 API 集合,它允许开发者编写可以与不同版本的 Node.js 兼容的本地插件。
在详细解释 napi_finalize
之前,需要知道几个背景信息:
垃圾回收(Garbage Collection,GC):JavaScript 在运行过程中会创建和使用很多对象。当这些对象不再被需要时,JavaScript 的垃圾回收器会自动释放这些对象所占用的内存。但是,如果你在本地插件中创建了一些非 JavaScript 资源(比如在 C/C++ 中分配的内存、打开的文件描述符或者其他系统资源),JavaScript 的垃圾回收器并不知道如何处理这些资源。
引用计数(Reference Counting):这是一种确保资源正确管理的技术。每当你创建一个对象,并把它赋值给某个变量,这个对象的引用计数就会增加。相反,当这个对象的引用减少到零时,意味着没有任何变量是指向这个对象的,这时候资源就可以被清理了。
现在,让我们深入了解 napi_finalize
:
napi_finalize
是一个回调函数,你作为插件开发者在创建一个能够通过 JavaScript 访问的本地资源时提供给 N-API 的。这个回调函数的目的是在相关 JavaScript 对象被垃圾回收器回收时,你可以有机会去清理那些由本地代码创建的非 JavaScript 资源。
当你通过 N-API 函数 napi_wrap
将一个本地资源与一个新的或现有的 JavaScript 对象关联时,你可以指定一个 napi_finalize
回调函数。这样,当这个 JavaScript 对象被垃圾回收时,napi_finalize
所指定的函数就会被调用,这时你可以在这个函数内部执行必要的清理工作。
举个例子来说:
假设你正在编写一个 Node.js 本地插件来读取操作系统的系统信息。你可能会在 C++ 中创建一个类 SystemInfo
来处理与系统交互的具体细节,并且想要在 JavaScript 中也能够使用这个类。在这种情况下,你会:
- 使用
napi_create_object
创建一个新的 JS 对象。 - 使用
napi_wrap
将这个 JS 对象与一个SystemInfo
类的实例关联起来。 - 当 JS 对象即将被垃圾回收时,你需要清理
SystemInfo
实例所占用的资源,比如关闭文件句柄等。这就是你需要提供一个napi_finalize
回调函数的地方。
示例代码片段:
##include `<`node_api.h>
// 假设这是你的系统信息类
class SystemInfo {
public:
SystemInfo() {
// 初始化代码
}
~SystemInfo() {
// 清理代码,例如关闭文件句柄等
}
// 其他方法...
};
// 这是 napi_finalize 回调函数
void FinalizeSystemInfo(napi_env env, void* finalize_data, void* finalize_hint) {
// 在这里释放 SystemInfo 实例
SystemInfo* sys_info = reinterpret_cast`<`SystemInfo*>(finalize_data);
delete sys_info;
}
// 这是 N-API 暴露给 JS 的方法,用于创建 SystemInfo 对象
napi_value CreateSystemInfoWrapper(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value sys_info_obj;
status = napi_create_object(env, &sys_info_obj);
SystemInfo* sys_info = new SystemInfo(); // 创建 SystemInfo 实例
// 把 SystemInfo 实例和 JS 对象关联起来,并指定 FinalizeSystemInfo 作为清理回调
status = napi_wrap(env, sys_info_obj, sys_info, FinalizeSystemInfo, nullptr, nullptr);
return sys_info_obj; // 返回新创建的 JS 对象
}
在上面的代码中,我们定义了一个 FinalizeSystemInfo
函数作为 napi_finalize
回调,当相关联的 JavaScript 对象即将被 GC 清理时,该函数会被调用以释放 SystemInfo
实例。这样我们就确保了,无论何时 JavaScript 对象被回收,其对应的本地资源都能够得到适当的处理,避免了内存泄露。
napi_async_execute_callback
Node.js 的 N-API(原生 API)是一个让你能够用 C 或者 C++ 编写扩张模块的界面。当你想要提高性能,或者使用一些 Node.js 中没有直接提供的本地库时,你可能会用到它。
napi_async_execute_callback
是 N-API 中的一个函数,它允许你在创建异步任务时定义要执行的逻辑。当你调用这个函数,Node.js 会在后台线程上执行定义的回调函数,而不会阻塞主事件循环。这对于不希望影响到主线程性能的密集型计算任务非常有用。
为了理解 napi_async_execute_callback
,我们需要先明白几个概念:
- 异步编程:在 Node.js 中,异步编程指的是程序在等待某个操作完成时可以继续执行其他代码,比如读取文件、数据库操作或者网络请求。
- 事件循环:Node.js 使用事件循环来处理异步操作。当所有同步代码执行完毕后,它会检查是否有异步任务完成并准备好回调函数执行。
- 多线程:虽然 JavaScript 在 Node.js 中默认是单线程运行的,但 Node.js 可以利用 C++ 扩展或者工作线程(worker threads)在后台执行多线程任务。
现在,让我们举个例子来描述 napi_async_execute_callback
是如何工作的:
假设你有一个耗时的图像处理任务,在 Node.js 中你想通过一个扩展模块来实现,以避免阻塞主事件循环。首先,你会用 C++ 来写这个图像处理逻辑,然后需要向 Node.js 注册这个任务,告诉它这是一个异步任务。
- 你会创建一个
napi_async_work
对象,它代表了一个将要被异步执行的任务。 - 你会定义一个
Execute
回调,这个回调包含了真正的处理逻辑,即图像处理算法。 - 你将这个
Execute
回调与napi_async_work
对象关联,并通过调用napi_async_execute_callback
来在一个后台线程上执行它。
这个过程允许 Node.js 在处理该任务的同时,继续处理其他事件循环中的事项,如处理 HTTP 请求或者用户的输入。
以下是一个抽象的伪代码示例,展示了如何使用 napi_async_execute_callback
:
##include `<`node_api.h>
// 这个函数是耗时任务的实际逻辑
void Execute(napi_env env, void* data) {
// 执行一些耗时的操作,例如图像处理
}
// 这个函数会在耗时任务完成后被调用,通常用来返回结果给JavaScript
void Complete(napi_env env, napi_status status, void* data) {
// 处理完成后,返回结果给 JavaScript 环境
}
// 这个函数是用来启动整个异步任务的
napi_value StartAsyncWork(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value work_name;
napi_create_string_utf8(env, "WorkName", NAPI_AUTO_LENGTH, &work_name);
// 创建 async work
napi_async_work work;
napi_create_async_work(env, NULL, work_name, Execute, Complete, NULL, &work);
// 将这个 work 排入队列,使其开始在后台线程上执行
napi_queue_async_work(env, work);
return NULL;
}
以上代码是非常简化的示例,仅用于说明 napi_async_execute_callback
的基本概念。在实际应用中,你还需要管理内存,处理错误,并确保跨语言边界(C++ 到 JavaScript)时数据正确传递。
napi_async_complete_callback
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时环境,让你可以在服务器端执行 JavaScript 代码。N-API 是 Node.js 提供的一套 C API,使得原生插件(native addons)能够不受 Node.js 版本影响地编译和运行。
在 Node.js 的 N-API 中,napi_async_complete_callback
是一个类型定义,它是用于异步操作的回调函数的签名。这个回调函数在一个异步操作完成时被调用。
为了理解 napi_async_complete_callback
,需要先明白几个概念:
- 原生插件:这些插件是使用 C 或 C++ 编写的,通过 N-API 可以与 Node.js 交互。
- 异步操作:在 Node.js 中,很多操作都是异步进行的,即它们会在后台执行,并在完成时通知 Node.js 主线程。
- 回调函数:当异步操作完成时,用来接收结果或者错误信息的函数。
现在,让我们具体看一下 napi_async_complete_callback
。这个回调函数定义如下:
typedef void (*napi_async_complete_callback)(napi_env env,
napi_status status,
void* data);
napi_env env
: 这个参数是一个表示 N-API 环境的句柄,它提供了大量的 API 函数使得你能在原生插件中操作 JavaScript 代码、对象等。napi_status status
: 这个参数表示异步操作的完成状态,它可以告诉你操作是否成功,或者发生了哪种类型的错误。void* data
: 这是一个指向任意数据的指针,你可以在开始异步操作时传递一个指向你的数据的指针,在回调函数被调用时再从这个指针获取数据。
假设你正在编写一个原生插件,其中有一个需要执行长时间计算的异步操作。下面是一个使用 napi_async_complete_callback
的例子:
// 假设这个函数是一个长时间运行的异步操作
void long_running_operation(void* data) {
// 执行一些长时间的操作...
}
// 这是当上述长时间运行的操作完成后会被调用的回调函数
void operation_completed(napi_env env, napi_status status, void* data) {
// 根据 status 参数检查操作是否成功完成
if (status == napi_ok) {
// 如果成功,处理结果
} else {
// 如果失败,处理错误
}
}
// 在你的插件中启动异步操作,并提供上面的回调
void start_async_work() {
// 初始化一些数据
void* data = ...;
// 启动异步操作
long_running_operation(data);
// 设置当操作完成时要调用的回调函数
napi_async_complete_callback callback = operation_completed;
// 更多的代码来安排回调函数在合适的时机被调用...
}
注意:实际上你不能直接这样简单地调用 long_running_operation
和 operation_completed
,因为这将同步执行并不是异步。在 Node.js 的 N-API 中,你必须使用正确的模式比如 napi_create_async_work
和 napi_queue_async_work
来安排异步工作和相应的完成回调。以上代码只是为了演示 napi_async_complete_callback
的概念而已。
总结一下,napi_async_complete_callback
是定义异步操作完成时调用的回调函数类型,它允许原生插件开发者处理异步操作的结果或错误。
napi_threadsafe_function_call_js
Node.js 中的 napi_threadsafe_function_call_js
是一个用于多线程编程的高级 API 函数,它允许你在任何线程中安全地调用 JavaScript 函数。这很重要,因为通常在 Node.js 中,只能在主线程(也就是事件循环运行的线程)中直接执行 JavaScript。
napi_threadsafe_function_call_js
属于 N-API,这是 Node.js 提供的一组 C 语言 API。通过 N-API,原生插件可以不受 Node.js 版本更进建立和维护,同时保持对前后版本的兼容性。
概念
在多线程程序中,当你想从一个非主线程(例如,一个由 C++库创建的线程)调用 JavaScript 函数时,如果直接进行这样的调用,很可能会导致竞争条件、内存泄露或程序崩溃等问题,因为 V8 引擎(Node.js 的 JavaScript 引擎)并不是线程安全的。
为了解决这个问题,napi_create_threadsafe_function()
函数被用来创建一个所谓的“线程安全函数”。然后,你可以从任何线程使用 napi_threadsafe_function_call_js
来调用这个 JavaScript 函数,而不用担心上述那些问题。
使用例子
假设我们有一个耗时的运算任务,我们想要在一个 C++的辅助线程中执行它,但在任务完成后我们需要回到 Node.js 的主线程来处理结果。
首先,我们需要创建一个线程安全函数:
##include `<`node_api.h>
// 这是将被辅助线程调用的JavaScript函数
void js_callback(napi_env env, napi_value js_callback, void* context, void* data) {
// 在这里构造你的回调逻辑
}
...
// 调用napi_create_threadsafe_function创建一个线程安全函数
napi_value resource_id;
napi_create_string_utf8(env, "MyResource", NAPI_AUTO_LENGTH, &resource_id);
napi_threadsafe_function tsfn;
napi_create_threadsafe_function(env,
js_func, // 传入的JS函数
NULL, // async_resource
resource_id, // async_resource_name
0, // max_queue_size
1, // initial_thread_count
NULL, // context
NULL, // finalize_cb
NULL, // finalize_hint
js_callback, // native回调
&tsfn);
...
然后,在一个辅助线程中,当我们想要调用 JavaScript 函数时:
void some_async_work(void* data) {
...
// 执行某些异步操作
...
// 当准备好调用JavaScript时:
napi_call_threadsafe_function(tsfn, data, napi_tsfn_blocking); // data 是将传递给 `js_callback` 的参数
...
}
...
// 创建新线程并开始异步工作
pthread_t thread_id;
pthread_create(&thread_id, NULL, some_async_work, NULL);
...
最后,当我们不再需要线程安全函数时,释放它:
napi_release_threadsafe_function(tsfn, napi_tsfn_release);
上面的代码示例说明了如何设置一个线程安全函数并在辅助线程中调用它。这里没有展示完整的代码,因为实际的实现需要考虑 Node.js 模块的初始化、错误处理等多个方面。但基本思路就是创建一个可以在线程之间共享并安全调用的 JavaScript 函数,并且确保当你完成使用时正确地清理资源。
napi_cleanup_hook
Node.js 的 N-API 是一个用于构建原生插件的接口。原生插件是使用 C, C++等编程语言编写的模块,可以被 Node.js 直接调用,通常用于性能关键型任务或者调用操作系统级别功能。
napi_cleanup_hook
是 N-API 中的一个功能,它允许原生插件在 Node.js 的环境被清理前执行一些特定的代码。换句话说,当你的 Node.js 应用程序准备关闭时(例如调用了process.exit()
或者正常结束),这个钩子函数就会被触发。
这很有用,因为它为原生模块提供了一种在垃圾收集器销毁之前自动释放资源的机制。如果你创建了一些需要手动清理的资源(比如动态分配的内存、文件描述符、线程等),那么使用napi_cleanup_hook
就非常重要了。
例子 1:假设您编写了一个原生模块,该模块打开一个日志文件,并且希望在 Node.js 退出时关闭该文件以防止数据损坏。
void cleanup_file(void* arg) {
FILE* file = (FILE*)arg;
fclose(file);
}
// ...在某处注册清理钩子
FILE* log_file = fopen("log.txt", "a");
napi_add_cleanup_hook(env, cleanup_file, log_file);
在这个例子中,我们首先定义了一个名为cleanup_file
的函数来关闭文件。然后,我们打开日志文件,并用napi_add_cleanup_hook
注册了这个函数作为清理钩子,并将文件指针作为参数传递给它。
例子 2:假设你的原生模块启动了一个后台线程来执行一些长时间运行的计算,并且需要在应用程序退出时安全地停止该线程。
void cleanup_thread(void* arg) {
my_thread_data* data = (my_thread_data*)arg;
// 设置一个标志或发送信号来告诉线程停止运行
stop_thread(data->thread_id);
// 等待线程实际结束
join_thread(data->thread_id);
}
// ...在某处注册清理钩子
my_thread_data* thread_data = start_background_thread();
napi_add_cleanup_hook(env, cleanup_thread, thread_data);
在这个例子中,假设我们有一个函数start_background_thread
来启动后台线程,并返回一个包含线程信息的结构体。我们定义了一个cleanup_thread
函数来处理线程的停止过程,并通过napi_add_cleanup_hook
注册了它作为一个清理钩子。
总结:napi_cleanup_hook
是一个强大的工具,它确保了即使 Node.js 应用程序正在退出,原生模块也能够有序地清理自己的资源,避免内存泄漏和其他潜在问题。记住,这是高级功能,并且主要用于那些创建复杂原生扩展的开发者。
napi_async_cleanup_hook
Node.js 中的 napi_async_cleanup_hook
是一个功能,它允许你在 Node.js 的异步环境中注册清理钩子(cleanup hooks)。这是为了确保当一个异步资源,比如定时器、文件流等,不再需要时能够适当地执行清理工作。
在 Node.js 应用程序中,有时你会创建一些长期运行的异步操作。例如,可能会启动一个定时器来周期性地执行任务,或者打开一个文件流进行读写。当这些异步操作结束或不再需要时,与它们相关联的资源必须被正确地释放,以避免内存泄漏和其他潜在问题。
napi_async_cleanup_hook
函数就是为了解决这个问题而设计的。通过使用这个函数,你可以注册一个回调函数,当 Node.js 进程准备退出时,这个回调函数将被调用,使得你有机会去清理那些仍然挂起的异步资源。
举个例子来说:
- 创建定时器示例: 假设你在 Node.js 应用程序中设置了一个间隔定时器(interval timer),每隔一段时间执行某项任务。在某些情况下,如果你的应用程序需要优雅地关闭,你可能需要清除这个定时器。
const { createHook, asyncResource } = require("async_hooks");
// 假定存在一个定时器变量
let intervalTimer;
function initIntervalTimer() {
// 设置定时器
intervalTimer = setInterval(() => {
console.log("定时器运行中...");
}, 1000);
// 使用 napi_async_cleanup_hook 注册清理钩子
createHook({
init(asyncId, type, triggerAsyncId, resource) {
// 当 Node.js 退出时调用的清理函数
if (type === "TIMERWRAP") {
napi_async_cleanup_hook(() => {
clearInterval(intervalTimer);
console.log("定时器已清除");
});
}
},
}).enable();
}
initIntervalTimer();
// 在某个时间点之后停止应用程序
setTimeout(() => {
process.exit(0); // 触发清理钩子
}, 5000);
在这个例子中,我们首先定义了一个初始化定时器的函数 initIntervalTimer()
,它会创建一个定时器,并注册一个 napi_async_cleanup_hook
来清理这个定时器。当 process.exit(0)
被调用时,它会触发清理钩子,从而清除定时器并输出日志表示定时器已被清除。
- 文件流清理示例: 如果你打开了一个文件流用于读取或写入数据,可能也希望在应用程序退出之前关闭这个流。
const { createReadStream } = require("fs");
const { createHook, asyncResource } = require("async_hooks");
// 打开一个文件流
const stream = createReadStream("path/to/file.txt");
createHook({
init(asyncId, type, triggerAsyncId, resource) {
if (type === "FSREQCALLBACK") {
// 当 Node.js 退出时调用的清理函数
napi_async_cleanup_hook(() => {
stream.close(() => {
console.log("文件流已关闭");
});
});
}
},
}).enable();
// 在某个时间点之后停止应用程序
setTimeout(() => {
process.exit(0); // 触发清理钩子
}, 5000);
这个例子中的代码类似,我们打开一个文件流并使用 napi_async_cleanup_hook
来注册一个清理钩子,它将在应用程序退出前关闭这个文件流。
重要的是要注意,napi_async_cleanup_hook
是 N-API 的一部分,N-API 是一个 C API,可用于构建原生插件。在 JavaScript 层面,我们通常使用 Node.js 提供的高级抽象如 async_hooks
模块来处理异步资源的生命周期。
上述例子中简化了许多底层的细节,并没有直接使用 napi_async_cleanup_hook
,因为在纯 JavaScript 环境中不直接使用 N-API 函数。不过,对于编写本地插件(native addon)的开发人员来说,了解如何通过 N-API 使用这些钩子是很重要的。
Error handling
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API 层,它允许你使用 C 或 C++ 代码与 JavaScript 运行时交互,并在不同版本的 Node.js 之间提供二进制兼容性。错误处理是编程中非常重要的一个环节,因为它可以帮助你理解程序运行时可能遇到的问题并妥善地对这些问题进行处理。
在 Node.js 的 N-API 中,错误处理通常涉及以下几个方面:
N-API 函数返回值:当你调用一个 N-API 函数时,它通常会返回一个称为
napi_status
的枚举值。这个返回值表示函数调用是否成功。如果函数执行成功,它通常返回napi_ok
。如果发生错误,它将返回一个不同的枚举值,来描述发生了什么类型的错误。例如:
napi_status status; napi_value result; // 尝试调用 N-API 函数并检查其返回状态 status = napi_do_something(env, &result); if (status != napi_ok) { // 错误处理逻辑 }
错误信息:当 N-API 返回一个错误状态时,你可以使用一些特定的 N-API 函数来获取更多关于错误的信息。例如,你可以获取错误消息或触发错误的引擎异常。
例如:
const napi_extended_error_info* error_info; status = napi_get_last_error_info(env, &error_info); if (status == napi_ok) { const char* error_message = error_info->error_message; // 使用错误信息进行处理 }
异常处理:JavaScript 中的异常可以通过 N-API 捕获和抛出。如果有一个 JavaScript 异常被抛出,你可以使用
napi_is_exception_pending
函数来检查,并使用napi_get_and_clear_last_exception
来获取异常对象。例如:
napi_value exception; bool has_exception; status = napi_is_exception_pending(env, &has_exception); if (status == napi_ok && has_exception) { status = napi_get_and_clear_last_exception(env, &exception); // 现在你可以处理异常了 }
创建和抛出错误:如果你需要从你的原生模块中抛出一个错误,你可以使用如
napi_throw_error
、napi_throw_type_error
或napi_throw_range_error
等函数来创建并抛出错误。例如:
status = napi_throw_error(env, NULL, "An error occurred"); if (status != napi_ok) { // 抛出错误失败的处理逻辑 }
实际应用例子:
假设你正在编写一个原生插件,该插件需要完成一个数学计算,并且只接受正整数作为输入。你可以使用 N-API 的错误处理功能来确保输入有效,并在出现错误时通知 JavaScript。
napi_status sum_positive_integers(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 2;
napi_value args[2];
napi_value this_arg;
int64_t number1, number2;
napi_status status;
// 获取参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, &this_arg, NULL);
if (status != napi_ok || argc `<` 2) {
napi_throw_error(env, NULL, "Function requires 2 arguments.");
return status;
}
// 确保参数是数字并且是正整数
status = napi_get_value_int64(env, args[0], &number1);
if (status != napi_ok || number1 `<` 0) {
napi_throw_type_error(env, NULL, "First argument must be a positive integer.");
return status;
}
status = napi_get_value_int64(env, args[1], &number2);
if (status != napi_ok || number2 `<` 0) {
napi_throw_type_error(env, NULL, "Second argument must be a positive integer.");
return status;
}
// 计算和
int64_t sum = number1 + number2;
napi_value result;
status = napi_create_int64(env, sum, &result);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "An error occurred while creating return value.");
return status;
}
// 返回结果
return result;
}
上述例子中,我们检查了函数是否收到了正确数量的参数,验证了这些参数是否符合预期(正整数),如果检测到任何错误,我们就使用 N-API 的错误抛出函数来返回一个适当的错误给 JavaScript 环境。这样,JavaScript 调用者就可以捕获这些错误并据此采取相应的措施。
Return values
Node.js 中的 N-API(原生 API)允许 JavaScript 代码和 C/C++原生插件之间进行交互。当你使用 N-API 编写原生扩展时,你会经常需要处理函数返回值。在这个上下文中,“返回值”特指从一个 N-API 调用返回到 JavaScript 的值。
在 Node.js v21.7.1 的文档中,关于返回值的说明主要是告诉开发者如何正确地从 N-API 函数返回结果给 JavaScript 代码。大多数 N-API 函数会返回类型为 napi_status
的值。这个值表示函数执行是否成功,或者发生了什么样的错误。
这里有一些可能的返回值:
napi_ok
: 表示没有错误发生,函数调用成功。napi_invalid_arg
: 表示提供了无效参数。napi_object_expected
: 表示预期一个对象但没有得到。napi_string_expected
: 表示预期一个字符串但没有得到。- ...以及其他更多的状态码。
现在来看几个实际的例子:
示例 1:创建一个新的 JavaScript 字符串
假设我们正在编写一个将 C 语言的字符串复制到 JavaScript 字符串的 N-API 函数。函数首先检查参数有效,然后执行操作,并返回状态。
##include `<`node_api.h>
// 这是我们的本地扩展函数
napi_status CreateNewString(napi_env env, napi_value* result) {
// 创建一个C字符串
const char* str = "Hello from native code!";
// 使用N-API创建一个新的JS字符串
return napi_create_string_utf8(env, str, NAPI_AUTO_LENGTH, result);
}
// 注册函数作为模块导出
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value new_str;
napi_status status = CreateNewString(env, &new_str);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return new_str;
}
在这个示例中,CreateNewString
函数创建了一个新的 JavaScript 字符串,并通过result
参数返回它。如果操作成功,napi_create_string_utf8
会返回napi_ok
。
示例 2:从函数中返回数值
另一个常见用例是从原生函数返回一个数字给 JavaScript。
##include `<`node_api.h>
// 这是我们的本地扩展函数
napi_status CalculateSum(napi_env env, int a, int b, napi_value* result) {
int sum = a + b;
// 将计算结果转换为JavaScript数字
return napi_create_int32(env, sum, result);
}
// 注册函数作为模块导出
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value sum_result;
napi_status status = CalculateSum(env, 3, 5, &sum_result);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return sum_result;
}
在这个例子中,CalculateSum
接收两个整数,计算它们的和,并通过result
返回这个和的 JavaScript 数值。如果成功,napi_create_int32
会返回napi_ok
。
注意,在这些示例中,我们没有展示错误处理的完整代码。在实际的 N-API 模块中,你需要检查每个 N-API 调用的返回状态,并适当地处理错误情况,例如释放资源、打印错误信息、或者返回一个错误对象到 JavaScript。
总结就是,Node.js 文档中关于 N-API 的“返回值”部分主要强调了从 N-API 函数返回状态码的重要性。这些状态码对于调试和确保 N-API 函数正确地与 JavaScript 交互至关重要。
napi_get_last_error_info
当您在使用 Node.js 进行编程,特别是当您在使用 N-API(Node.js 的一个用于构建原生插件的 API)时,您可能会遇到错误和问题。这时候,napi_get_last_error_info
就派上了用场。
napi_get_last_error_info
是一个函数,它能够帮助您获得关于最后一个发生的 N-API 调用错误的信息。每当 N-API 函数失败时,Node.js 都会存储有关错误的详细信息,包括错误代码、错误消息等。
让我们看一下如何使用 napi_get_last_error_info
和它有什么作用:
使用 napi_get_last_error_info
的步骤:
- 当您调用一个 N-API 函数且它返回一个表示失败的结果时(通常是一个错误码)。
- 然后您可以立即调用
napi_get_last_error_info
来获取错误详情。 - 此函数将填充一个你提供的
napi_extended_error_info
结构体,其中包含了错误信息。
napi_get_last_error_info
的实际例子:
假设您正在编写一个 Node.js 原生插件,该插件需要从 Node.js 接收一些数据。您可能会调用一个 N-API 函数来读取这个数据,比如 napi_get_value_string_utf8
。
##include `<`node_api.h>
// 假设我们已经有了一个 napi_value 变量 `value` 代表JS传过来的字符串
napi_status status;
size_t result;
char* buffer;
// 尝试获取字符串长度
status = napi_get_value_string_utf8(env, value, NULL, 0, &result);
// 判断是否成功执行
if (status != napi_ok) {
// 如果失败,则获取错误信息
const napi_extended_error_info* error_info;
napi_get_last_error_info(env, &error_info);
// 输出错误信息
printf("Error code: %d\n", error_info->error_code);
printf("Error message: %s\n", error_info->error_message);
}
在这个例子中:
- 我们首先尝试通过调用
napi_get_value_string_utf8
来获取字符串长度。 - 如果状态码
status
不是napi_ok
,意味着函数调用失败。 - 接着我们调用
napi_get_last_error_info
获取更多关于错误的信息。 - 我们使用
napi_extended_error_info
结构体来获取错误代码和消息。 - 最后打印出错误信息。
通过这种方式,使用 napi_get_last_error_info
可以帮助开发者诊断 N-API 函数调用失败的原因,并根据错误信息来修复问题。
记住,这是在编写 C 或 C++扩展时使用的函数。在 JavaScript 代码中,您通常不会直接与这些底层 API 打交道。这是为那些想要扩展 Node.js 能力,通过编写接近硬件层面代码的高级用户准备的。
Exceptions
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建本地插件的接口。它允许你使用 C 或者 C++ 代码与 Node.js 进行交互,这样可以在性能要求较高的场景中运用更高效的代码。在 v21.7.1 版本的文档中,“Exceptions”指的是在你的本地插件代码中如何处理和抛出错误。
异常(Exceptions)是一种在程序执行过程中遇到不正常情况时通知运行环境的机制。在 JavaScript 中,通常会使用 throw
关键字来抛出一个异常,并且可以用 try...catch
结构来捕获并处理这些异常。
当你在编写使用 N-API 的本地插件时,你也需要正确处理可能发生的异常,这包括两个方面:
- 将 C/C++ 中的错误转换为 JavaScript 异常。
- 捕获 JavaScript 异常并在本地代码中进行处理。
下面是几个关于在 Node.js N-API 中如何处理异常的例子:
抛出一个异常
假设你有一个本地函数,你想在某种错误条件下将其转换为 JavaScript 异常。
C++ 代码示例:
##include `<`node_api.h>
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 假设发生了某种错误
bool has_error = true;
if (has_error) {
// 创建一个 JavaScript 错误对象
napi_value error;
napi_create_error(env, nullptr, napi_value("发生错误"), &error);
// 抛出这个错误对象
napi_throw(env, error);
}
// 返回未定义(如果没有错误)
napi_value undefined;
napi_get_undefined(env, &undefined);
return undefined;
}
捕获并处理异常
现在假设你调用了一个可能会抛出异常的 JavaScript 函数,并且你想在你的本地代码中捕获并处理这个异常。
C++ 代码示例:
##include `<`node_api.h>
void CallJavaScriptFunction(napi_env env) {
// 获取全局对象
napi_value global;
napi_get_global(env, &global);
// 获取你想调用的 JavaScript 函数(比如 'someFunction')
napi_value js_function;
napi_get_named_property(env, global, "someFunction", &js_function);
// 调用这个函数
napi_value result;
napi_status status = napi_call_function(env, global, js_function, 0, nullptr, &result);
// 检查是否在调用期间抛出了异常
if (status != napi_ok) {
// 从环境中获取异常
napi_value exception;
napi_get_and_clear_last_exception(env, &exception);
// 处理这个异常,或者重新抛出
// (例如打印错误信息)
}
}
在上面的第二个例子中,我们尝试调用一个 JavaScript 函数,如果抛出异常,我们会通过 napi_get_and_clear_last_exception
捕获它,并决定如何处理。
总而言之,在 Node.js N-API 中处理异常涉及创建 JavaScript 错误对象、抛出它们以及在本地代码中捕获和处理 JavaScript 抛出的异常。正确地处理异常对于编写稳定且可靠的原生插件至关重要。
napi_throw
Node.js 中的napi_throw
是 Node.js 提供的一个 API,它属于 N-API(原生 API),这是一个用 C 或 C++编写原生插件的接口。napi_throw
的作用是在原生代码中抛出一个 JavaScript 错误。
当你使用 Node.js 进行开发时,大部分时间你可能都是在用 JavaScript 编写代码。然而,有时候你可能需要调用一些底层系统级别的功能,或者想要提高程序的性能,这个时候就可以用 C 或 C++来编写那部分代码,然后通过 N-API 与你的 Node.js 应用程序交互。
下面我将通过一个简单的例子解释napi_throw
的工作原理:
假设你正在编写一个 Node.js 的扩展模块,该模块需要对传入的字符串参数进行校验,如果传入的不是字符串,则应该抛出一个错误。你的 C 函数可能会像这样:
##include `<`node_api.h>
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 1;
napi_value argv[1];
napi_status status;
// 获取函数参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "获取参数失败!");
return NULL;
}
// 检查参数类型是否为字符串
napi_valuetype val_type;
status = napi_typeof(env, argv[0], &val_type);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "无法检查参数类型!");
return NULL;
}
if (val_type != napi_string) {
// 如果参数不是字符串,抛出TypeError
napi_throw_type_error(env, NULL, "参数必须是一个字符串!");
return NULL;
}
// 这里是处理字符串的其他逻辑...
// 假设一切顺利,你返回了某个结果
napi_value result;
// ... 创建result值 ...
return result;
}
// 初始化函数和导出模块...
在上面的例子中,我们先通过napi_get_cb_info
获取 JavaScript 传给函数的参数。然后,我们检查这个参数是否为字符串类型,如果不是,我们使用napi_throw_type_error
抛出一个 TypeError 异常。注意,这里我们用的是特殊的napi_throw_type_error
而不是napi_throw
,因为我们想要抛出的是具体的 TypeError 异常。
实际上,napi_throw
更加通用,你可以使用它直接抛出一个自定义的错误对象。例如:
napi_value error_object;
// ... 创建或获取某个错误对象 ...
status = napi_throw(env, error_object); // 抛出这个错误对象
总结一下,napi_throw
就是一个让你在原生模块代码中抛出 JavaScript 错误的工具,它让你能够告知 JavaScript 运行时:这里有个问题,处理流程应该停下来,并以异常的方式告诉调用方。在实际应用中,正确地处理错误并抛出异常是非常重要的,因为它有助于保持代码的鲁棒性并使得调试更加容易。
napi_throw_error
napi_throw_error
是 Node.js 中 N-API(Node.js API)的一部分,它允许本地插件的开发者(通常是使用 C 或者 C++语言编写的代码模块)在发生错误时向 JavaScript 抛出异常。N-API 是一个稳定的 API 层,允许你构建原生插件并保证在 Node.js 的不同版本间保持兼容性。
当你在 JavaScript 代码中遇到错误时,可能会用到 throw
关键字来抛出异常,类似地,在原生模块中,你可以使用 napi_throw_error
来实现这个目的。当你调用 napi_throw_error
后,当前执行的 Node.js 函数会停止,并且这个错误会被返回给调用这个原生模块的 JavaScript 代码。
下面是 napi_throw_error
的基本用法:
##include `<`node_api.h>
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
// ... 一些代码逻辑 ...
// 假设出现了一个错误,我们需要抛出它
if (发现错误) {
status = napi_throw_error(env, NULL, "这里是错误信息");
if (status != napi_ok) {
// 处理无法抛出错误的情况
}
return NULL;
}
// 其他逻辑...
}
在上面的例子中,我们有一个名为 MyFunction
的函数,它可能是作为一个原生模块暴露给 JavaScript 的功能。如果在函数内部检测到了错误条件,我们就使用 napi_throw_error
来抛出一个错误。第一个参数 env
是一个环境变量,它提供了当前 Node.js 调用的上下文。第二个参数是错误码,这里传递 NULL
表示我们没有指定错误码。最后一个参数是一个人类可读的错误信息字符串。
例如,假设你正在编写一个原生模块,用来处理图像,但是如果传入的文件路径不存在,你就需要报告一个错误:
##include `<`node_api.h>
#include `<`stdio.h>
napi_value ProcessImage(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
char filename[100];
// 假设我们通过某些方式获取到了文件名到 filename 变量
// 检查文件是否存在
if (fopen(filename, "r") == NULL) {
// 文件不存在,抛出错误
status = napi_throw_error(env, NULL, "文件不存在或无法打开!");
if (status != napi_ok) {
// 处理无法抛出错误的情况
}
return NULL;
}
// 处理图像...
// 返回结果...
}
在这个例子中,如果尝试打开文件失败了,那么 fopen
会返回 NULL
,然后我们调用 napi_throw_error
抛出一个错误,错误信息是 "文件不存在或无法打开!"。当这个原生模块的这个函数被 JavaScript 代码调用时,如果遇到这个错误,JavaScript 调用者可以捕获这个异常并作出相应的处理。
napi_throw_type_error
当然,让我来详细解释一下 napi_throw_type_error
这个函数在 Node.js 中的作用。
Node.js 的 N-API 是一个 C 语言的接口,它允许你使用 C 或 C++编写扩展,并与 JavaScript 交互。这使得开发者能够为 Node.js 编写性能敏感的操作,比如直接与操作系统或其他底层系统交互。
napi_throw_type_error
是 N-API 中提供的一个函数,用于在原生代码中抛出一个 JavaScript 类型错误(TypeError)。类型错误通常发生在值不是预期类型时,比如当期望一个字符串(String)而实际上得到了一个数字(Number)。
下面是一个简单的例子,说明了如何在 N-API 扩展中使用 napi_throw_type_error
:
想象我们正在创建一个 N-API 模块,该模块包含一个函数,此函数要求传入一个字符串参数。如果调用者传入非字符串参数,我们就抛出一个类型错误。
##include `<`node_api.h>
// 原生函数,期望接收一个字符串参数
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 1;
napi_value argv[1];
napi_status status;
// 获取JavaScript传递的参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Failed to parse arguments");
return NULL;
}
// 检查参数类型是否为字符串
napi_valuetype valuetype;
status = napi_typeof(env, argv[0], &valuetype);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Failed to identify argument type");
return NULL;
}
// 如果不是字符串,则抛出类型错误
if (valuetype != napi_string) {
napi_throw_type_error(env, NULL, "Argument must be a string.");
return NULL;
}
// ... 进行其它操作 ...
// 返回undefined表示函数执行成功但没有返回值
napi_value undefined;
napi_get_undefined(env, &undefined);
return undefined;
}
// 模块初始化函数
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, MyFunction, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "myFunction", fn);
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
在这段代码中,我们定义了一个名为 MyFunction
的 C 函数,它将被暴露给 JavaScript 环境并且可以从 Node.js 代码中调用。如果调用者没有传递一个字符串参数,napi_typeof
函数会检测到这个问题,然后我们调用 napi_throw_type_error
来抛出类型错误。
现在,假设你已经编译了这个 N-API 模块并命名为 my_native_module
。在 Node.js 代码中,你可以这样调用它:
const nativeModule = require("./my_native_module");
try {
nativeModule.myFunction(123); // 故意传入一个非字符串参数
} catch (err) {
console.error(err); // 这里将捕获并打印出类型错误
}
在这个 JavaScript 示例中,我们尝试使用一个数字去调用 myFunction
。因为我们的原生函数期望一个字符串,所以它使用 napi_throw_type_error
抛出一个错误,然后在 JavaScript 层面,我们通过 try-catch 结构捕获并处理这个错误。
希望这个解释和例子可以帮助你理解 napi_throw_type_error
在 Node.js 中的应用。
napi_throw_range_error
Node.js 中的 napi_throw_range_error
是一个函数,属于 Node.js 的 N-API(原生 API),它允许本地模块(用 C 或 C++编写的扩展)与 JavaScript 代码交互。当你需要从 C/C++代码中抛出一个 JavaScript 的 RangeError
异常时,可以使用这个函数。
在详细解释之前,首先要了解几个关键概念:
N-API: 这是一个独立于具体版本的 Node.js API,意在减少原生插件作者因 Node.js 升级导致的维护成本,并提供 ABI(应用程序二进制接口)稳定性。
RangeError: 在 JavaScript 中,
RangeError
是一种错误对象,表示值不在其允许的范围或者长度之内时发生的错误。C/C++ 原生模块: 通常指的是使用 Node.js 提供的 N-API 编写的、可以被 Node.js 直接调用的模块,这些模块是用 C 或 C++语言编写的。
现在,我们来更加详细地看看 napi_throw_range_error
:
napi_status napi_throw_range_error(napi_env env,
const char* code,
const char* msg);
env
: 这个参数是指向 N-API 环境的指针,这个环境包含了所有 N-API 调用所需的状态信息。code
: 这是一个字符串,代表错误的标识码。它对于区分不同的错误类型很有用。msg
: 这也是一个字符串,含有描述错误详情的文本信息。
当你调用 napi_throw_range_error
时,它会创建一个新的 RangeError
对象,并使用你提供的 code
和 msg
来初始化这个错误对象。然后,它会抛出这个错误,就像在 JavaScript 代码中使用 throw new RangeError(msg);
一样。
实际运用示例
假设你正在编写一个原生模块,该模块提供一个函数,这个函数要求输入一个数组和一个索引值,返回数组中对应索引位置的元素。如果传入的索引超出了数组范围,你想要抛出一个 RangeError
。
##include `<`node_api.h>
// 原生函数实现
napi_value GetArrayElement(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 2;
napi_value args[2];
// 获取JavaScript传递的参数
napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
// 检查是否传入了足够的参数,以及参数的类型是否正确
// ...
// 假设已经获取了array和index,并对它们进行了验证
bool is_out_of_range = false;
// ... 判断索引是否超出数组范围的代码 ...
if (is_out_of_range) {
// 索引超出范围,抛出RangeError
napi_throw_range_error(env, "ERR_INDEX_OUT_OF_RANGE", "Index is out of range.");
return NULL; // 返回NULL表示发生了异常
}
// 其他处理代码,返回数组中的元素 ...
}
// 初始化模块,注册原生函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value getArrayElementFn;
napi_create_function(env, NULL, 0, GetArrayElement, NULL, &getArrayElementFn);
napi_set_named_property(env, exports, "getArrayElement", getArrayElementFn);
return exports;
}
在上面的代码中,如果判断索引超出了数组范围,我们就调用 napi_throw_range_error
抛出异常。这会立即停止当前的函数执行,并将控制权返回给 JavaScript 调用者。JavaScript 调用者可以通过 try-catch 结构捕获并处理这个异常。
这样一来,使用你编写的原生模块的开发者就能得到清晰的错误信息,并且能够像处理常规 JavaScript 异常一样处理这些错误。
node_api_throw_syntax_error
Node.js 中的 napi_throw_syntax_error
是一个函数,属于 N-API 这套 API 的一部分。N-API 提供了一个 C 语言的接口,允许原生插件(用 C 或 C++编写)与 Node.js 代码交互。这些原生插件通常用于性能关键型任务,比如图像处理或者访问系统底层资源。
napi_throw_syntax_error
函数具体是用来创建并抛出一个 JavaScript 语法错误 (SyntaxError
)。在 JavaScript 中,当代码中有语法错误时,比如括号不匹配、关键字使用不当等情况,解释器就会抛出 SyntaxError
。然而,在一个原生模块中,如果你想要从 C/C++ 级别上抛出一个类似的错误到 JavaScript 环境,你可以通过 napi_throw_syntax_error
来实现。
函数签名:
napi_status napi_throw_syntax_error(napi_env env, const char* code, const char* msg);
env
参数是一个napi_env
类型的变量,它代表了当前的 Node.js 执行环境。code
参数是一个以 NULL 结尾的字符串,表示错误代码或标识符。msg
参数是另一个以 NULL 结尾的字符串,它描述了错误的详细信息。
返回值:
该函数返回一个 napi_status
类型的值,表示操作成功与否:
- 如果函数执行成功,它将返回
napi_ok
。 - 如果发生了错误(例如参数无效),它将返回相应的错误码。
实际运用示例:
假设你正在编写一个 Node.js 原生模块,要求用户传入一段 JSON 字符串来处理。如果传入的字符串格式错误,你希望抛出一个语法错误提醒用户。
下面是一段可能的 C/C++ 代码片段,展示了如何使用 napi_throw_syntax_error
:
##include `<`node_api.h>
napi_value ParseJSON(napi_env env, napi_callback_info args) {
// 获取传递给这个函数的参数
size_t argc = 1;
napi_value argv[1];
napi_get_cb_info(env, args, &argc, argv, NULL, NULL);
// 检查参数类型是否为字符串
napi_valuetype val_type;
napi_typeof(env, argv[0], &val_type);
if (val_type != napi_string) {
napi_throw_type_error(env, NULL, "Argument must be a string.");
return nullptr;
}
// 尝试将传入的字符串解析为 JSON
// 假设 parseJSONString 是某个自定义的函数,用于解析 JSON
bool parse_successful = parseJSONString(env, argv[0]);
if (!parse_successful) {
// 如果解析失败,则抛出语法错误
napi_throw_syntax_error(env, NULL, "Invalid JSON string");
return nullptr;
}
// ...
// 余下的函数逻辑
}
// 在原生模块初始化时注册上述函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, ParseJSON, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "parseJSON", fn);
return exports;
}
在这段代码中,ParseJSON
函数首先检查传入的参数是否为字符串,如果不是,它会抛出一个类型错误。如果参数确实是字符串,但无法被正确解析为 JSON,它则会使用 napi_throw_syntax_error
抛出一个语法错误。这样,当 JavaScript 代码调用这个原生模块时,如果提供的 JSON 字符串格式有误,JavaScript 代码将能够捕获到一个 SyntaxError
异常。
napi_is_error
Node.js 中的 N-API 是一个底层的 API,它允许你用 C 或 C++编写扩展。这些扩展可以被 Node.js 直接调用,用于执行那些 JavaScript 不擅长或者速度较慢的任务。napi_is_error
是 N-API 提供的一种功能,我们来详细了解一下。
napi_is_error
简单来说,napi_is_error
函数用来检查一个napi_value
是否表示一个 JavaScript 的 Error 对象。在 JavaScript 中,错误通常用 Error 对象来表示。这个功能对于原生模块的开发者来说很有用,因为它们需要处理从 JavaScript 传递过来的值,并且有时需要区分哪些值是正常值,哪些是错误。
函数签名
napi_status napi_is_error(napi_env env, napi_value value, bool* result);
env
:环境变量,代表了 Node.js 的运行环境。value
:要检查的napi_value
。result
:输出参数,如果value
是一个错误对象,*result
会设置为true
,否则为false
。
返回值
返回napi_status
,它告诉你操作是否成功。如果操作失败,通常意味着有一些严重的问题,比如参数无效等。
实际例子
假设你正在编写一个 Node.js 的原生模块,你可能有一个 C 函数,它接收一个从 JavaScript 传来的参数,你需要确定这个参数是不是一个 Error 对象。
以下是一个使用napi_is_error
的 C 代码片段:
##include `<`node_api.h>
// 假设已经获得了napi_env env和napi_value arg
bool is_error;
napi_status status = napi_is_error(env, arg, &is_error);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误,例如可以输出错误日志、抛出异常等
}
if (is_error) {
// 如果arg是一个Error对象,执行相应的处理
} else {
// 如果arg不是Error对象,执行其他逻辑
}
在这个例子中,你首先定义了一个布尔变量is_error
来存储结果。然后,你调用napi_is_error
并传入env
、arg
和is_error
的地址。函数将检查arg
是否是一个 Error 对象,并将结果存储在is_error
中。之后,根据is_error
的值,你可以决定接下来的处理流程。
请记住,这个 API 和其它的 N-API 函数一样,主要用于创建 Node.js 的原生扩展。如果你是一个编程新手,可能还不需要深入到这个层面。但了解 Node.js 能与 C/C++交互,以及如何检查错误是很有用的。随着你逐渐深入学习,可能会遇到需要使用这些高级特性的情况。
napi_create_error
当然,我会尽量详细并通俗地解释 napi_create_error
这个函数及其在 Node.js 中的作用。
什么是 napi_create_error
?
napi_create_error
是 Node.js 的 N-API(Node.js API)中的一个函数,用于创建一个新的 Error
对象。N-API 是 Node.js 提供给原生插件作者的稳定的 C 接口,让他们可以不必担心 Node.js 版本的变化而频繁更新代码。
JavaScript 中的错误处理是通过 throw
关键字和 try...catch
结构来实现的。在原生模块中,你可能需要创建一个 JavaScript 错误对象并将其传递回 JavaScript 环境以便能够在 JavaScript 中处理这些错误。napi_create_error
就是用来在原生代码中创建 JavaScript 错误对象的方法。
napi_create_error
函数参数和返回值
napi_create_error
函数通常接受以下几个参数:
napi_env env
: 当前执行环境的句柄,它提供了从原生代码到 Node.js 运行时的上下文。napi_value code
: 错误码,通常是一个字符串或整数,表示错误类型。napi_value msg
: 实际的错误信息,通常是描述错误详情的字符串。
这个函数的返回值是一个 napi_status
类型的枚举值,表示调用是否成功。如果成功,你就可以在之后的代码中使用创建的错误对象。
如何使用 napi_create_error
假设你正在编写一个 Node.js 原生插件,并且需要在检测到某种错误情况时,抛出一个错误给 JavaScript 处理。以下是一个简单的示例:
##include `<`node_api.h>
// 假设我们有一个原生函数,该函数需要在发生错误时抛出异常
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value error_code, error_message, error_object;
// 这里你的逻辑代码可能会发现了一个错误,并需要报告它
bool has_error = true; // 假设我们检测到了一个错误
if (has_error) {
// 创建错误码
status = napi_create_string_utf8(env, "MY_ERROR_CODE", NAPI_AUTO_LENGTH, &error_code);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 创建错误信息
status = napi_create_string_utf8(env, "An unexpected error occurred!", NAPI_AUTO_LENGTH, &error_message);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 创建错误对象
status = napi_create_error(env, error_code, error_message, &error_object);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 抛出错误
napi_throw(env, error_object);
}
// 其他正常逻辑...
return some_successful_result;
}
// 初始化函数,注册 MyFunction
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, MyFunction, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "myFunction", fn);
return exports;
}
在这个例子中,如果 MyFunction
检测到错误,它会创建一个带有错误码 "MY_ERROR_CODE"
和错误信息 "An unexpected error occurred!"
的错误对象。然后,它使用 napi_throw
函数抛出这个错误对象。
总结
napi_create_error
是 Node.js N-API 中用来在原生模块代码中创建 JavaScript 错误对象的函数。通过它,你可以在原生代码中生成错误,并通过 JavaScript 的错误处理机制来捕获和处理这些错误。它对于提供清晰的错误信息和保持 JavaScript 和原生代码之间的兼容性非常重要。
记住,在实现原生模块时,正确的错误处理能够大大提高模块的健壮性和可用性。
napi_create_type_error
Node.js 中的 N-API (Node Addon API) 是一个用于构建本地插件(native addons)的 API 层。本地插件是指直接与 Node.js 运行时集成的,使用 C 或 C++ 编写的模块。这些插件可以提供性能上的优势或者使得 Node.js 能够访问系统级资源和库。
napi_create_type_error
函数是 N-API 中的一部分,它允许你创建一个 JavaScript 的类型错误 (TypeError) 对象。在 JavaScript 中,当一个值不是预期的数据类型时,通常会抛出一个 TypeError。例如,如果函数期望一个字符串参数,但是收到了一个数字,那么就可能抛出一个 TypeError。
使用 napi_create_type_error
在 Node.js 的本地插件中,你有时需要向 JavaScript 代码报告某个值的类型不正确。在这种情况下,你可以使用 napi_create_type_error
来创建一个相应的错误对象,并将它传递回 JavaScript 环境。
以下是如何使用 napi_create_type_error
的步骤:
- 确认你正在编写的代码是一个本地插件,即使用 C 或 C++ 并希望与 Node.js 交互。
- 包含必要的 N-API 头文件。
- 实现一个函数,该函数会检查输入参数的类型,并在类型不符合期望时创建类型错误。
下面是一个简化的例子来演示其用法:
##include `<`node_api.h>
// 假设这是一个函数,它期望第一个参数是一个字符串。
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 1;
napi_value args[1];
napi_value this_arg;
napi_status status;
// 获取函数参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, &this_arg, NULL);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 检查参数类型
napi_valuetype valuetype;
status = napi_typeof(env, args[0], &valuetype);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 如果不是字符串,则创建 TypeError
if (valuetype != napi_string) {
napi_value result;
napi_value error_message;
const char* message = "Wrong argument type. Expected a string.";
// 创建一个JS字符串作为错误信息
status = napi_create_string_utf8(env, message, NAPI_AUTO_LENGTH, &error_message);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 创建 TypeError 错误对象
status = napi_create_type_error(env, NULL, error_message, &result);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 抛出错误
napi_throw(env, result);
return NULL;
}
// 如果参数类型正确,继续执行函数...
}
// 初始化代码略过...
在上面的例子中,MyFunction
是一个本地插件中定义的函数,它期望接收一个字符串类型的参数。如果传入的参数不是字符串类型,那么我们使用 napi_create_type_error
来创建一个 TypeError 对象,并通过 napi_throw
来抛出这个错误。
总结
napi_create_type_error
是 Node.js N-API 的一部分,用于在本地插件中创建并抛出 JavaScript 的 TypeError。这对于确保 JavaScript 从本地插件接收到正确类型的数据非常有用,并且有助于开发者诊断和处理错误。
napi_create_range_error
Node.js 中的napi_create_range_error
是一个功能,它属于 N-API(原生 API),这是一套 C 语言编写的接口,允许你创建和操作 JavaScript 值,并在原生插件(用 C/C++编写的模块)中与 JavaScript 代码交互。使用 N-API 编写的原生模块可以在不同版本的 Node.js 上运行而无需重新编译,这有助于提高模块的兼容性和稳定性。
现在,来解释一下什么是napi_create_range_error
:
在 JavaScript 中,RangeError
是一种错误对象,表示当一个值不在其预期范围内时抛出的错误。例如,如果你尝试用一个负数去访问数组的元素,或者使用Number
对象的方法传递了一个无效的数字范围,就会抛出RangeError
。
使用napi_create_range_error
,你可以从 C/C++代码中创建一个与 JavaScript RangeError
相对应的 N-API 错误对象。这在你需要将一个由原生代码检测到的范围错误传达给 JavaScript 环境时非常有用。
这个函数的签名如下:
napi_status napi_create_range_error(napi_env env,
napi_value code,
napi_value msg,
napi_value* result);
env
: 这是一个代表 N-API 环境的句柄,你可以通过它来调用 N-API 的其他函数。code
: 一个napi_value
,包含了一个错误码,通常是一个字符串 ID。msg
: 一个napi_value
,包含了一个描述错误的消息。result
: 这是一个输出参数,指向创建好的RangeError
对象。
举个例子,假设你正在编写一个原生插件,需要检查传入的参数是否在有效的索引范围内:
##include `<`node_api.h>
napi_status CheckIndexInRange(napi_env env, int index, int array_size) {
if (index `<` 0 || index >= array_size) {
// 创建一个错误消息
napi_value msg;
napi_create_string_utf8(env, "Index is out of range", NAPI_AUTO_LENGTH, &msg);
// 创建一个 RangeError 对象
napi_value range_error;
napi_create_range_error(env, NULL, msg, &range_error);
// 将这个错误抛给 JavaScript 环境
napi_throw(env, range_error);
return napi_throw_error; // 返回一个表示发生了错误的状态码
}
return napi_ok; // 没有错误发生
}
在上面的代码中,当CheckIndexInRange
函数检测到index
不在合法范围内时,它会创建一个RangeError
并使用napi_throw
将这个错误抛出到 JavaScript 环境中。这样,当 JavaScript 代码调用这个原生模块的相关函数并发生范围错误时,JavaScript 代码就能捕获到这个错误并相应地处理。
node_api_create_syntax_error
好的,Node.js 中的 node_api_create_syntax_error
是一个关于 N-API 的功能点。N-API 是 Node.js 提供的一套用于构建原生插件的 API,这些 API 是独立于 JavaScript 运行时的,并且在 Node.js 的不同版本中保持向后兼容。
node_api_create_syntax_error
函数用于创建一个新的 SyntaxError
对象。SyntaxError
是 JavaScript 中的一个错误类型,它表示在解析代码时发生的语法错误。当 JavaScript 引擎读取和解释代码而遇到不能理解的结构时,就会抛出 SyntaxError
。
该函数的具体作用是在原生代码(比如 C 或 C++模块)中创建一个与 JavaScript SyntaxError
相似的错误对象,然后可以将这个错误传回到 JavaScript 环境中。这样做的目的是为了让原生模块能够以一种对 JavaScript 开发者来说熟悉的方式报告错误。
使用 node_api_create_syntax_error
时,通常会指定三个参数:
env
- 当前的 N-API 环境句柄,它提供了大量实用的 API。code
- 错误码,是一个唯一标识符,用于区分不同的错误。msg
- 实际的错误信息,描述了发生了什么错误。
现在我们来看几个简单的例子:
例子 1: 创建一个简单的 SyntaxError
假设你正在编写一个原生模块,需要检测传入的字符串是否符合你预期的格式。如果字符串格式不正确,你想要抛出一个 SyntaxError
。
##include `<`node_api.h>
napi_value CreateSyntaxErrorExample(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value syntax_error;
// 创建一个 SyntaxError 对象
const char* error_message = "Unexpected token in JSON at position 10";
napi_status status = napi_create_syntax_error(env, NULL, error_message, &syntax_error);
// 检查操作是否成功
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 将创建的错误返回给 JavaScript
return syntax_error;
}
// 更多的模块初始化代码...
这段代码定义了一个函数 CreateSyntaxErrorExample
,它创建了一个包含自定义错误消息的 SyntaxError
对象,并将其返回给 JavaScript。若创建失败,应当处理相应的错误状态。
例子 2: 在检测到无效输入时使用 SyntaxError
##include `<`node_api.h>
napi_value ParseJSON(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 1;
napi_value args[1];
napi_status status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
// 以下略过参数检验和转换的代码
// 假设我们已经获取了要解析的字符串:json_str
bool is_valid_json = false;
// 对 json_str 进行处理并设置 is_valid_json 标志
if (!is_valid_json) {
// 如果不是有效的 JSON,则创建 SyntaxError 并将其抛出
napi_value syntax_error;
status = napi_create_syntax_error(env, NULL, "Invalid JSON string", &syntax_error);
if (status == napi_ok) {
napi_throw(env, syntax_error); // 抛出错误
}
}
// 解析成功的逻辑...
}
// 更多的模块初始化代码...
在这个示例中,ParseJSON
函数试图解析一个 JSON 字符串。如果检测到该字符串不是有效的 JSON,它将创建一个 SyntaxError
对象并通过调用 napi_throw
将其抛给调用方。这样,JavaScript 调用侧就可以捕获并处理这个错误了。
napi_get_and_clear_last_exception
napi_get_and_clear_last_exception
是 Node.js 中的一个函数,它属于 N-API 的一部分。N-API 是一个稳定的 C API,允许你构建原生插件,即用 C、C++等语言编写的模块,这些模块可以直接被 Node.js 代码调用。
当你在创建 Node.js 的原生插件时,可能会与 JavaScript 代码进行交互,并且有时候这些交互可能会导致异常(错误)发生。正常情况下,如果 JavaScript 代码抛出了一个异常,而你没有恰当地处理它,那么这个异常就会沿着调用栈向上传播,直到它到达最顶层并被 Node.js 环境捕获。
napi_get_and_clear_last_exception
这个函数的作用是:当你的原生代码引起了 JavaScript 异常时,你可以使用此函数来检索这个异常对象,并且同时清除掉这个异常,防止它继续向上传播。
以下是如何使用 napi_get_and_clear_last_exception
的一个简单例子:
假设我们有一个原生函数,该函数试图执行一段 JavaScript 代码,但可能会抛出一个异常:
##include `<`node_api.h>
// 假设的原生函数,其中可能会产生JavaScript异常
napi_value MyNativeFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value result;
// 尝试做一些工作...
// 这里的某些操作可能会抛出JavaScript异常
// 检查是否有异常发生
napi_value exception;
napi_status status = napi_get_and_clear_last_exception(env, &exception);
if (status == napi_ok) {
// 异常已经被清理,现在你可以决定如何处理它
// 例如,你可以打印出错误信息或将其作为错误返回值返回给调用者
}
// 其他工作...
return result;
}
在这个例子中,MyNativeFunction
函数在执行期间可能会产生一个异常。通过调用 napi_get_and_clear_last_exception
,我们检查是否有任何异常发生,并清除它。如果确实存在异常,我们就可以获取异常对象,并决定如何处理它,比如记录日志,或者将错误信息返回给原生函数的调用者。
此外,N-API 提供了一套完整的异常处理 API,包括但不限于获取异常信息、创建新的错误对象等,让原生模块开发者能够更好地控制错误处理流程。
记住,N-API 是专门设计用来构建原生插件的,所以如果你只是在写普通的 Node.js JavaScript 代码,可能永远都不需要直接接触到像napi_get_and_clear_last_exception
这样的函数。这些 API 更多地用在底层的性能优化或特殊功能实现上。
napi_is_exception_pending
好的,让我来解释一下 Node.js 中的 napi_is_exception_pending
函数。
N-API(Node.js API)是一个用于构建原生插件的接口。原生插件指的是用 C、C++等编程语言写成的模块,它们能够直接与 Node.js 的底层 API 进行交互,通常用于性能关键型操作或者调用系统级别的库。
在使用 N-API 编写原生代码时,可能会产生异常。在 JavaScript 中,异常通常是一个错误对象,当你的代码执行出错时,JavaScript 运行时会抛出这个错误对象。类似地,在 N-API 编写的原生插件中也可以抛出异常。
napi_is_exception_pending
是一个函数,用来检查是否有异常在原生模块中被触发但还未被 JavaScript 处理。这个函数非常重要,因为在继续执行其他 N-API 调用前,必须清理现有的异常,否则可能导致不可预见的行为。
下面我们看一下 napi_is_exception_pending
函数的基本使用方法:
##include `<`node_api.h>
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
// ...你的代码...
// 检查是否有未处理的异常
bool hasException;
napi_status status = napi_is_exception_pending(env, &hasException);
// 如果调用成功,并且有异常存在
if (status == napi_ok && hasException) {
// 处理异常,比如获取异常对象并打印它
napi_value exception;
status = napi_get_and_clear_last_exception(env, &exception);
// ... 打印异常信息或其他处理 ...
// 返回一个错误或null表示函数执行遇到了问题
return NULL;
}
// ... 其他代码,如果没有异常就继续执行 ...
// 返回结果
napi_value result;
// 假设我们要返回一个简单的字符串 "hello world"
status = napi_create_string_utf8(env, "hello world", NAPI_AUTO_LENGTH, &result);
return status == napi_ok ? result : NULL;
}
// 注册上面的函数为一个原生模块的导出函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value fn;
napi_status status = napi_create_function(env, NULL, 0, MyFunction, NULL, &fn);
if (status != napi_ok) return NULL;
napi_set_named_property(env, exports, "myFunction", fn);
return exports;
}
在这个例子中,我们定义了一个名为 MyFunction
的函数,它首先使用 napi_is_exception_pending
来检查是否有异常在等待处理。如果有异常,我们利用函数 napi_get_and_clear_last_exception
获取这个异常对象,并且可以做进一步处理,例如打印异常信息。此外,如果没有异常就继续后面的操作,并最终创建一个字符串返回结果。
通过这种方式,我们在编写原生插件的时候能够更好地管理和响应异常情况,确保 Node.js 应用的稳定性和正确性。
napi_fatal_exception
Node.js 是一个基于 Chrome 的 V8 JavaScript 引擎的 JavaScript 运行环境,允许你在服务器端运行 JavaScript 代码。Node.js 使用事件驱动、非阻塞 I/O 模型,使其轻量且高效,非常适合处理数据密集型实时应用。
在 Node.js 中,有一个原生模块系统叫作 N-API,它提供了一系列的 API,让你能够使用 C 或者 C++ 来编写扩展。这些扩展能够直接与 Node.js 的 JavaScript 运行时进行交互,提供一些 JavaScript 本身无法或者不那么高效实现的功能。
napi_fatal_exception
是 N-API 中的一个函数,当你在编写一个 Node.js 的原生扩展时可能会用到它。简单来说,当你的原生扩展中发生了一个无法恢复的错误,可以调用此函数来通知 Node.js 异常情况,并让 Node.js 停止当前的事件循环并退出。
下面是 napi_fatal_exception
的一个简化示例说明:
想象你正在编写一个原生模块,该模块需要执行一些底层操作,比如访问硬件信息或者进行复杂的数学计算。假设在执行这些操作时出现了一个严重错误,例如访问了无效的内存地址或者触发了一个断言失败。在这种情况下,可能需要立即终止程序,因为程序的状态已经不确定且可能导致更多错误或安全问题。
##include `<`node_api.h>
// 一个示例原生函数,它可能会遇到致命的异常
napi_value ExampleFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 假设我们在这里进行一些操作,但出现了一个严重错误...
// ...
// 致命错误发生,我们需要通知 Node.js
napi_value error;
napi_create_string_utf8(env, "致命错误:操作无法完成!", NAPI_AUTO_LENGTH, &error);
napi_fatal_exception(env, error);
// 此行之后的代码将不会被执行,因为 napi_fatal_exception 将终止执行
}
// 模块初始化函数
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, ExampleFunction, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "exampleFunction", fn);
return exports;
}
// 注册模块
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
在上述示例中,如果 ExampleFunction
函数中的操作失败并触发了致命的异常,它会创建一个错误信息字符串并通过 napi_fatal_exception
传递给 Node.js。一旦调用了 napi_fatal_exception
,Node.js 会认为发生了不可恢复的错误,并将默认终止进程。
值得注意的是,在真实的原生模块开发中,你不会频繁地使用 napi_fatal_exception
,因为大部分错误都应该通过正常的 JavaScript 异常机制来处理。只有在确实遇到了无法恢复的严重错误时,才应该使用此函数。
Fatal errors
Node.js 是一个基于 Chrome 的 V8 JavaScript 引擎的 JavaScript 运行环境,它使得开发者可以使用 JavaScript 编写服务端代码。在 Node.js 中提供了很多的内建模块,以及通过 npm(Node Package Manager)可以安装的第三方模块,以便开发者构建各种应用程序。
N-API 是 Node.js 提供的一个用来构建原生扩展的 API。原生扩展是一种特殊类型的模块,它允许 JavaScript 与能够以更高性能执行特定任务的 C/C++代码互操作。这通常用于那些对性能要求很高的场景,比如访问硬件功能或者进行密集型计算。
当你遇到 "Fatal errors" 这个术语时,它指的是在运行 Node.js 程序过程中,系统遇到了无法恢复的错误,导致 Node.js 进程崩溃。下面就来简单解释一下什么是 Fatal errors,并给出一些实际的例子。
Fatal errors
在 Node.js 的 N-API 上下文中,Fatal error 是指在使用 N-API 函数调用时,如果因为某种原因(比如内存不足、无效的参数等)导致程序无法继续执行,Node.js 就会触发一个致命错误。
它通常意味着有一些重大的问题出现了,必须立即修复,因为它会导致 Node.js 进程完全退出,而且不会触发正常的异常处理流程。而且,由于这类错误是在 C/C++ 层面产生的,JavaScript 层面的 try-catch 无法捕捉到它们。
实际的例子:
内存不足: 如果你的原生扩展尝试分配内存,但是系统没有足够的可用内存,这可能会导致致命错误。
Napi::Env env = ...; size_t size_to_allocate = 1024 * 1024 * 1024; // 尝试分配 1GB 内存 char* large_block = new (std::nothrow) char[size_to_allocate]; if (large_block == nullptr) { // 内存分配失败,触发Fatal error NAPI_FATAL_ERROR("Unable to allocate enough memory"); }
违反 API 使用规则: 比如,如果一个 N-API 函数要求传入非空指针作为参数,但你错误地传入了空指针,这可能导致致命错误。
Napi::Env env = ...; napi_value result; // 假设 some_function 需要一个有效的 `napi_value` 参数,而不是 `nullptr` napi_status status = some_function(env, nullptr, &result); if (status != napi_ok) { // API 调用不正确,触发Fatal error const napi_extended_error_info* error_info; napi_get_last_error_info(env, &error_info); NAPI_FATAL_ERROR(error_info->error_message); }
未处理的异常: 如果你的原生扩展函数中发生了未被捕获的异常,它也可能转变成致命错误。
Napi::Env env = ...; try { // 执行一些可能抛出异常的操作 } catch (const std::exception& e) { // 异常被捕获,但没有合适的处理方式,触发Fatal error NAPI_FATAL_ERROR(e.what()); }
在处理致命错误时,你需要谨慎,确保只有在真正无法恢复的情况下才触发它们,并且最好在发生之前,就通过代码审查和测试来预防这类错误的发生。因为一旦发生,它通常意味着进程的即刻终止。
napi_fatal_error
Node.js 中有一种叫 N-API 的 API(应用程序编程接口),它允许你使用 C 或 C++ 编写代码,这些代码可以和 Node.js 进行交互。N-API 设计的目的是帮助开发者创建所谓的原生插件或原生模块,即直接与 Node.js JavaScript 引擎通信的非 JavaScript 代码。
napi_fatal_error
是 N-API 提供的一个函数,它的作用是在一个不可恢复的错误发生时通知 Node.js。当这个函数被调用后,它会导致 Node.js 进程立即终止,也就是说你的 Node.js 应用会立刻停止运行,并输出一条错误消息。
这个函数的定义如下:
void napi_fatal_error(const char* location, size_t location_length,
const char* message, size_t message_length);
参数说明:
location
: 这个参数是一个字符串,表示错误发生的位置,可能是一个文件名或者函数名。location_length
: 是上述位置字符串的长度。message
: 这个参数是一个字符串,包含了错误信息。message_length
: 是上述错误信息字符串的长度。
这里要注意的是,napi_fatal_error
通常只在最糟糕的情况下使用,当你确实没有其他方法来处理错误时。因为一旦调用这个函数,你的应用将不会有机会进行任何形式的清理工作,比如关闭文件句柄、数据库连接等。
举例来说,假设你正在编写一个原生插件来读取某种特殊格式的文件,而这种格式的解析库只提供了 C++ 接口。在解析文件的过程中,如果发现了一个根本无法解析的错误(比如文件已损坏到无法修复的地步),你就可以使用 napi_fatal_error
来报告这个问题:
##include `<`node_api.h>
void readFileAndParse(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 假设 params 包含了我们需要的参数
// ...
if (file_is_corrupted(params)) {
// 如果文件损坏了,并且我们无法处理这个错误
const char* location = "readFileAndParse";
const char* message = "The file is corrupted and cannot be read.";
napi_fatal_error(location, NAPI_AUTO_LENGTH, message, NAPI_AUTO_LENGTH);
// 调用 napi_fatal_error 后,下面的代码不会被执行
}
// 正常的文件处理代码
// ...
}
请记住,napi_fatal_error
应该是最后的手段。在大多数情况下,优雅地处理错误(如返回异常给 JavaScript)是更好的做法,因为这允许你的应用有机会恢复或至少以适当的方式退出。
Object lifetime management
在 Node.js 中,N-API 是一个用于构建本地插件的 API。它允许你使用 C 或者 C++ 代码来写扩展,这些扩展可以直接与 Node.js 的运行时交互。而“对象生命周期管理”指的是在这个上下文中如何管理 JavaScript 对象和本地资源(C/C++ 分配的内存)的创建、使用和销毁。
在编写 N-API 扩展时,需要格外注意不要造成内存泄露或野指针。这就需要妥善管理你创建的对象的生命周期。Node.js 的垃圾回收器负责管理 JavaScript 对象的生命周期,但对于本地资源并不会自动管理。因此,N-API 提供了一系列的函数来帮助控制本地资源的生命周期。
引用 (Reference)
在 N-API 中,你可以创建对 JavaScript 对象的引用。这种引用保证了对象不会被垃圾回收器回收,直到你明确地告诉它这样做。引用分为两种:
- 强引用 (
napi_ref
): 当你创建一个强引用时,相应的对象将保持活跃状态,不会被垃圾回收器回收。 - 弱引用 (
napi_weakref
): 弱引用不会阻止对象被回收。当你只想要知道对象是否还活着,但不想影响其生命周期时,可以使用弱引用。
实际例子
假设你正在编写一个 Node.js 模块,该模块需要从 JavaScript 创建一个大型的数据缓存,并将其传递给 C++ 的某个库去处理。
##include `<`node_api.h>
// 假设这是你即将存储 JavaScript 对象引用的变量
napi_ref myObjectRef;
// 这个函数将一个 JavaScript 对象保存为一个强引用,使其不会被回收
void CreateStrongReference(napi_env env, napi_value object) {
// 创建一个新的强引用
napi_status status = napi_create_reference(env, object, 1, &myObjectRef);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误 ...
}
}
// 当你不再需要那个对象时,可以删除引用以允许垃圾回收器回收它
void DeleteReference(napi_env env) {
napi_delete_reference(env, myObjectRef);
}
在上面的代码中,我们首先定义了一个全局变量 myObjectRef
来存储对象的引用。然后有两个函数:CreateStrongReference
用于创建一个强引用,它接受一个 JavaScript 对象,并确保它不会被垃圾回收器回收;DeleteReference
用于释放引用,这样垃圾回收器就可以正常地回收对象了。
注意事项
当你使用 N-API 管理对象生命周期时,以下几点非常重要:
平衡创建和删除引用:每次调用
napi_create_reference
后,都应该在适当的时机调用napi_delete_reference
。否则可能导致内存泄漏。遵循最佳实践:避免保留不必要的引用,尤其是强引用,因为它们会影响垃圾回收器的工作,可能导致更多的内存消耗。
线程安全:在多线程环境中使用 N-API 时,确保相关操作是线程安全的。
综上所述,对象生命周期管理在使用 N-API 编写本地扩展时至关重要,合理地管理不仅可以避免内存泄漏,还能确保程序的性能。
Making handle lifespan shorter than that of the native method
在 Node.js 中,N-API 是一个用来构建原生插件的 API。它允许你使用 C/C++代码与 Node.js 的 JavaScript 引擎交互,以此可以创建性能更优的模块或者直接调用系统级别的 API。
由于 JavaScript 和 C/C++ 在内存管理上有很大的不同,N-API 提供了一套处理这些差异的机制。特别地,在 N-API 中,我们经常需要创建“句柄”(handle),这是指向 JavaScript 对象的引用,通过这些句柄我们可以在 C/C++ 代码中操作 JavaScript 对象。
然而,在某些情况下,句柄的生命周期可能会比它所关联的 C/C++原生方法更长。这就引入了潜在的问题:如果句柄太久没有被释放,它会保持对一个可能已经不再需要的 JavaScript 对象的引用,从而导致该对象无法被垃圾回收器回收,造成内存泄漏。
为了解决这个问题,Node.js v21.7.1 中 N-API 提供了一种方式来确保句柄不会比其对应的原生方法生命周期更长。具体来说,就是通过限制句柄的作用域,只让它存在于需要它的代码执行期间。
让我们举个例子:
假设我们正在编写一个原生模块,该模块负责从操作系统中获取系统时间,并将它返回给 JavaScript 代码。我们的 C++函数可能会看起来像这样:
##include `<`napi.h>
#include `<`time.h>
// 假设这是一个N-API暴露给JS的函数
Napi::Value GetSystemTime(const Napi::CallbackInfo& info) {
Napi::Env env = info.Env();
// 获取系统时间
time_t current_time = time(nullptr);
// 这里创建一个句柄,这个句柄关联到一个新的JS Date对象
Napi::Object dateObject = Napi::Date::New(env, static_cast`<`double>(current_time) * 1000);
// 返回这个句柄,即返回Date对象给JS
return dateObject;
}
// 省略其他注册模块的代码...
在这个例子中,dateObject
是一个句柄,它指向了一个新创建的 JavaScript Date
对象。当 GetSystemTime
函数执行完毕并返回这个 Date
对象之后,在 C++代码中,我们不再需要 dateObject
这个句柄了。N-API 的设计可以保证,一旦这个函数返回,除非 JavaScript 代码依然持有这个 Date
对象的引用(例如,把它赋值给一个变量),否则这个 Date
对象和 dateObject
句柄都可以被垃圾回收器回收,避免了内存泄漏。
总的来说,通过调整 N-API 中句柄的生命周期,使得它们不会比相关的原生方法活得更久,Node.js V21.7.1 帮助开发者更好地管理内存,防止内存泄漏的问题。这对于编写高效、稳定的原生扩展至关重要。
napi_open_handle_scope
Node.js 中的 napi_open_handle_scope
是一个与 N-API(Node.js API)相关的功能。在深入了解这个函数之前,先解释一下几个概念,这样你可以更好地理解它的作用。
N-API(Node API) N-API 是一个 C 语言的 API 层,它允许你编写能够跨不同版本 Node.js 运行的本地插件。使用 N-API 编写的本地插件不依赖于 V8 引擎的内部结构,因此当 Node.js 升级时,很可能无需修改代码就能继续工作。
句柄(Handle) 在 Node.js 中,句柄是对 JavaScript 值的引用,它们在 N-API 中用于管理和维护 JavaScript 对象的生命周期。句柄使得 C/C++代码可以存储和操作 JavaScript 对象。
句柄作用域(Handle Scope) 句柄作用域提供了一种限制句柄生命周期的方式,它可以确保在这个作用域结束时,所有创建的句柄都会被正确的清除。这有助于避免内存泄露。
现在,来看 napi_open_handle_scope
这个函数的作用:
- 当一个本地插件(用 C 或 C++编写的代码)要与 JavaScript 交云时,它可能需要创建许多 JavaScript 对象。
napi_open_handle_scope
用于创建一个新的句柄作用域。在这个作用域中,你可以安全地创建 JavaScript 对象并且与它们交互。 - 在执行完相关操作后,你需要调用
napi_close_handle_scope
函数来关闭作用域并且释放其中的句柄,以防止内存泄露。
实际运用例子:
假设你正在编写一个本地插件,该插件提供了一个函数,用于创建一个新的 JavaScript 数组并且填充一些数据。
##include `<`node_api.h>
// 一个简单的函数,用来创建一个JavaScript数组并且填充数据
napi_value CreateArray(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 开启一个新的句柄作用域
napi_handle_scope scope;
napi_open_handle_scope(env, &scope);
// 创建一个空的JavaScript数组
napi_value array;
napi_create_array(env, &array);
// 填充数组
for (int i = 0; i `<` 10; i++) {
napi_value num;
napi_create_int32(env, i, &num);
napi_set_element(env, array, i, num);
}
// 关闭句柄作用域
napi_close_handle_scope(env, scope);
// 返回创建的数组
return array;
}
在上面的例子中,我们首先开启了一个新的句柄作用域,然后创建了一个 JavaScript 数组,并通过一个循环向其中填充了整数 0 到 9。在完成这些操作后,我们关闭了句柄作用域,以确保所有在作用域中创建的句柄都得到适当的清理。最后,我们返回了这个数组,这样 JavaScript 代码就可以使用它了。
使用 napi_open_handle_scope
和 napi_close_handle_scope
可以帮助你编写出更稳健、内存高效的本地插件。
napi_close_handle_scope
napi_close_handle_scope
是一个函数,它属于 Node.js 的 N-API(Node.js API),这个 API 提供了一套用 C 语言编写本地插件的接口。在解释 napi_close_handle_scope
之前,我们需要先理解两个概念:handle
和 handle scope
。
在 JavaScript 中,当你创建了一个对象、函数或者其他任何类型的值时,JavaScript 引擎会在内存中为其分配一个地址。在 C/C++ 插件代码中操作这些 JavaScript 值时,不能直接使用它们在内存中的地址,而是通过“句柄”(handles)来引用这些值。这样做的目的是为了确保垃圾回收机制能够正确地管理这些值的生命周期,防止内存泄露。
handle scope
则是一个包含多个句柄的容器,当你在 C/C++ 代码中创建了很多 JavaScript 值时,这些值的句柄会被存放在一个handle scope
中。每个handle scope
都有自己的生命周期,在这段时间内,可以安全地引用其中的句柄。
现在让我们来看看 napi_close_handle_scope
函数。这个函数用于关闭一个先前打开的 handle scope
。每当你在 C/C++ 的 N-API 插件代码中完成了一系列与 JavaScript 值相关的操作,并且不再需要继续访问这些值时,就应该关闭相应的 handle scope
。关闭 handle scope
可以告诉 Node.js 的垃圾回收机制,所有在这个 handle scope
中的句柄所引用的 JavaScript 值现在都可以被回收,如果它们不再被程序的其他部分所引用的话。
示例
为了具体说明,我们可以设想这样一个场景:
假设你正在编写一个 Node.js 的 C++ 插件,它需要创建多个新的 JavaScript 对象,并将它们传递给 Node.js 的 JavaScript 环境。
##include `<`node_api.h>
// 这个函数模拟了一个可能会创建很多JavaScript对象的操作
napi_value CreateObjects(napi_env env) {
napi_handle_scope scope;
napi_open_handle_scope(env, &scope); // 打开一个 handle scope
// 接下来创建一些 JavaScript 对象,比如:
napi_value jsObject1, jsObject2;
napi_create_object(env, &jsObject1);
napi_create_object(env, &jsObject2);
// ... 创建更多对象,并进行相关操作
// 完成所有操作后,我们不再需要维持这些对象的句柄:
napi_close_handle_scope(env, scope); // 关闭 handle scope
// 假设我们要返回最后创建的对象给 JavaScript 环境
return jsObject2;
}
// 注册上面的函数作为一个模块导出
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
void Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_property_descriptor desc = { "createObjects", 0, CreateObjects, 0, 0, 0, napi_default, 0 };
napi_define_properties(env, exports, 1, &desc);
}
在上述示例中,napi_open_handle_scope
函数用于创建一个新的 handle scope
。随后,我们可以安全地创建多个 JavaScript 对象。在这些操作完成后,通过调用 napi_close_handle_scope
来关闭 handle scope
,这表明所有在此 handle scope
中创建的句柄所指向的对象现在可以被垃圾收集器回收。最后,CreateObjects
函数返回了一个 JavaScript 对象给 Node.js 环境。
注意,以上代码只是一个简化的例子,旨在帮助理解 napi_close_handle_scope
的用法。在实际的 N-API 插件开发中,还需要考虑错误处理和异常安全等因素。
napi_open_escapable_handle_scope
当然,让我们深入了解 Node.js 中的 napi_open_escapable_handle_scope
函数。
首先,N-API
是 Node.js 提供的一个 API 层,允许你用 C 或 C++ 编写扩展。这些扩展可以直接与 Node.js 的底层 V8 JavaScript 引擎交互。这样做的好处之一是编写出来的模块不依赖于 V8 引擎的特定版本,也就是说,它们在 Node.js 的不同版本中更加稳定。
现在让我们聊聊 handle scope
。在 V8(Node.js 使用的 JavaScript 引擎)中,大部分的 JavaScript 对象都是通过堆内存管理的。为了高效地回收这些对象,V8 使用了垃圾回收机制。Handle scope
是 V8 用来跟踪和管理 JavaScript 对象生命周期的机制之一。当你创建了很多局部 JavaScript 对象,并且希望这些对象在当前函数调用完成后能够有效地被垃圾回收器清理时,你会使用 handle scope
。
那么 napi_open_escapable_handle_scope
具体是做什么的呢?简单来说,它创建了一个叫做 escapable handle scope
的新环境,它允许你临时保留一些 JavaScript 对象,即使当前的函数已经结束,这些对象也可以“逃离”这个作用域并被其他部分的代码继续使用。
实际运用示例:
假设你正在编写一个 Node.js 扩展来处理图像,你需要在 C++ 代码中创建一个表示图片的 JavaScript 对象,然后将这个对象传回给 Node.js 的调用者。
##include `<`node_api.h>
// 假设这个函数会在某处被调用,以创建一个新的图片对象
napi_value CreatePictureObject(napi_env env) {
napi_status status;
napi_handle_scope scope;
// 创建一个 escapable handle scope
status = napi_open_escapable_handle_scope(env, &scope);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 在这个作用域中创建一个新的 JavaScript 对象
napi_value pictureObj;
status = napi_create_object(env, &pictureObj);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// ...设置对象的属性等...
// “逃逸”对象,这样它就可以被返回并由函数外部的代码所使用
napi_value escaped_pictureObj;
status = napi_escape_handle(env, scope, pictureObj, &escaped_pictureObj);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 关闭 handle scope
status = napi_close_escapable_handle_scope(env, scope);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
return escaped_pictureObj; // 返回“逃逸”后的对象
}
// 这个函数可能会被暴露给 Node.js 代码调用
// ...
在上面的例子中,我们使用 napi_open_escapable_handle_scope
创建了一个可以从中“逃逸”的作用域。在这个作用域里,我们创建了一个新的对象 pictureObj
,并且通过调用 napi_escape_handle
让这个对象在 napi_close_escapable_handle_scope
调用关闭作用域后仍然可以被使用。
这样,当你的 C++ 函数返回时,Node.js 的调用者就能够获取到这个 JavaScript 对象并与其交互,比如读取属性值或者调用对象上的方法。这是一个非常有用的机制,尤其是在您需要在原生代码中创建复杂对象并将它们传递回 JavaScript 环境时。
napi_close_escapable_handle_scope
当然,我会努力以通俗易懂的方式来解释这个概念。
在 Node.js 中,napi_close_escapable_handle_scope
是一个函数,它属于 N-API(Node.js API)的一部分,这是一个用于构建本地插件的 API。为了理解napi_close_escapable_handle_scope
,我们首先需要理解几个关键概念:句柄(handle),句柄作用域(handle scope)和可逃逸的句柄作用域(escapable handle scope)。
句柄 (Handle): 在 Node.js 的上下文中,句柄是一个引用,指向 JavaScript 值或对象。由于 Node.js 内部使用 V8 引擎来管理 JavaScript 代码,所以句柄实际上是对 V8 引擎中对象的引用。
句柄作用域 (Handle Scope): 为了管理内存,V8 引擎使用了一个概念叫做句柄作用域。一个句柄作用域可以包含很多句柄。当你在 C++扩展中创建 JavaScript 值时,这些值会被放入当前的句柄作用域。当该作用域结束时,如果这些 JavaScript 值没有被其他部分的代码引用,它们就会被垃圾收集器清除掉。这有助于防止内存泄漏。
可逃逸的句柄作用域 (Escapable Handle Scope): 这是一种特殊的句柄作用域。通常情况下,在句柄作用域内创建的值不能“逃逸”到外面的作用域,但在可逃逸的句柄作用域内,你可以指定某个值“逃逸”,这意味着即使这个作用域结束了,该值也不会被清理,而是可以继续被外部的代码所使用。
现在让我们看看napi_close_escapable_handle_scope
:
napi_status napi_close_escapable_handle_scope(napi_env env,
napi_escapable_handle_scope scope);
这个函数的作用是关闭一个可逃逸的句柄作用域。当你完成了在可逃逸的句柄作用域内的工作,并且已经标记了想要逃逸的值(如果有的话),你就应该调用这个函数来关闭作用域。
例子: 假设你正在编写一个接收一个 JavaScript 数组,并返回数组中第一个元素的扩展。在这种情况下,你可能会创建一个可逃逸的句柄作用域,获取数组的第一个元素,并将其标记为逃逸。然后使用napi_close_escapable_handle_scope
来结束作用域,同时保持对那个元素的引用。
##include `<`node_api.h>
// 假设 env 是有效的 napi_env
napi_status status;
napi_escapable_handle_scope scope;
// 创建可逃逸的句柄作用域
status = napi_open_escapable_handle_scope(env, &scope);
// ... 假设你已经获取了数组的第一个元素 ...
// 将你希望逃逸的值标记为逃逸,确保它在作用域之外仍然有效
napi_value escaped_value;
status = napi_escape_handle(env, scope, array_element, &escaped_value);
// 关闭可逃逸的句柄作用域
status = napi_close_escapable_handle_scope(env, scope);
// 此时,escaped_value 依然有效,可以返回给 JavaScript
在这段代码中:
napi_open_escapable_handle_scope
创建了一个新的可逃逸的句柄作用域。napi_escape_handle
标记了一个值使其能从作用域中逃逸。napi_close_escapable_handle_scope
结束了这个作用域,但允许标记为逃逸的值在作用域之外生存。
请注意,这里的status
变量用于检查每个 N-API 调用是否成功。在真正的代码中,你应该总是检查status
并相应地处理错误。
希望这个解释有助于你理解napi_close_escapable_handle_scope
函数及其在 Node.js 本地模块开发中的作用。
napi_escape_handle
好的,让我们来详细了解一下 Node.js 中的 napi_escape_handle
。
首先,napi_escape_handle
是一个属于 Node.js N-API(原生 API)的函数。N-API 是 Node.js 提供的一个 C 语言的 API 层,允许你使用 C 或者 C++编写扩展模块。这些扩展模块可以直接调用低级别的 API,与 V8 引擎(Node.js 运行时的核心)进行交互,而无需关心 Node.js 内部代码的具体实现细节。
在理解napi_escape_handle
之前,我们需要知道什么是"handle scope"。在 Node.js 中,为了有效地管理 JavaScript 对象的内存,V8 使用了一种称作垃圾回收(GC)的机制。为了配合这个机制,V8 引入了所谓的"handle scope":当你在 C/C++扩展中创建一个新的 JavaScript 对象时,它会被自动放入当前的 handle scope。当这个 scope 结束时,如果这个对象没有别的引用,它就可以被垃圾回收器清理掉。这样可以帮助防止内存泄漏。
然而,有时你可能希望一个 JavaScript 对象能够“逃逸”出当前的 handle scope,使其不受当前 scope 结束时垃圾回收的影响。这就是napi_escape_handle
函数的作用。
举个实际的例子: 想象你正在编写一个 Node.js 扩展,该扩展创建了一个 JavaScript 对象,并希望在未来某个时候,即便是在当前的 handle scope 已经结束后,也能再次访问到这个对象。你可以使用napi_escape_handle
来保证这个对象在当前 scope 外仍然可用。
代码示例可能类似于以下情况:
##include `<`node_api.h>
// 假设env是当前的环境标识,scope是你当前的handle scope
napi_handle_scope scope;
napi_open_handle_scope(env, &scope);
// 创建一个新的JavaScript对象
napi_value js_object;
napi_create_object(env, &js_object); // 直接操作V8引擎创建对象
// 假设你想让这个对象在scope外面也能访问到
napi_escapable_handle_scope escapable_scope;
napi_open_escapable_handle_scope(env, &escapable_scope);
// 通过napi_escape_handle让js_object逃逸出当前的handle scope
napi_value escaped_js_object;
napi_escape_handle(env, escapable_scope, js_object, &escaped_js_object);
// 现在即使关闭scope,escaped_js_object也不会被清除
napi_close_escapable_handle_scope(env, escapable_scope);
napi_close_handle_scope(env, scope);
// 你现在可以在任何时候安全地使用escaped_js_object,因为它已经逃逸出了scope
在上述代码中,napi_open_handle_scope
和 napi_open_escapable_handle_scope
用来分别打开普通的和可逃逸的 handle scopes。napi_escape_handle
则用于将js_object
从escapable_scope
中逃逸到外面,让它可以在escapable_scope
和scope
关闭后继续存在。这样做之后,escaped_js_object
可以在其他地方被安全地使用,而不必担心它会被垃圾回收掉。
总结一下,napi_escape_handle
是一个高级特性,主要用于在编写 C/C++扩展时,确保 JavaScript 对象可以在它们被创建的 handle scope 外部生存。这对于管理复杂的对象生命周期十分有用,尤其是在异步操作和回调函数中。
References to values with a lifespan longer than that of the native method
在 Node.js 中,N-API
是一个用于构建原生插件的 API。原生插件是指直接使用 C 或 C++ 语言编写的模块,这些模块可以通过 Node.js 调用。这样做的理由通常是为了提高性能,或者是为了能使用某些只有在低级语言中才存在的功能。
在 JavaScript 中,当你创建一个对象或者函数,并且不再有任何引用指向它时,垃圾回收器将会自动释放该对象占用的内存。但在 C/C++ 中,管理内存的责任在于开发者,他们需要显式地分配和释放内存。
引用与寿命
当我们在 N-API
插件中处理 JavaScript 值时,可能会遇到一种情况:我们希望在原生代码中保持对 JavaScript 值的引用,即使当前的原生方法结束执行后也是如此。这是因为原生方法执行完毕后,按照 JavaScript 的垃圾回收机制,如果没有其他引用指向这个值,它可能就会被回收掉。
为了解决这个问题,N-API
提供了一种机制,允许我们在原生代码中创建对 JavaScript 值的强引用,这些引用保证了即使原生方法执行完毕,JavaScript 值也不会被垃圾回收器回收。
实际运用示例
假设你正在编写一个原生插件来处理图片。你在 JavaScript 端有一个图片的引用,而你想在后台进行一些长时间运行的图像处理工作。
##include `<`node_api.h>
// 假设这是一个将被长时间运行的图像处理函数
void ProcessImageInBackground(napi_env env, void* data) {
// ...
// 这里我们执行一些耗时的图像处理操作
// ...
}
napi_value StartProcessingImage(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
// 获取传递给该函数的 JavaScript 图片对象
size_t argc = 1;
napi_value args[1];
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
// 创建一个对该 JavaScript 图片对象的强引用
napi_ref image_ref;
status = napi_create_reference(env, args[0], 1, &image_ref);
// 将图像处理任务放入后台线程
napi_value result;
status = napi_create_async_work(env, ... , ProcessImageInBackground, ... , &result);
// 启动异步工作
status = napi_queue_async_work(env, result);
return result;
}
在上面的伪代码中,StartProcessingImage
函数被调用时会启动一个图像处理的异步任务。由于这项任务将在后台线程中执行,我们需要确保所处理的 JavaScript 图片对象在整个处理过程中都是活跃的,不会被垃圾回收。为此,我们通过 napi_create_reference
创建了一个强引用。这个强引用将保留图片对象,直到我们主动删除这个引用,或者减少引用计数到零。
简单来说,这个特性让我们可以在原生插件中安全地持有 JavaScript 对象的引用,确保即使它们不再被 JS 代码直接引用,它们也不会在我们还需要它们的时候被垃圾回收。这对于实现复杂的异步操作和资源管理十分重要。
napi_create_reference
Node.js 中的 napi_create_reference
函数是一个 N-API 调用,它允许你在原生模块中创建一个对 JavaScript 对象的引用。这个函数主要用于管理原生代码与 JavaScript 代码之间对象的生命周期。
在详细解释这个函数之前,先了解一下几个关键概念:
N-API(Node API):这是 Node.js 提供的一个稳定的 API 层,它允许你使用 C 或 C++ 编写扩展,而不必担心随 Node.js 版本变化导致的扩展不兼容问题。
引用(Reference):在编程中,引用通常是指向另一个对象的指针或者连接。在这种情况下,我们谈论的是指向 JavaScript 对象的引用。
垃圾回收(Garbage Collection,GC):JavaScript 有自动内存管理机制,当对象不再被需要时,垃圾回收器会自动释放它们占用的内存。但是,在原生模块中,我们可能需要确保某个对象在原生代码执行期间不会被 GC 清除。
现在来看看 napi_create_reference
函数的用法和目的:
napi_status napi_create_reference(napi_env env,
napi_value value,
uint32_t initial_refcount,
napi_ref* result);
env
:一个表示当前环境的句柄,在任何 N-API 调用中都需要。value
:想要创建引用的 JavaScript 对象。initial_refcount
:初始引用计数。如果你设置为 0,那么这个对象可以被垃圾回收;如果设置大于 0,那么对象会保持活跃状态直到引用计数降至 0。result
:这将输出一个napi_ref
句柄,代表了创建的引用。
实际运用的例子:
假设你正在编写一个 Node.js 的原生扩展,该扩展与某硬件设备进行交互,并且当硬件设备发出特定事件时,它应该调用一个 JavaScript 回调函数。你希望这个 JavaScript 回调函数在原生模块存活期间一直有效,即使它在 JavaScript 代码中已经没有其他引用了。这就是 napi_create_reference
发挥作用的地方。
##include `<`node_api.h>
// 假设有个硬件事件监听器的结构体
typedef struct {
void (*on_event)(void); // 当硬件事件发生时的回调指针
} HardwareEventListener;
// 这是在 JavaScript 调用原生模块来注册回调时的函数
napi_value RegisterCallback(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t argc = 1;
napi_value args[1];
napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
napi_ref callbackRef;
// 创建对回调函数的引用,并将初始引用计数设置为 1,确保它不会被垃圾回收
napi_create_reference(env, args[0], 1, &callbackRef);
// 存储回调引用以便稍后使用...
// ...
return NULL;
}
// 当硬件事件发生时,这个函数将被调用
void OnHardwareEvent() {
// 使用之前存储的 `callbackRef` 来获取 JavaScript 回调函数并调用它
napi_value callback;
napi_get_reference_value(env, callbackRef, &callback);
napi_value global;
napi_get_global(env, &global);
// 调用 JavaScript 回调函数
napi_call_function(env, global, callback, 0, NULL, NULL);
}
// 注册该事件监听器
void SetupHardwareListener(HardwareEventListener *listener) {
listener->on_event = OnHardwareEvent;
}
在这个例子中,我们创建了一个 napi_ref
引用来确保即使在 JavaScript 中没有其他引用,回调函数仍然不会被垃圾回收。这样,每当硬件事件发生时,我们都可以安全地调用这个 JavaScript 回调函数。
napi_delete_reference
当然,我很乐意帮助你了解 napi_delete_reference
函数。
首先,我们需要知道 N-API
是 Node.js 提供的一个用于构建原生插件的 API 接口。原生插件允许开发者使用 C 或者 C++ 等语言来编写可以直接运行在操作系统级别的代码,这些代码可以被 Node.js 项目调用。通常这是为了实现一些 JavaScript 难以实现或者性能不佳的底层操作。
在 N-API 中,napi_create_reference
和 napi_delete_reference
这两个函数与 “引用” 相关。在这里,“引用” 指的是从原生代码(C/C++)持有对 JavaScript 对象的引用。当你在原生模块中创建了一个引用后,即使 JavaScript 代码已经没有任何变量指向该对象,垃圾回收器也不会释放它,因为它知道原生代码仍然需要它。
现在来看 napi_delete_reference
:
函数目的:删除先前创建的对 JavaScript 值的强引用,通常是因为原生代码不再需要引用该值。删除引用后,如果没有其他活动引用指向该 JavaScript 值,则该值可能会在未来的垃圾回收过程中被清除。
基本用法:
napi_status napi_delete_reference(napi_env env, napi_ref ref);
env
参数是代表 N-API 调用环境的句柄,而ref
是之前使用napi_create_reference
创建的引用。例子:假设我们有一个原生模块,其中包含一个全局 JavaScript 函数的引用,一旦我们确定不再需要这个函数,就应该删除引用,以避免内存泄漏。
// 假设在某处已经创建了一个引用 napi_ref my_function_ref; // 这是一个全局变量 // ...等到不再需要这个函数时... // 删除引用,允许 JavaScript 垃圾回收器释放函数 napi_status status = napi_delete_reference(env, my_function_ref); if (status != napi_ok) { // 处理错误情况 } // 清空引用变量,表示它不再指向任何内容 my_function_ref = NULL;
请注意,在实际的原生模块开发中,正确管理引用至关重要,以确保不会产生内存泄露。删除引用通常是在模块卸载时、对象不再需要时或者模块的生命周期结束时进行。
napi_reference_ref
好的,让我们聊聊 Node.js 中的 napi_reference_ref
这个功能。
首先,为了理解 napi_reference_ref
,你需要知道一些关于 Node.js 和 N-API 的背景。
N-API 是 Node.js 的一个 C API,它允许本地插件(用 C 或 C++编写的代码)与 Node.js 的 JavaScript 引擎进行交互。这意味着开发人员可以使用其他编程语言编写能够与 JavaScript 代码无缝集成的模块。
在 JavaScript 中,有一个叫做垃圾回收(Garbage Collection,GC)的机制。这个机制会自动释放不再被程序使用的内存。但是,当你在 JavaScript 中使用由 N-API 创建的本地资源时,默认情况下,垃圾回收器不知道如何处理这些资源。因此,如果不适当地管理这些资源,就可能出现内存泄露。
现在来到 napi_reference_ref
。这个函数与管理 N-API 中的对象引用计数有关。当你在本地代码中创建一个对 JavaScript 对象的引用,你需要确保即使 JavaScript 的垃圾回收想要清理这个对象,这个对象也不会被销毁,直到你的本地代码完成使用它。通过增加引用计数,你实际上是在告诉垃圾回收器:“嘿,我还在用这个对象,所以请不要删除它。”
具体来说,napi_reference_ref
函数会增加一个引用的引用计数。每次调用这个函数,关联的对象就更难被垃圾回收器回收,直到相应数量的 napi_reference_unref
被调用来减少引用计数。
举个例子:
假设你正在编写一个本地插件,该插件保存了一个 JavaScript 对象的引用,以便随后使用。你会这样使用 napi_reference_ref
:
napi_status status;
napi_ref ref;
// 假设 `env` 是当前的环境句柄, `object` 是已经创建的N-API中的对象句柄
status = napi_create_reference(env, object, 1, &ref);
// 检查状态是否正常...
// 现在,你想要增加引用的引用计数,确保对象不会被垃圾收集器回收
int32_t ref_count;
status = napi_reference_ref(env, ref, &ref_count);
// 检查状态是否正常...
// 做一些工作...
// ...
// 如果你完成了对该对象的使用,可以减少引用计数
status = napi_reference_unref(env, ref, &ref_count);
// 检查状态是否正常...
// 当引用计数减少至0时,对象可以被垃圾回收器回收
if (ref_count == 0) {
status = napi_delete_reference(env, ref);
// 检查状态是否正常...
}
以上代码段演示了如何创建一个引用(napi_create_reference
),增加引用计数 (napi_reference_ref
),减少引用计数 (napi_reference_unref
),并在不再需要时删除引用 (napi_delete_reference
)。
简而言之,napi_reference_ref
在 N-API 中是用来帮助你管理本地代码中 JavaScript 对象的生命周期,以避免在本地插件与 JavaScript 之间的互操作过程中出现内存问题。
napi_reference_unref
好的,首先让我简单解释一下 Node.js 和 N-API 是什么,然后再详细讲解 napi_reference_unref
这个函数。
Node.js 是一个基于 Chrome 的 V8 JavaScript 引擎的平台,允许你使用 JavaScript 来编写服务器端代码。N-API 则是 Node.js 提供的一套 C 语言 API,它允许本地插件(通常用 C 或 C++编写)与 JavaScript 代码交互。这意味着开发者可以在 JavaScript 中调用 C/C++ 代码,或在 C/C++ 代码中操作 JavaScript 对象。
现在,谈论 napi_reference_unref
函数。在 N-API 中,为了控制 JavaScript 对象的生命周期,你可以创建一个引用(reference)来保持对象活跃,防止它被垃圾回收机制回收。有时候你需要减少对这个对象的引用计数,说明你对这个对象的需求降低了,这就是 napi_reference_unref
函数的作用。
实际上,每当你用 napi_create_reference
创建对一个对象的新引用时,引用计数会增加。如果你想"解除"这个引用,你可以使用 napi_reference_unref
来减少引用计数。当引用计数降到 0 时,如果没有其他引用保持这个对象活跃,那么这个对象可能会在将来的某个时间点被垃圾回收。
这里是 napi_reference_unref
函数的签名:
napi_status napi_reference_unref(napi_env env, napi_ref ref, uint32_t* result);
env
是一个表示 N-API 环境的句柄。ref
是你之前通过napi_create_reference
创建的引用。result
是一个输出参数,当函数执行后,它会保存新的引用计数值。
现在举一个简单的例子:
假设你编写了一个原生模块,该模块在初始化时创建了对一个特殊 JavaScript 对象的引用,并且希望在模块工作期间阻止该对象被垃圾回收。
// 假设 obj 是一个你已经获得的 napi_value 表示的 JS 对象
napi_ref my_ref;
napi_status status = napi_create_reference(env, obj, 1, &my_ref);
// 检查状态是否 OK,然后你的引用就被创建了
现在,某个时间点你决定不再需要这个引用,你可以像这样减少引用计数:
uint32_t ref_count;
status = napi_reference_unref(env, my_ref, &ref_count);
// 检查状态,如果 OK,ref_count 将包含减少后的引用计数
如果以后再也不需要这个对象,你可以完全删除这个引用:
if (ref_count == 0) {
status = napi_delete_reference(env, my_ref);
// 检查状态,确保引用被正确删除
}
理解 napi_reference_unref
及其相关函数对于编写健壮且内存管理良好的原生模块是很重要的。记住,错误的引用计数管理可能导致内存泄漏或提早垃圾回收对象,这可能导致程序崩溃或不可预测的行为。
napi_get_reference_value
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建本地插件的 API 层,它提供了从 JavaScript 代码中调用 C 或 C++ 函数的功能。使用 N-API 可以创建可以由 Node.js 调用的本机模块,这样可以提升性能或者允许你使用系统级别的特性。
napi_get_reference_value
是 N-API 提供的一种函数,它用来从一个已经创建的引用中检索 JavaScript 值。在 Node.js 的本地插件开发中,我们时常需要保持对某些 JavaScript 对象的引用,以便后续使用或防止这些对象被垃圾回收器回收。为此,我们使用 N-API 创建引用,并通过 napi_get_reference_value
函数来获取这个引用所指向的实际 JavaScript 值。
下面我将解释 napi_get_reference_value
的基本使用方法,并给出一个简单的例子。
使用步骤
- 创建引用:首先,你需要有一个引用 (
napi_ref
) 指向一个 JavaScript 对象。这通常是通过napi_create_reference
完成的。 - 获取引用值:之后,你可以使用
napi_get_reference_value
来获取引用指向的那个 JavaScript 值。
函数签名
napi_status napi_get_reference_value(napi_env env,
napi_ref ref,
napi_value* result);
env
:当前环境的句柄,它代表了 Node.js 运行时的上下文,用于处理所有 N-API 调用。ref
:要获取其值的引用。result
:指向napi_value
的指针,该函数会将引用的 JavaScript 值赋给这个指针。
函数返回值
- 返回类型为
napi_status
,它表示函数调用的状态。如果成功,会返回napi_ok
;如果失败,会返回错误代码。
示例
假设我们想要创建一个本地模块,该模块保持对某个 JavaScript 对象的引用,并且希望在未来某个时间点再次获取这个对象:
##include `<`node_api.h>
// 假定有一个全局变量保存引用
napi_ref global_ref;
// 创建引用的函数
napi_value CreateReference(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value argv[1];
size_t argc = 1;
// 获取传入的JavaScript对象
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Failed to parse arguments");
}
// 创建一个弱引用,引用计数设置为1
status = napi_create_reference(env, argv[0], 1, &global_ref);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Failed to create reference");
}
return argv[0];
}
// 获取引用对象的函数
napi_value GetReferenceValue(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value result;
// 使用global_ref获取JavaScript对象
status = napi_get_reference_value(env, global_ref, &result);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Failed to get reference value");
}
// 返回JavaScript层面的对象
return result;
}
// 初始化模块...
在这个例子中,我们定义了两个函数:CreateReference
和 GetReferenceValue
。CreateReference
接收一个 JavaScript 对象,并创建一个引用。然后,我们可以在任意时间点,通过 GetReferenceValue
函数来获取这个引用所指向的原始 JavaScript 对象。
注意事项
- 使用引用时需要注意适当管理它们的生命周期,避免内存泄露。
- 引用可以是强引用或弱引用,区别在于它是否阻止垃圾回收器回收其指向的 JavaScript 对象。
以上就是 napi_get_reference_value
在 Node.js N-API 中的基本介绍和一个简单的示例。希望这有助于你理解如何在本地插件中处理 JavaScript 对象的引用。
Cleanup on exit of the current Node.js environment
Node.js 中的"N-API"是一个用于构建本地插件(native addons)的 API。本地插件是一些用 C, C++等语言编写的模块,它们可以直接与 Node.js 的 JavaScript 运行时进行交互。使用本地插件,你可以执行一些需要更高性能或者需要直接访问系统资源的任务。
在 Node.js v21.7.1 版本中,“Cleanup on exit of the current Node.js environment”指的是当 Node.js 进程退出时,相关的 N-API 资源会被清理掉。这意味着如果你的 Node.js 应用程序正在使用本地插件,并且创建了一些通过 N-API 创建的对象,那么当 Node.js 进程结束时(例如,你关闭了服务器),这些对象所占用的资源会自动被释放,防止内存泄漏。
具体来说,这个特性涉及到如何处理各种回调和钩子(hooks),以确保当 Node.js 环境终止时,任何未完成的任务都能正确地清理干净,从而避免内存泄露和其他潜在问题。这通常会在如下情况中发生:
- 当 Node.js 由于异常错误而退出时。
- 当 Node.js 正常关闭时,比如调用
process.exit()
。
实际运用的例子可能包括:
数据库连接插件: 如果你使用一个本地插件来管理数据库连接,那么在 Node.js 退出时,所有的数据库连接都会被自动关闭,防止出现连接没有正确结束的情况。
文件操作插件: 假设你有一个本地插件用于执行文件 I/O 操作,在 Node.js 结束时,所有打开的文件描述符会被关闭,确保没有文件被意外留在打开状态中。
硬件接口插件: 如果你的 Node.js 应用程序与某些硬件设备进行通信,比如通过串口与传感器交互,那么在退出时,相关的硬件资源也会被适当释放。
要点是,N-API 提供了一组稳定的 APIs,使得本地插件的开发者不需要对每一个 Node.js 的新版本都做适配,同时确保了 Node.js 环境退出时资源能够得到正确的清理。这样的设计既方便了开发者,也提高了程序的稳定性和安全性。
napi_add_env_cleanup_hook
好的,首先来简单介绍一下 Node.js 和 N-API 是什么,然后我会详细解释 napi_add_env_cleanup_hook
这个函数及其应用。
Node.js 是一个基于 Chrome V8 JavaScript 引擎的 JavaScript 运行环境,它允许我们在服务器上运行 JavaScript 代码。Node.js 的特点是异步和非阻塞 IO,这使得它非常适合处理大量并发连接,例如在网络服务器或与数据库的交互中。
N-API 是 Node.js 的一个稳定的 API 层,用于构建原生插件。原生插件是用 C 或 C++ 写的模块,可以直接调用系统级别的 API,比如操作文件系统或者创建网络连接。N-API 的作用是提供一组稳定、版本无关的接口,允许原生插件代码与 Node.js 进行交互,而不必担心底层 JavaScript 引擎的变化。
现在,让我们来看看 napi_add_env_cleanup_hook
这个函数。
napi_add_env_cleanup_hook
函数用于注册一个回调函数,这个回调函数将在 Node.js 环境即将销毁时被调用。这通常发生在 Node.js 应用程序即将退出时,或者当某个特定的 Node.js 工作线程(例如在 worker_threads 模块中)即将结束时。
为什么需要这个功能呢?
当你创建原生插件时,可能会分配一些资源,例如内存、文件描述符或其他操作系统资源。如果这些资源在插件生命周期结束时没有正确地清理,可能会导致资源泄露。使用 napi_add_env_cleanup_hook
可以确保当 Node.js 环境结束时,你有机会释放这些资源,从而避免资源泄露。
下面是 napi_add_env_cleanup_hook
的基本用法示例:
##include `<`node_api.h>
// 这是你希望在环境清理时执行的函数
void cleanup(void* arg) {
// 释放资源,arg 是在注册回调时传递的任意数据
}
// 初始化函数,当你的插件被加载时执行
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
// ...
// 注册清理钩子
napi_add_env_cleanup_hook(env, cleanup, nullptr);
// ...
return exports;
}
// 使用 NODE_API_MODULE 宏注册你的插件
NODE_API_MODULE(your_module_name, Init)
在此代码中:
cleanup
函数是在 Node.js 环境终止前需要执行的清理逻辑。Init
函数是模块初始化时调用的入口点,在这里注册了清理钩子。napi_add_env_cleanup_hook
将cleanup
函数注册为清理钩子,而第三个参数是可选的,可以传递给cleanup
函数的数据。
实际应用举例:
- 如果你的插件打开了文件进行读写,你需要确保在退出前关闭这些文件。
- 如果你的插件启动了一个新的线程或进程,并在背后运行,你需要确保在清理钩子中停止并清理这些线程或进程。
- 如果你的插件分配了内存,可能需要在清理钩子中释放这些内存。
总结一下,使用 napi_add_env_cleanup_hook
可以确保当 Node.js 环境结束时,原生插件有机会进行适当的资源回收和清理工作,这对于编写高效、不泄露资源的原生插件至关重要。
napi_remove_env_cleanup_hook
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建本机插件的 API。这个 API 设计得相对底层,提供了更直接地与 JavaScript 运行时和 V8 引擎交互的能力。N-API 旨在不仅跨 Node.js 版本提供稳定性,还降低向下兼容性问题,因此开发者可以编写一次代码,在多个版本的 Node.js 上运行。
napi_remove_env_cleanup_hook
是 N-API 中的一个函数,它的作用是移除之前使用 napi_add_env_cleanup_hook
函数注册的环境清理钩子(cleanup hook)。所谓“环境清理钩子”是指当 Node.js 环境正在销毁时将要执行的函数,它们通常用来释放资源,比如关闭文件描述符、解除内存分配等。
现在,让我们以通俗易懂的方式进行解释:
想象你参加了一个聚会,在聚会结束之前,你说:“聚会结束时候我会帮忙收拾桌子。”你的这个承诺就类似于一个“清理钩子”,聚会主办方会记住这个承诺,并在聚会结束时调用它,即告诉你去执行收拾桌子的工作。
但是如果在聚会结束之前,你不得不提前离开,你可能需要告知主办方:“嘿,我得走了,所以请别指望我来收拾桌子。”这样,主办方就会从他们的待办列表中移除你的那项任务。在 Node.js 中,使用 napi_remove_env_cleanup_hook
就是执行这个“通知取消”的动作。
实际使用的例子:
假设你编写了一个 Node.js 的本地插件,它打开了一个文件,并且在 Node.js 环境清理时需要确保这个文件被正确关闭。你可能首先会用 napi_add_env_cleanup_hook
添加一个清理钩子来关闭这个文件。
// 假设有这样一个关闭文件的函数
void close_file(void* arg) {
// ... 关闭文件的代码 ...
}
// 注册清理钩子
napi_status status = napi_add_env_cleanup_hook(env, close_file, nullptr);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况
}
现在设想,随着代码的运行,出于某种原因,你的插件在 Node.js 环境结束之前已经关闭了文件,并且你确定不再需要在环境清理时执行这个钩子。这时,你就可以使用 napi_remove_env_cleanup_hook
来移除之前设置的清理钩子。
// 移除清理钩子
status = napi_remove_env_cleanup_hook(env, close_file, nullptr);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况
}
总结起来,napi_remove_env_cleanup_hook
的作用就是为了撤销那些不再需要在 Node.js 环境结束时执行的任务,以确保资源得到正确的管理和释放。
napi_add_async_cleanup_hook
Node.js 中的 N-API 是一个 C 语言的 API 层,它允许你编写原生插件。原生插件是一些用 C 或 C++等编程语言编写的模块,可以直接调用底层操作系统的 API 或者执行一些 JavaScript 引擎不能直接执行的计算密集型任务。
在 Node.js 中,有时候我们会启动一些异步操作,比如读取文件、发送网络请求等。这些操作通常由 Node.js 后台的线程池处理。但是如果你正在编写一个原生模块,可能需要在自己的代码中创建额外的资源,比如动态分配内存、打开文件句柄或数据库连接等。当 Node.js 的进程退出时,你需要确保清理这些资源,以避免内存泄露或其他问题。
napi_add_async_cleanup_hook
函数正是为了解决这个问题而存在。它可以注册一个回调函数,当 Node.js 的异步操作即将完成并且进程准备退出时,这个回调函数会被调用。这样,你就可以在回调函数中做一些清理工作。
使用napi_add_async_cleanup_hook
的具体步骤如下:
定义清理函数: 创建一个函数,这个函数包含了你要执行的清理逻辑。
注册清理钩子: 在你的原生模块的合适位置调用
napi_add_async_cleanup_hook
,将你的清理函数和任何需要传递给它的数据作为参数提供给这个 API。执行清理: 当 Node.js 准备退出或者模块被卸载时,该清理函数会被调用。
下面是一个简化的例子来说明这个过程:
首先,你将定义一个清理函数,例如用于关闭文件描述符:
void cleanup_file_descriptor(void* arg) {
int fd = *(int*)arg;
close(fd); // 假设这是一个关闭文件描述符的标准库函数
}
然后,在你的模块初始化或者创建资源时,你将注册这个清理钩子:
napi_env env; // N-API环境变量,通常从函数参数获得
int* fd_ptr = malloc(sizeof(int)); // 动态分配内存存放文件描述符
// ... 你的代码打开文件,并将结果存储在fd_ptr指向的内存中
// 注册清理钩子
napi_status status = napi_add_async_cleanup_hook(env, cleanup_file_descriptor, fd_ptr, NULL);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况
}
现在,无论何时你的模块被卸载或者 Node.js 进程退出,cleanup_file_descriptor
都会被调用来关闭文件和释放资源。
请注意,你需要处理好所有可能的边界情况,比如清理函数被调用时资源已经清理过了,或者在异步操作尚未完成时进程退出等情况。正确地管理资源是编写可靠和高效原生模块的关键部分。
napi_remove_async_cleanup_hook
好的,让我来解释一下 Node.js 中的 napi_remove_async_cleanup_hook
是什么以及如何使用它。
首先,我们需要了解 N-API 是什么。N-API(Node.js API)是一个内置于 Node.js 的 C API 层,它让你可以用 C 或 C++ 编写扩展模块,并保证对 Node.js 不同版本的兼容性。简单来说,它允许开发者编写可跨 Node.js 版本运行的原生插件。
现在,谈论 napi_remove_async_cleanup_hook
这个函数,它是 N-API 的一部分。此函数用于移除之前通过 napi_add_async_cleanup_hook
添加的异步清理钩子(hook)。"异步清理钩子"是一种在异步操作完成时或 Node.js 环境被销毁时调用的函数,主要用于资源的清理工作。
为什么需要这样的机制?想象这样一个情况:你创建了一个原生插件,里面有些异步操作,比如文件读写、网络请求等。这些异步操作可能会使用到一些需要手动释放的资源,如动态分配的内存、打开的文件句柄等。如果你的插件在没处理完这些操作就被卸载了,就需要确保这些资源被正确地释放,避免内存泄漏等问题。这就是添加异步清理钩子的目的。
当你不再需要这些清理钩子时,就可以用 napi_remove_async_cleanup_hook
来删除它们。这通常发生在你确定异步操作已经完全清理干净,或者你的模块正在被卸载并且你想显式地进行清理。
举个实际的例子:
假设你的原生扩展模块中有一个异步操作,这个操作在背后打开了一个文件,并进行了一些读写操作。你会使用 napi_add_async_cleanup_hook
来注册一个回调函数,在这个回调函数中关闭文件句柄,并释放任何分配的内存。
// 假设这是你的清理函数
void cleanup_file(void* arg) {
// 这里我们关闭文件并释放内存
}
// 在你的异步操作中,你添加了清理钩子
napi_status status = napi_add_async_cleanup_hook(env, cleanup_file, NULL, &handle);
但是在某个时间点,你知道文件已经安全地关闭,相关资源也已经释放了,因此你不再需要清理钩子。这时你就可以调用 napi_remove_async_cleanup_hook
来移除它:
// 移除之前添加的清理钩子
napi_status remove_status = napi_remove_async_cleanup_hook(env, handle);
总结一下,napi_remove_async_cleanup_hook
是 N-API 提供的一种机制,让你能够管理和移除在原生模块中添加的资源清理回调,保证资源得到妥善处理。在实际使用中,它帮助你控制何时停止监听和执行清理工作,特别是在你确认资源已经被清理或者模块即将卸载时非常有用。
Finalization on the exit of the Node.js environment
Node.js 是一个运行在服务器端的 JavaScript 环境,它允许开发者使用 JavaScript 来编写服务器端代码。在 Node.js 中有一个名为 N-API 的接口,它允许原生模块(通常是用 C 或 C++ 写的扩展)与 JavaScript 代码进行交互。
在 N-API 中,“Finalization”一词指的是一个对象的清理过程,即当该对象不再需要时,将其占用的资源进行释放的过程。这在处理原生资源如文件句柄、网络连接或者内存分配时尤为重要,以避免出现资源泄露,即这些资源没有被适当释放,导致内存等资源的浪费。
在 Node.js v21.7.1 的文档中提到的“Finalization on the exit of the Node.js environment”特指 Node.js 应用程序退出时触发的清理动作。这意味着当你的 Node.js 程序结束运行时,N-API 会确保所有注册了 finalizer 的原生对象都得到妥善处理,即使它们还没有显式地通过垃圾回收机制被清理。
这个功能的重要性在于,它保证了即便在异常情况下,比如程序崩溃或是由于其他原因提前退出时,仍然能够释放掉所有的原生资源。
让我们举几个实际的例子来说明这个概念:
数据库连接: 假设你正在使用一个 Node.js 的数据库连接库来与数据库进行交互。每个数据库连接可能都会在系统中打开一个文件描述符或者维持一个网络套接字。当你的程序正常结束时,你可能会手动关闭这些连接。然而,如果程序非正常退出,比如由于一个未捕获的异常,那么没有执行清理代码的话,这些数据库连接可能就不会关闭。使用 N-API,并注册了正确的 finalizer,可以保证在 Node.js 环境退出时这些连接能够被关闭。
临时文件清理: 你的应用程序可能会创建临时文件来处理数据。在应用程序的正常工作流程中,这些临时文件在使用完之后会被删除。但是,如果程序意外退出,可能会留下这些没用的临时文件。通过在原生模块中设置 finalizer,无论程序正常还是异常退出,都能保证这些文件会在 Node.js 环境退出时被删除。
自定义资源管理: 如果你正在编写一个对外部硬件(例如 USB 设备)进行操作的原生模块,当 Node.js 环境退出时,你需要确保所有的硬件连接被正确断开,并且相关资源得到释放。设置 finalizer 可以帮助你在环境退出时执行必要的资源清理动作。
总结一下:“Finalization on the exit of the Node.js environment”是关于确保在 Node.js 环境退出时,所有的原生资源都能够被正确释放的机制。这是一个重要的功能,因为它防止了资源泄露,保护了系统的健康和稳定性。
Module registration
Node.js 中的 Module registration(模块注册)是一个关键的过程,用于告诉 Node.js 有哪些模块可用,以及如何在需要时加载和使用这些模块。Node.js 使用 CommonJS 规范来组织和使用模块,而 N-API 是 Node.js 提供的一套稳定的 API,允许原生插件(通常是 C 或 C++编写的模块)与 Node.js 代码无缝地交互。
在 Node.js v21.7.1 中,我们可以使用 N-API 来创建原生插件,并通过模块注册将这些插件暴露给 Node.js 环境。让我们逐步详细了解这个过程:
步骤 1: 创建原生模块源文件
首先,你需要用 C 或 C++编写你的原生模块代码。比如,假设你想创建一个简单的原生模块hello
, 它只做一件事:返回"Hello, world!"字符串。
##include `<`node_api.h>
napi_value HelloMethod(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value greeting;
napi_status status;
// 创建一个JavaScript字符串 "Hello, world!"
status = napi_create_string_utf8(env, "Hello, world!", NAPI_AUTO_LENGTH, &greeting);
if (status != napi_ok) return nullptr;
return greeting;
}
// 这个结构体定义了模块的属性和方法
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_status status;
napi_value fn;
// 创建一个新的函数
status = napi_create_function(env, NULL, 0, HelloMethod, NULL, &fn);
if (status != napi_ok) return nullptr;
// 将上面创建的函数设置为这个模块的属性 "hello"
status = napi_set_named_property(env, exports, "hello", fn);
if (status != napi_ok) return nullptr;
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
这段代码定义了一个函数HelloMethod
,它会返回一个包含"Hello, world!"字符串的 JavaScript 值。然后在Init
函数中,我们把HelloMethod
作为模块的导出函数,使得当模块被加载时,可以通过require
调用该函数。
步骤 2: 编译原生模块
要使用这个原生模块,它必须被编译成 Node.js 可以加载的格式(通常是.node
文件)。这通常是通过工具像node-gyp
来完成的。你需要一个binding.gyp
文件来告诉node-gyp
如何编译你的模块。
步骤 3: 加载和使用模块
编译完成后,你可以像使用普通的 JavaScript 模块一样在 Node.js 中使用你的原生模块。
const helloAddon = require("./build/Release/hello.node");
console.log(helloAddon.hello()); // 输出 "Hello, world!"
通过require
加载原生模块后,你就可以调用模块中定义的函数,就像上面例子中的helloAddon.hello()
。
实际运用的例子
- 性能优化:如果你的 Node.js 应用中有特别计算密集型的任务,你可能会选择用 C++来实现这些部分以提高性能。
- 系统级操作:比如你需要直接和操作系统底层 API 交互,那么原生模块会非常有用。
- 第三方库的集成:如果存在某些没有 JavaScript 版本但功能强大的 C/C++库,你可以通过编写原生插件来在 Node.js 中使用这些库。
Node.js 的原生模块注册机制为开发者提供了强大的功能扩展能力,但同时也涉及到更复杂的编程知识,可能需要对 C/C++及操作系统有较深的理解。
Working with JavaScript values
Node.js 是一个让 JavaScript 可以在服务器端运行的平台。在 Node.js 中,你可以编写 JavaScript 来操控服务器的功能,比如文件系统、网络通信等。当我们在 Node.js 中使用 JavaScript 编写代码时,我们经常需要处理各种数据值,例如字符串、数字、对象等。
为了更好地在原生模块中(由 C 或 C++编写的模块)与 JavaScript 的数据进行交互,Node.js 提供了一个 N-API,这是一个用于构建原生插件的 API。N-API 提供了一系列的函数,使得原生代码能够创建和操作 JavaScript 中的值。
以下是一些基本的 JavaScript 值操作和对应的例子:
创建 JavaScript 赋值: 在原生模块中,你可能需要创建一个新的 JavaScript 字符串或者数字,并将它返回给 JavaScript 环境。例如:
##include `<`node_api.h> napi_value create_number(napi_env env) { napi_value num; napi_status status = napi_create_double(env, 123.456, &num); // 检查是否成功创建数字 if (status == napi_ok) { return num; // 返回创建的数字 } else { // 处理错误情况 } }
在上面的代码中,我们使用
napi_create_double
函数创建了一个 JavaScript 数字,并通过参数env
(表示当前的执行环境)和num
(用来存放创建的 JavaScript 数字)。从 JavaScript 值中读取数据: 如果你想从 JavaScript 环境传递给原生模块的数据中读取信息,你可以使用 N-API 提供的函数来做到。例如,如果你要读取一个从 JavaScript 传入的数字:
void read_number(napi_env env, napi_value js_value) { double value; napi_status status = napi_get_value_double(env, js_value, &value); // 检查是否成功读取数值 if (status == napi_ok) { printf("Received number: %f\n", value); } else { // 处理错误情况 } }
在这个例子中,
napi_get_value_double
函数用于获取 JavaScript 传入的数值并存储在变量value
中。操作 JavaScript 对象: JavaScript 中的对象是键值对的集合,在原生代码中,你也可以创建和修改这样的对象。例如,如果你要创建一个 JavaScript 对象并设置属性:
napi_value create_object(napi_env env) { napi_value obj; napi_status status; // 创建一个新的空对象 status = napi_create_object(env, &obj); // 添加一个属性“name”到对象中 if (status == napi_ok) { napi_value name; status = napi_create_string_utf8(env, "Node.js", NAPI_AUTO_LENGTH, &name); if (status == napi_ok) { status = napi_set_named_property(env, obj, "name", name); } } // 检查整个过程是否成功 if (status == napi_ok) { return obj; // 返回创建的对象 } else { // 处理错误情况 } }
这段代码首先创建了一个新的 JavaScript 对象
obj
,然后创建了一个 JavaScript 字符串name
,最后,它将name
添加到obj
对象作为一个名为"name"
的属性。
通过以上示例,你可以看到 Node.js 中的 N-API 如何帮助我们在原生模块与 JavaScript 之间传递和操作数据。这使得 Node.js 可以被用于更加复杂和性能要求高的场景,因为原生模块通常比纯 JavaScript 代码执行得更快。
Enum types
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API。N-API 的目的是减少维护原生插件时 Node.js 版本更迭可能引发的问题,它提供了一套稳定的 API 集合,使得插件与 Node.js 版本之间更加解耦。
在 N-API 中的 Enum(枚举)类型是一种特殊的数据类型,它允许开发者定义一组命名的常量。使用枚举可以更清晰地表达代码的意图,并限制变量可以接受的值范围。
举个例子,让我们想象你正在编写一个原生插件来处理文件系统操作。在这种情况下,你可能需要处理不同类型的文件系统错误。通常,这些错误可以分成若干类别,例如 "权限错误"、"路径不存在" 和 "盘满" 等。使用枚举类型可以帮助你预先定义这些错误类别:
// 定义枚举类型
enum FileSystemError {
PERMISSION_ERROR,
PATH_NOT_FOUND,
DISK_FULL
};
然后,在你的代码中,你可以使用这些枚举值来表示特定的错误:
// 使用枚举类型
FileSystemError errorType = PATH_NOT_FOUND;
if (errorType == PATH_NOT_FOUND) {
// 处理路径不存在的错误
}
在 N-API 中,有很多内置的枚举类型,它们代表了 Node.js 原生层面上各种不同的值和状态。例如,当创建异步工作队列项目或处理回调时,你会用到这样的枚举类型。这些枚举值在 N-API 文档中都有详细的描述。它们通常用来指示如何处理 JavaScript 值和原生函数调用的结果。
假设你要创建一个异步函数,这个函数需要在完成时返回其执行的结果,那么你可能会使用 napi_status
枚举来传递操作的结果状态:
##include `<`node_api.h>
// 一个异步函数的示例,该函数在执行后会返回状态码
napi_value SomeAsyncFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
// ...执行一些操作...
// 跟据执行结果设置状态
status = (执行成功) ? napi_ok : napi_generic_failure;
// 返回状态码对应的JavaScript值
napi_value result;
napi_create_int32(env, (int32_t)status, &result);
return result;
}
在这个例子中,napi_status
是 N-API 定义的一个枚举类型,其中包含了诸如 napi_ok
, napi_invalid_arg
, napi_object_expected
等等,用来指示函数调用的结果状态。在实际的异步函数中,你会根据操作的成功或失败,设置相应的枚举值,然后将这个值转换成 JavaScript 能够理解的形式,返回给调用者。这样的设计可以让你的原生插件与 JavaScript 代码之间有一个清晰的交互界面。
napi_key_collection_mode
Node.js 中的 N-API (Native API) 是一个用于构建原生插件的 API,它让 JavaScript 代码能够和 C/C++代码交互,这样你就可以使用 C/C++来编写一些性能敏感或者需要直接与操作系统底层交互的部分,并且在 Node.js 环境中调用它们。
napi_key_collection_mode
是 N-API 中的一个枚举类型,用于设定如何收集对于 Native 对象的 property keys。在 JavaScript 中,对象是由键值对组成的,而当我们从 C/C++代码中创建或操作 JavaScript 对象时,可能需要考虑到垃圾回收(Garbage Collection,简称 GC)的问题。
所以,napi_key_collection_mode
有以下两种模式:
napi_key_include_prototypes
:这个模式意味着当收集对象的 keys 时,会包括该对象原型链上的 keys。napi_key_own_only
:这个模式下,则只会收集对象自身的 keys,而不包括其原型链上的任何 keys。
举个例子,假设你在 C/C++插件中创建了一个 JavaScript 对象,并且想要获取它的属性键列表。如果你选择napi_key_include_prototypes
模式,你得到的列表将包括对象本身的 keys 加上它继承的所有 keys(例如,来自它的原型或prototype
属性)。如果你选择napi_key_own_only
,那么你只会得到对象自己的 keys,不包含继承的。
在实际的应用场景中,这个功能可能被用在插件需要详尽地检查 JavaScript 对象的情况下。比如,如果你正在编写一个插件来序列化一个 JavaScript 对象,那么你可能需要根据是否希望包括原型链上的属性来选择合适的napi_key_collection_mode
。
这里是一个简化的示例代码片段(并非完整程序),它展示了如何在 C/C++中使用napi_key_collection_mode
:
##include `<`node_api.h>
// ... 省略其他必须的函数和错误处理 ...
napi_value GetOwnPropertyKeys(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
// 获取JavaScript传递的对象
size_t argc = 1;
napi_value args[1];
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
// 检查参数数量和类型等...
// 创建一个数组来存放对象的keys
napi_value result;
status = napi_get_property_names(env, args[0], &result);
// 设置key collection mode为仅包括对象自身的keys
status = napi_set_property_names_enum(env, args[0], napi_key_own_only);
// ... 还有更多的流程和错误处理 ...
return result; // 返回keys数组
}
在上面的代码中,GetOwnPropertyKeys
是一个函数,它试图从 Node.js 传入的对象中获取所有的自身属性 keys。我们首先获得了 JS 传递给我们的对象,然后使用napi_get_property_names
获取属性 keys,并通过napi_set_property_names_enum
设置我们想要的 key collection 模式。最终返回了一个包含所有自身属性 keys 的数组。
请注意,由于这个特性是 N-API 的一部分,它通常在相对底层的场景中使用,并且这里的代码只是为了解释napi_key_collection_mode
是如何工作的,实际使用中需要考虑错误处理和内存管理等问题。
napi_key_filter
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API。一个原生插件是一个可以直接调用 C/C++代码的 JavaScript 模块,这使得开发者能够编写性能关键型操作,或是需要使用到系统底层功能的应用程序。
在 N-API 中有一个概念叫“属性键过滤”(Property Key Filtering),这涉及到在操作对象时筛选出哪些属性键(即对象的属性名)是我们感兴趣的。napi_key_filter
是一个枚举类型,它定义了不同的筛选选项,让你能够更精准地控制哪些键被包含在某些特定 N-API 函数的操作中。
下面是一些napi_key_filter
可能的选项:
napi_key_all_properties
: 不进行过滤,包括所有的属性。napi_key_own_only
: 只包括对象自己的属性,不包括从原型链继承的属性。napi_key_writable
: 只包括可写的属性。napi_key_enumerable
: 只包括可枚举的属性。napi_key_skip_strings
: 跳过字符串键,只关注 Symbol 键。napi_key_skip_symbols
: 跳过 Symbol 键,只关注字符串键。
实际运用举例:
获取对象的所有自有属性:
如果你想获取一个对象上所有属于该对象本身的属性(不包括那些通过原型链继承来的),你可以结合使用
napi_key_own_only
和一些相关的 N-API 函数。枚举可写属性:
你可能正构建一个原生插件,需要复制一个 JavaScript 对象的属性到 C++对象中去。但你只希望复制那些可写的属性。在这种情况下,你可以使用
napi_key_writable
作为过滤器。避开 Symbols:
JavaScript 中的 Symbol 是唯一的,不能被常规字符串键污染。如果你的应用逻辑需要跳过处理 Symbol 键,你可以使用
napi_key_skip_symbols
。
示例代码片段(并非完整程序):
##include `<`node_api.h>
// 假设 env 和 object 是已经定义好的变量
// 获取对象的所有自有属性
napi_value result;
napi_status status = napi_get_property_names(env, object, napi_key_own_only, &result);
if (status == napi_ok) {
// 使用 result 这里代表包含了所有自有属性的数组
}
// 此处的代码需要配合完整的N-API使用环境来工作
上面的代码示例仅用于说明如何在 C++中使用napi_key_own_only
过滤器与 N-API 相结合进行操作。开发者需要提供完整的错误处理和环境设置代码以确保其正确运行。记住,这些接口是面向 C/C++开发者的,对于初学者来说可能需要较长时间去熟悉和理解。
napi_key_conversion
Node.js 是一个基于 Chrome V8 JavaScript 引擎的 JavaScript 运行环境,它允许在服务器端运行 JavaScript 代码。N-API(Node API)是 Node.js 提供的一组 C API,使得本地插件(通常用 C 或 C++编写)可以不受特定版本 Node.js 影响地运行。
napi_key_conversion
并不是 Node.js v21.7.1 中特定的功能,而是指 N-API 当中与键转换相关的多个函数。这些函数被用来将 JavaScript 中的对象属性名(keys)转换为适合本地插件使用的格式,或反之。在实际应用中,这使得 JavaScript 代码和本地插件能够相互交换数据。
举几个实际例子来说明:
读取 JavaScript 对象属性:你可能在 C/C++ 插件中需要读取一个从 JavaScript 传入的对象的属性。使用 N-API 中的键转换函数,你可以将 JavaScript 的字符串属性名转换为一个 N-API 可以理解的表示形式,然后获取该属性的值。
设置 JavaScript 对象属性:相对地,如果你想在本地插件中创建或修改 JavaScript 对象的属性,你可以先将属性名转换为 N-API 的键表示,然后设置其值。
处理 JavaScript Map 或 Set:当 JavaScript 的 Map 或 Set 数据结构与本地插件交互时,你可能需要将 JavaScript 的值转换为适当的键,以便在 C/C++ 插件中使用这些集合。
请注意,由于我不能提供超出知识截止日期范围的具体信息,所述内容仅基于 Node.js 和 N-API 在该时间点之前的通用概念进行了解释。如需最新详情,请参考 Node.js 的官方文档。
napi_valuetype
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API。原生插件是可以直接与 Node.js 运行时进行交互的 C 或 C++代码模块,它们通常用于执行计算密集型任务或进行系统级操作,比如访问硬件。
napi_valuetype
是 N-API 提供的枚举类型之一,用于表示 JavaScript 值在原生代码中的类型。在 JavaScript 中,各种数据类型(如数字、字符串、对象等)都可以通过 N-API 在原生代码里有对应的表示方法。了解一个 JavaScript 值的具体类型对于原生插件的编写是非常重要的,因为不同的类型在原生层面上可能需要不同的处理方式。
napi_valuetype
枚举
这个枚举包括了一系列预定义的值,每一个都代表了一个 JavaScript 值的类型。下面是一些例子:
napi_undefined
: 表示 JavaScript 的undefined
类型。napi_null
: 表示 JavaScript 的null
类型。napi_boolean
: 表示 JavaScript 的布尔类型(true
或false
)。napi_number
: 表示 JavaScript 的数值类型。napi_string
: 表示 JavaScript 的字符串类型。napi_symbol
: 表示 JavaScript 的 Symbol 类型。napi_object
: 表示 JavaScript 的对象类型。napi_function
: 表示 JavaScript 的函数类型。napi_external
: 表示一个外部类型,这通常用于表示一个 C/C++数据结构绑定到一个 JavaScript 对象。
实际运用的例子
假设我们正在编写一个原生插件,并且我们想要获取从 JavaScript 传递给我们的值的类型。以下是如何使用napi_valuetype
来确定一个 JavaScript 值的类型:
##include `<`node_api.h>
// 假设我们已经有了一个napi_value类型的变量`value`代表一个JS传递过来的值
napi_valuetype valueType;
napi_status status = napi_typeof(env, value, &valueType);
if (status == napi_ok) {
switch (valueType) {
case napi_undefined:
// 处理undefined值
break;
case napi_null:
// 处理null值
break;
case napi_boolean:
// 处理布尔值
break;
case napi_number:
// 处理数值
break;
case napi_string:
// 处理字符串
break;
case napi_symbol:
// 处理Symbol
break;
case napi_object:
// 处理对象
break;
case napi_function:
// 处理函数
break;
case napi_external:
// 处理外部绑定的数据结构
break;
default:
// 未知类型
break;
}
} else {
// 处理获取类型失败的情况
}
上述代码展示了如何使用napi_typeof
来获取一个napi_value
对应的类型,并且根据这个类型执行不同的逻辑处理。 这在原生插件开发中是很常见的场景,特别是当你需要处理从 JavaScript 传递过来的多种类型的参数时。
通过正确地识别和处理不同的 JavaScript 值类型,原生插件就能够更安全和有效地执行其任务,并且能够更好地与 JavaScript 代码进行交互。
napi_typedarray_type
好的,让我们来详细了解一下 Node.js v21.7.1 中的 napi_typedarray_type
。
首先,N-API 是 Node.js 提供的一个用于构建原生插件的 API。它允许你使用 C 或者 C++ 语言来编写可以直接和 JavaScript 交互的代码片段,这通常在性能要求比较高或者需要使用系统级资源的时候会非常有用。napi_typedarray_type
是 N-API 中的一个功能,用来获取一个 TypedArray 的类型。
TypedArray 是 JavaScript 中的一个特殊的数组对象,它提供了一个底层的二进制缓冲区(binary buffer),可以用来存储多种不同类型的数据,例如整数或浮点数,并且是以字节为单位操作。不同类型的 TypedArray 可以存储不同类型的值,比如 Int32Array
可以存储 32 位整数,Float64Array
可以存储 64 位浮点数等。
现在,当你在原生模块中处理一个从 JavaScript 传递过来的 TypedArray 时,你可能想知道它具体是什么类型的 TypedArray。这就是 napi_typedarray_type
发挥作用的地方。
举个例子,假设你正在编写一个 Node.js 原生模块,需要处理一个从 JavaScript 传递过来的 TypedArray,但你不确定它是 Int32Array
还是其他什么类型的 TypedArray。你可以使用 napi_typedarray_type
来查看:
##include `<`node_api.h>
// ... 在某个原生函数中
// 参数 env 是 napi_env 类型,表示当前的环境上下文
// 参数 value 是 napi_value 类型,表示 JavaScript 传递给原生函数的 TypedArray 对象
void MyFunction(napi_env env, napi_value value) {
// 用于存储查询结果的变量
napi_typedarray_type type;
size_t length;
void* data;
size_t offset;
// 查询 TypedArray 的类型
napi_status status = napi_get_typedarray_info(env, value, &type, &length, &data, NULL, &offset);
// 检查 napi_get_typedarray_info 调用是否成功
if (status == napi_ok) {
// 根据得到的 type 值对应不同的类型
switch (type) {
case napi_int8_array:
// 处理 Int8Array 类型的 TypedArray
break;
case napi_uint8_array:
// 处理 Uint8Array 类型的 TypedArray
break;
// ... 其他 case 分支
}
} else {
// 错误处理
}
}
在上面的代码中,通过调用 napi_get_typedarray_info
函数并传入 napi_typedarray_type
类型的指针 &type
,就可以查询出 TypedArray 的确切类型,并根据类型执行不同的操作。这样你就可以针对不同类型的 TypedArray 编写高效的数据处理逻辑了。
希望这个解释和示例能够帮助你理解 napi_typedarray_type
在 Node.js 中的运用。
Object creation functions
Node.js v21.7.1 中的“Object creation functions”是指 Node.js 提供的一组用于创建和操作 JavaScript 对象的函数,它们都是基于 N-API(Node.js API)实现的。这些函数允许原生模块(通常用 C 或 C++编写)与 JavaScript 代码交互,即你可以在 C/C++代码中创建 JavaScript 对象,并将它们传递给 JavaScript 层面的代码。
N-API 是一个独立于 JavaScript 运行时的 API 层,旨在维护原生插件(native addons)的兼容性 across different versions of Node.js 和不同的 JavaScript engines 比如 V8 (Chrome), Chakra (Microsoft Edge), SpiderMonkey (Firefox), 等等。
下面我们来看几个具体的例子以理解 N-API 提供的对象创建函数的使用:
1. 创建一个新的空对象
在原生模块中,你可能想要创建一个新的空对象并返回给 JavaScript:
napi_value create_empty_object(napi_env env) {
napi_value result;
napi_status status = napi_create_object(env, &result);
if (status != napi_ok) {
// Handle error...
}
return result;
}
在上面的代码中,napi_create_object
函数用于创建了一个新的空 JavaScript 对象。env
参数是表示当前 N-API 环境的句柄,而result
将会被赋值为新创建的对象。
2. 创建一个具有属性的对象
如果你想在对象中添加属性:
napi_value create_object_with_properties(napi_env env) {
napi_value obj;
napi_status status = napi_create_object(env, &obj);
// 设置属性“name”为字符串“Node.js”
napi_value name_string;
status = napi_create_string_utf8(env, "Node.js", NAPI_AUTO_LENGTH, &name_string);
status = napi_set_named_property(env, obj, "name", name_string);
// 设置属性“version”为数字21.7
napi_value version_number;
status = napi_create_double(env, 21.7, &version_number);
status = napi_set_named_property(env, obj, "version", version_number);
if (status != napi_ok) {
// Handle error...
}
return obj;
}
在这段代码中,我们首先使用napi_create_object
创建了一个空对象,然后使用napi_create_string_utf8
创建了一个字符串,接着用napi_set_named_property
将这个字符串设置为对象的属性。同样的过程也用来创建一个数值属性。
3. 创建数组
创建 JavaScript 数组的示例:
napi_value create_array_with_numbers(napi_env env) {
napi_value my_array;
napi_status status = napi_create_array(env, &my_array);
// 向数组中填充数字
for (int i = 0; i `<` 10; i++) {
napi_value num;
status = napi_create_int32(env, i, &num);
status = napi_set_element(env, my_array, i, num);
}
if (status != napi_ok) {
// Handle error...
}
return my_array;
}
在这个例子中,napi_create_array
用于创建一个新数组,napi_set_element
用于设置数组元素。
这些只是简单的例子,但它们展示了如何使用 N-API 的对象创建函数在原生代码中操作 JavaScript 对象。这是构建高效且可跨多个 Node.js 版本运行的原生扩展的关键技术之一。当然,实际开发中需要处理更复杂的逻辑,包括错误处理、异步编程等。
napi_create_array
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API 层,它允许你用 C 或 C++ 编写可以直接与 JavaScript 交互的代码。这样做的好处是可以提高性能,或者允许你使用操作系统底层的功能,这在纯 JavaScript 中可能无法实现。
napi_create_array
是 N-API 提供的一个函数,它允许你在原生代码中创建一个新的空数组,并且将这个数组返回给 JavaScript 环境。
这里是 napi_create_array
函数的签名:
napi_status napi_create_array(napi_env env,
napi_value* result);
env
: 这是表示 N-API 环境的句柄,每次 N-API 调用都需要这个环境变量。result
: 这是一个指向napi_value
的指针,它将在函数执行后保存创建的数组对象。
如果调用成功,napi_create_array
会返回 napi_ok
并通过 result
参数返回一个新的数组对象。
下面是如何在 C++ 扩展中使用 napi_create_array
的简单例子:
##include `<`node_api.h>
// 这个函数是一个N-API调用的示例,用来创建一个空数组并返回给JavaScript
napi_value CreateArrayExample(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 定义一个napi_value来存放结果数组
napi_value array;
// 创建一个新的空数组
napi_status status = napi_create_array(env, &array);
// 检查是否成功创建了数组
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况...
}
// 返回创建的数组
return array;
}
// 初始化函数,此函数用来声明和设置模块的导出
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
// 注册函数CreateArrayExample到exports对象,使其在JS中可见
napi_value create_array_fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, CreateArrayExample, NULL, &create_array_fn);
napi_set_named_property(env, exports, "createArray", create_array_fn);
return exports;
}
// N-API模块声明宏
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
假设上面的代码是你的原生模块的一部分,编译并安装之后,你就可以在 Node.js 中这样使用它:
// 导入你的原生模块
const nativeModule = require("your-native-module-name");
// 使用原生模块中的函数来创建一个新的空数组
const newArray = nativeModule.createArray();
console.log(newArray); // 输出: []
在这个例子中,我们定义了一个 CreateArrayExample
函数回调,该函数使用 napi_create_array
创建一个空数组,并将其返回给 JavaScript 端。然后,我们在 Init
函数中将这个回调注册为模块导出的一部分,使得当我们在 JavaScript 中导入这个原生模块时能够调用 createArray
方法来创建数组。
总结一下,napi_create_array
是一个用于从原生模块创建新数组的工具,它允许原生模块与 JavaScript 更紧密地集成和交互。
napi_create_array_with_length
napi_create_array_with_length
是 Node.js 中用于原生插件开发的一个函数。Node.js 允许你使用 C 或 C++ 语言写扩展模块,这些模块需要使用 N-API(Node API)来和 JavaScript 代码进行交互。napi_create_array_with_length
就是其中一个用于创建数组的 API 函数。
首先,我们需要理解在 Node.js 的环境中,JavaScript 运行在 V8 引擎上。而 N-API 则提供了一层抽象,使得原生模块的代码能够脱离特定版本的 V8 引擎运行,增加了与不同 Node.js 版本之间的兼容性。
现在,让我们详细解释一下 napi_create_array_with_length
的功能:
作用:
napi_create_array_with_length
函数用来创建一个新的 JavaScript 数组对象,并且可以指定这个数组初始时应该有的长度。参数:
napi_env env
: 当前的 N-API 环境的句柄(handle),它代表了一个独立的运行时环境,是大多数 N-API 函数调用时必须传入的。size_t length
: 你想要创建数组的长度。napi_value* result
: 指针变量,用来接收创建好的 JavaScript 数组对象。
返回值: 返回一个
napi_status
值,表示函数调用成功还是失败。如果成功,result
参数将被设置为新创建的数组。
以下是一个简单的使用示例,在一个原生模块中创建一个具有特定长度的数组:
##include `<`node_api.h>
// 假设我们要在一个名为“CreateArray”的函数中使用这个 API
napi_value CreateArray(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value array;
size_t array_length = 10; // 我们想要创建一个长度为10的数组
// 调用 `napi_create_array_with_length` 来创建数组
napi_status status = napi_create_array_with_length(env, array_length, &array);
// 检查是否调用成功
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 如果成功,返回新创建的数组
return array;
}
在实际应用中,你可能会在编写一个需要返回大量数据、或者初始化一个特定长度的数组值时使用到 napi_create_array_with_length
。例如,如果你编写的原生模块需要执行一些计算并将结果存储在一个数组中返回给 JavaScript,就可以使用这个 API 来创建这样一个数组。
napi_create_arraybuffer
好的,让我们深入了解 Node.js 中的 napi_create_arraybuffer
函数。
在 Node.js 中,N-API 是一个用来构建原生插件(native addons)的 API。它让你可以用 C 或 C++ 编写与 JavaScript 代码交云合作执行的代码。这很有用,因为通过原生插件你可以更高效地利用系统资源或执行一些无法直接在 JavaScript 中实现的任务。
napi_create_arraybuffer
是 N-API 的一部分,是一个函数,允许你在原生代码中创建一个 ArrayBuffer 对象。ArrayBuffer 是一个表示固定长度的原始二进制数据缓冲区的类型,在 JavaScript 中通常被用于处理二进制数据。
下面是如何使用 napi_create_arraybuffer
函数的步骤:
确定要创建的 ArrayBuffer 的大小。 你需要知道你希望分配多少字节的内存。
调用
napi_create_arraybuffer
函数。 传入要分配的字节数和一个指向指针变量的指针,这个指针变量将会指向 ArrayBuffer 数据的开始处。处理函数返回的结果。
napi_create_arraybuffer
调用后将返回一个状态值,表示操作是否成功。利用这个 ArrayBuffer。 你可以填充这个 ArrayBuffer,或者把它传回 JavaScript 侧去使用。
现在,让我们通过一个简单的例子来理解这个过程:
假设我们想要创建一个包含 10 个字节的 ArrayBuffer。在 C/C++ 环境下你的代码可能会是这样的:
##include `<`node_api.h>
// 一个示例函数,展示如何创建一个新的 ArrayBuffer
napi_value CreateArrayBufferExample(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 我们想要创建的 ArrayBuffer 的大小
const size_t byteLength = 10;
// 这将是指向 ArrayBuffer 数据的指针
void* data;
// 这将是最终创建的 ArrayBuffer 对象
napi_value arrayBuffer;
// 创建一个大小为 10 个字节的 ArrayBuffer
napi_status status = napi_create_arraybuffer(env, byteLength, &data, &arrayBuffer);
// 检查是否成功创建了 ArrayBuffer
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 填充 ArrayBuffer,例如:用零初始化它
memset(data, 0, byteLength);
// 返回创建的 ArrayBuffer 对象给 JavaScript 使用
return arrayBuffer;
}
在上面的代码中,我们首先定义了一个函数 CreateArrayBufferExample
,它将创建一个新的 ArrayBuffer。我们设定了 ArrayBuffer 的大小是 10 个字节,并且通过 napi_create_arraybuffer
分配了内存。如果函数调用成功,我们会得到一个指向新分配内存的指针 data
,以及一个代表 ArrayBuffer 的 N-API value arrayBuffer
。然后我们使用 memset
来初始化这段内存(在这个例子里,我们把它全部设置为零)。最后,我们返回 arrayBuffer
,它可以在 JavaScript 代码中作为一个 ArrayBuffer 对象使用。
总结起来,napi_create_arraybuffer
是一个非常有用的函数,可以帮助你在原生插件中创建用于处理二进制数据的 ArrayBuffer 对象。通过这种方式,你可以构建性能更优异的应用程序,并且可以在 JavaScript 和原生代码之间有效地传递大型数据块。
napi_create_buffer
Node.js 中的napi_create_buffer
是一个函数,它属于 N-API(Node API)的一部分。N-API 提供了一种稳定的、版本无关的 API,使得原生模块(即用 C 或 C++编写的扩展模块)可以与 Node.js 的不同版本兼容。
在解释napi_create_buffer
之前,我们需要先理解什么是 Buffer。在 Node.js 中,Buffer 是一个用来处理二进制数据的对象。比如说你想从文件中读取数据,或者与网络上的服务器交换数据,通常这些数据都是以二进制形式存在的。Buffer 就是用来表示这些原始的二进制数据的。
现在来看napi_create_buffer
这个函数。它的作用是创建一个新的 Buffer 对象,这个 Buffer 对象是在 Node.js 的 C/C++插件(native addon)中使用的。使用这个函数可以让插件创建一个 JavaScript Buffer 实例,然后这个实例可以被返回给 JavaScript 代码使用。
下面是napi_create_buffer
的基本用法:
##include `<`node_api.h>
napi_value CreateBuffer(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 定义长度为1024字节的buffer
size_t length = 1024;
void* data;
napi_value buffer;
// 调用napi_create_buffer来创建一个buffer
napi_status status = napi_create_buffer(env, length, &data, &buffer);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况
}
// 初始化buffer内容,只是示例,实际可能会根据具体需求来操作内存
memset(data, 0, length);
// 返回新创建的Buffer对象给JavaScript
return buffer;
}
// 在插件初始化时注册上面定义的函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value fn;
napi_create_function(env, NULL, 0, CreateBuffer, NULL, &fn);
napi_set_named_property(env, exports, "createBuffer", fn);
return exports;
}
在上面的代码中,我们定义了一个函数CreateBuffer
。这个函数被用来创建一个长度为 1024 字节的 Buffer,并且将它初始化为全 0。然后我们把这个 Buffer 对象返回给 JS 代码,JS 代码就可以像使用普通 Buffer 一样使用它。
如何在 Javascript 中使用这个 Buffer 呢?假设上面的 C 代码是我们的插件代码,我们编译并安装之后,在 JS 中可以这样使用:
const myAddon = require("my-addon"); // 加载我们的C/C++插件
const buffer = myAddon.createBuffer(); // 创建一个1024字节的Buffer
console.log(buffer.length); // 输出:1024
console.log(buffer[0]); // 输出:0 因为我们在C代码中将其初始化为0
napi_create_buffer
一般在需要在 C/C++插件中处理大量二进制数据时使用。例如,处理图像、音频文件、准备要通过网络发送的数据包等场景。通过这种方式,插件可以创建 Buffer 对象并填充数据,最后将 Buffer 传递回 JavaScript,以便进行进一步的处理或输出。
napi_create_buffer_copy
好的,我来解释一下 napi_create_buffer_copy
这个函数在 Node.js 中的作用和如何使用它。
在 Node.js 中,N-API(Node API)是一个用于构建本地插件的接口。本地插件是用 C 或 C++编写的模块,可以直接调用 Node.js 提供的 API,从而实现一些 JavaScript 不能高效处理的任务,比如直接与操作系统进行交互或执行 CPU 密集型计算等。
函数 napi_create_buffer_copy
是 N-API 的一部分,它允许你在原生代码(如 C/C++)中创建一个 Node.js 的 Buffer
对象,并且将一段数据复制到这个新创建的 Buffer
中。
在 JavaScript 中,Buffer
对象通常用于处理二进制数据流,比如网络通信、文件操作等场景。
现在,让我们来看看 napi_create_buffer_copy
的定义:
napi_status napi_create_buffer_copy(napi_env env,
size_t length,
const void* data,
napi_value* result);
env
:这是一个表示当前 N-API 环境的句柄。length
:需要复制的数据长度。data
:指向你想要复制到新Buffer
的数据。result
:是一个指针,用于返回新创建的Buffer
对象。
例子
假设在你的 C/C++扩展中,你想要创建一个包含特定数据的 Buffer
实例,你可以这样使用 napi_create_buffer_copy
:
##include `<`node_api.h>
napi_value CreateBufferExample(napi_env env, napi_callback_info info) {
char data[] = "Hello, world!"; // 数据源
size_t data_length = sizeof(data) - 1; // 计算数据长度,不包括末尾的空字符
napi_value buffer;
// 调用 napi_create_buffer_copy 创建 Buffer 并复制数据
napi_status status = napi_create_buffer_copy(env, data_length, data, &buffer);
if (status != napi_ok) {
// 错误处理
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to create buffer");
}
return buffer; // 返回新创建的 Buffer 实例
}
在这个例子中,我们定义了一个名为 CreateBufferExample
的函数,它会创建一个包含 "Hello, world!" 文本的 Node.js Buffer
实例。首先,我们声明了一个包含文本信息的 char
数组,然后计算出没有包括末尾空字符的数据长度。通过调用 napi_create_buffer_copy
函数,我们将数据复制到新创建的 Buffer
中,并将其返回给 JavaScript 环境。
在您的 Node.js 扩展模块中导出该函数并从 JavaScript 调用时,您就可以得到一个包含 "Hello, world!" 的 Buffer
对象。例如:
const myAddon = require("./build/Release/myAddon.node");
const buffer = myAddon.CreateBufferExample();
console.log(buffer.toString()); // 输出: Hello, world!
请注意,由于这是一个低级操作,正常情况下你不需要直接使用 N-API 来处理 Buffer
,除非你正在编写一个本地扩展模块来增强 Node.js 的能力。在纯 JavaScript 代码中,你可以简单地通过 Buffer.from
方法来创建 Buffer
实例。
napi_create_date
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API。原生插件通常是一些用 C 或 C++编写的扩展,可以直接调用 Node.js 的底层 API,这样你就可以在 Node.js 中执行更高效率的操作,比如直接与硬件交互,或者运行一些 CPU 密集型的计算任务。
napi_create_date
是 N-API 中的一个函数,它允许你在原生模块中创建一个 JavaScript 的 Date 对象。JavaScript 的 Date 对象是用于处理日期和时间的。
首先,我们来看一下napi_create_date
的签名(即定义):
napi_status napi_create_date(napi_env env,
double time,
napi_value* result);
这个函数接受三个参数:
env
:当前环境的句柄,它代表了 Node.js 运行时的上下文。每当你想要使用 N-API 进行任何操作时,你都需要通过这个环境与 Node.js 的运行时环境交流。time
:表示自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 以来经过的毫秒数,也就是一个时间戳。result
:是一个指向 napi_value 的指针,这个指针将被赋值为新创建的 Date 对象。
如果函数执行成功,它会返回napi_ok
,这表示没有错误发生。然后,result
指针所指向的内存地址会包含一个指向新创建的 Date 对象的引用。
现在,让我们举个例子,假设你正在编写一个原生插件,你想创建一个表示当前时间的 Date 对象:
##include `<`node_api.h>
// 这是你的原生函数实现
napi_value CreateCurrentDate(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value date;
// 获取当前时间
double currentTime = (double)time(NULL) * 1000;
// 创建一个新的Date对象
status = napi_create_date(env, currentTime, &date);
// 检查是否有错误发生
if (status != napi_ok) {
// 如果有错误,返回undefined
napi_get_undefined(env, &date);
}
// 返回新创建的Date对象
return date;
}
// 初始化你的插件,注册`CreateCurrentDate`函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value current_date_fn;
// 把C函数包装为JavaScript可调用的函数
napi_create_function(env, "createCurrentDate", NAPI_AUTO_LENGTH, CreateCurrentDate, NULL, ¤t_date_fn);
// 设置导出的函数
napi_set_named_property(env, exports, "createCurrentDate", current_date_fn);
return exports;
}
在这个例子中,我们的CreateCurrentDate
函数调用了napi_create_date
函数来创建一个新的 Date 对象,并返回它给 JavaScript。JavaScript 代码就能够像下面这样调用你的原生函数,并得到一个 Date 对象:
const nativeAddon = require("你的原生插件名称");
const currentDate = nativeAddon.createCurrentDate();
console.log(currentDate); // 打印当前日期和时间
通过这种方式,你可以在原生插件中创建并操作 JavaScript 对象,这为 Node.js 应用程序提供了更大的灵活性和性能。
napi_create_external
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API,它允许你在 Node.js 环境中使用 C 或 C++ 代码来创建可以由 JavaScript 代码直接调用的功能。这种方式非常有用,尤其是当你需要执行一些性能敏感或者需要直接与系统资源交互的任务时。
napi_create_external
是 N-API 中的一个函数,它允许你在 JavaScript 中创建一个特殊类型的对象,称为 "外部" 对象。这个外部对象可以用来包装 C/C++ 中的某些数据或资源,以便它们可以在 JavaScript 中被引用和使用,而不必担心如何在 JavaScript 和 C/C++ 数据结构之间进行转换。
下面是 napi_create_external
函数的基本使用方法:
napi_status napi_create_external(napi_env env,
void* data,
napi_finalize finalize_cb,
void* finalize_hint,
napi_value* result);
参数解释:
env
: 当前的 N-API 环境句柄,代表了当前的 Node.js 上下文。data
: 指向你想要在 JavaScript 中表示的 C/C++ 数据的指针。finalize_cb
: 一个可选的回调函数,当外部对象被垃圾回收时会被调用,用于清理那些不再需要的资源。finalize_hint
: 提供给finalize_cb
的可选数据,通常用于传递额外的信息。result
: 指向napi_value
变量的指针,创建成功后此变量将包含对应于外部对象的引用。
实际运用例子:
假设你有一个 C 结构体,代表了一个简单的用户信息:
typedef struct {
char* name;
int age;
} UserInfo;
现在我们希望在 Node.js 插件中创建一个包装这个 UserInfo
的外部对象,并且在 JavaScript 中使用它。
首先,我们需要一个清理函数,在外部对象被垃圾回收时清理资源:
void finalize_user_info(napi_env env, void* finalize_data, void* finalize_hint) {
UserInfo* user_info = (UserInfo*)finalize_data;
// 清理操作,例如释放内存
free(user_info->name);
free(user_info);
}
然后,我们可以编写一个函数来创建外部对象并返回给 JavaScript:
napi_value create_user_info(napi_env env, napi_callback_info info) {
UserInfo* user_info = malloc(sizeof(UserInfo));
// 假设我们通过某种方式填充了 user_info 结构体
napi_value user_info_external;
napi_status status = napi_create_external(env, user_info, finalize_user_info, NULL, &user_info_external);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况
}
return user_info_external;
}
最后,在 Node.js 代码中,我们可以像这样使用这个外部对象:
const addon = require("./build/Release/addon");
let userInfo = addon.createUserInfo();
// 此时 userInfo 是一个外部对象,包装了 C 结构体 UserInfo
这样你就可以在 JavaScript 中保存一个指向 C 数据的引用,而且当这个外部对象不再被需要时,N-API 会调用 finalize_user_info
来清理相关资源。这是一个高效管理原生资源的方法,并且允许你在 JavaScript 中利用原生性能。
napi_create_external_arraybuffer
Node.js 的 N-API (Node.js API) 是一个用来构建原生插件的 API。原生插件是一种可以直接使用系统资源和内存的代码,通常用 C 或 C++编写,并且可以被 Node.js 代码直接调用。napi_create_external_arraybuffer
是 N-API 中的一个函数,它允许你创建一个所谓的“外部” ArrayBuffer。
在 JavaScript 中,ArrayBuffer 是一种代表固定大小的原始二进制数据缓冲区的对象。它们常用于处理像文件、图像或其他二进制流数据这样的底层数据。
napi_create_external_arraybuffer
具体来说,它可以让你将一个 C/C++中的已经存在的数据(比如堆上分配的一块内存)作为一个 ArrayBuffer 暴露给 JavaScript 代码,而无需复制数据。这可以提高性能和效率,因为避免了不必要的内存复制。
下面我们将详细解释这个函数和如何使用它:
napi_status napi_create_external_arraybuffer(napi_env env,
void* external_data,
size_t byte_length,
napi_finalize finalize_cb,
void* finalize_hint,
napi_value* result);
参数说明:
env
: 表示当前的 N-API 环境,它是一个表示 Node.js 运行时上下文的句柄。external_data
: 这是指向你要暴露给 JavaScript 的那块已有数据的指针。byte_length
: 数据块的大小,以字节为单位。finalize_cb
: 当 ArrayBuffer 被垃圾回收时,将会调用这个回调函数。它可以用来释放external_data
。finalize_hint
: 一个传递给finalize_cb
的可选提示值,可以用于确定如何清理external_data
。result
: 这个函数执行成功后,将返回新创建的 ArrayBuffer 的 N-API 引用。
实际例子:
假设你有一个 C/C++库,它处理了一些图像操作,并且有一个函数可以生成一个图像数据的数组,你想把这些数据以 ArrayBuffer 的形式暴露给 Node.js:
##include `<`node_api.h>
void FreeImageData(void* data, void* hint) {
free(data); // 假设这里我们通过malloc分配了图像数据,现在释放它
}
napi_value CreateImageBuffer(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value result;
// 假设这个函数获取图像数据和大小
int image_width, image_height;
unsigned char* image_data = GetImageData(&image_width, &image_height);
// 图像数据的大小(以字节为单位)
size_t byte_length = image_width * image_height * sizeof(unsigned char);
// 创建一个对这块已有数据的引用的ArrayBuffer
status = napi_create_external_arraybuffer(env, image_data, byte_length, FreeImageData, NULL, &result);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to create external ArrayBuffer");
return NULL;
}
return result;
}
// 接下来需要将'CreateImageBuffer'注册到模块当中等更多步骤...
在 Node.js 中,你可能会这么使用它:
const nativeAddon = require("./build/Release/native-addon.node");
// 假设nativeAddon有一个方法叫createImageBuffer,它就是上面定义的CreateImageBuffer
const imageBuffer = nativeAddon.createImageBuffer();
// 现在你拥有了一个ArrayBuffer,其中包含着你的图像数据
// 你可以用TypedArray或者Buffer对象来管理这些数据
这个例子演示了如何使用napi_create_external_arraybuffer
将 C/C++中的数据安全且高效地暴露给 Node.js。记住,在实际应用中,需要考虑线程安全和同步问题,特别是如果你打算从多个线程访问数据的话。
napi_create_external_buffer
napi_create_external_buffer
是 Node.js 在其 Native API(N-API)中提供的一个函数,用于创建一个"外部"缓冲区(external buffer)。理解这个函数前,我们首先需要知道 Node.js 中的 Buffer 和 N-API 是什么。
在 Node.js 中,Buffer 类是用来处理二进制数据的,它可以用来读写文件、网络通信等操作中传输的数据。而 N-API 则是 Node.js 提供的一个稳定的 API 集,允许你使用 C 或 C++编写原生插件,这些插件可以直接与 Node.js 的 JavaScript 运行时交互。
现在来具体讲解一下 napi_create_external_buffer
函数:
功能:该函数用于创建一个 Buffer 对象,但其内存是由开发者自己管理的,而不是由 Node.js 的垃圾回收机制来管理。这意味着你可以用这个方法将已经存在的数据(比如 C++分配的堆上的数据)包装成一个 Node.js 可用的 Buffer 对象,而无需复制数据。
参数:
env
: 当前的 napi 环境,代表了 Node.js 环境的一个句柄。length
: 要创建的 Buffer 的长度。data
: 指向预先分配好的数据的指针。finalize_cb
: 一个可选的回调函数,当这个 Buffer 被垃圾回收时会被调用,这个函数通常用来释放外部分配的内存。finalize_hint
: 传递给finalize_cb
的可选参数。result
: 这是一个输出参数,创建成功后返回的 Buffer 对象。
返回值:如果成功,返回
napi_ok
,否则返回一个错误码。
下面通过一个例子来说明 napi_create_external_buffer
的使用:
想象一下,你在 C++中有一块内存,里面存放着音频数据,现在你希望在一个 Node.js 应用中处理这些数据,但你不希望进行数据的复制以避免额外的性能开销。
##include `<`node_api.h>
// 假设这是你的音频数据和清理函数
const size_t AUDIO_DATA_SIZE = 1024;
char* audioData = new char[AUDIO_DATA_SIZE];
void FreeAudioData(napi_env env, void* finalize_data, void* finalize_hint) {
char* data = reinterpret_cast`<`char*>(finalize_data);
delete[] data;
}
// 这个函数将被暴露给Node.js
napi_value CreateExternalBuffer(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value externalBuffer;
// 创建一个外部缓冲区,将音频数据包装成Node.js的Buffer对象
napi_status status = napi_create_external_buffer(env,
AUDIO_DATA_SIZE,
audioData,
FreeAudioData,
nullptr,
&externalBuffer);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误
}
return externalBuffer;
}
// 初始化代码和模块注册...
在上面的例子中,我们创建了一个外部缓冲区来引用我们已经有的音频数据,并且定义了一个清理函数FreeAudioData
,当 Node.js 判断这个 Buffer 不再被需要时,它会自动调用这个清理函数来释放内存。这样我们就可以有效地在 Node.js 中处理我们的音频数据而不需要拷贝它。
最后在 Node.js 中,你可以像这样使用这个新建的 Buffer:
const nativeAddon = require("./build/Release/nativeAddon.node");
// 获取由C++创建的外部Buffer
const audioBuffer = nativeAddon.CreateExternalBuffer();
// 做一些处理,比如播放或者修改音频数据
通过这种方式,我们实现了 C++和 Node.js 之间高效的二进制数据交换。这对于性能敏感型的应用非常重要,比如处理多媒体内容、大量科学计算数据等场景。
napi_create_object
好的,既然你对编程还比较新,我会尽量用简单的语言来解释。首先,napi_create_object
是 Node.js 中 N-API 的一部分,N-API 是一个 C 语言的接口,允许你创建和操作 JavaScript 对象从 C 或者 C++代码中。
在 Node.js 中,许多时候我们想要使用 C 或 C++扩展性能或者访问一些底层系统资源,这就是 N-API 发挥作用的地方。通过 N-API,你可以构建原生的插件,而napi_create_object
就是用来创建一个空的 JavaScript 对象的函数。
现在我会通过一个实际的例子来说明napi_create_object
是如何工作的。假设我们正在编写一个原生模块,我们需要从 C 代码中创建一个新的 JavaScript 对象返回给 JavaScript 环境。
##include `<`node_api.h>
// 假设这个函数是暴露给JavaScript的功能
napi_value CreateObject(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value myObject;
// 使用 napi_create_object 创建一个新的 JavaScript 对象
status = napi_create_object(env, &myObject);
if (status != napi_ok) {
// 如果创建对象失败,抛出一个错误
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to create object");
return NULL;
}
// 假设我们在这个对象上设置了一些属性...
// napi_set_named_property(env, myObject, "key", someValue);
// 返回这个新创建的对象
return myObject;
}
// 初始化函数,将CreateObject绑定到exports上,让JS可以调用它
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_status status;
napi_value fn;
// 创建一个函数值
status = napi_create_function(env, NULL, 0, CreateObject, NULL, &fn);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to wrap native function");
}
// 将这个函数作为一个属性添加到exports对象上
status = napi_set_named_property(env, exports, "createObject", fn);
if (status != napi_ok) {
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to populate exports");
}
return exports;
}
// 定义模块,其中 "addon" 是模块名
NAPI_MODULE(addon, Init)
在这个示例中:
CreateObject
函数是我们想要在 JavaScript 环境中调用的 C 函数。- 我们使用
napi_create_object
来创建一个新的空白 JavaScript 对象。 - 然后我们可以使用其它 N-API 函数像
napi_set_named_property
给这个对象设置属性或者方法。 - 最后,
CreateObject
返回这个新创建的对象到 JavaScript 环境。
这样,当你在 Node.js 环境中安装并引入这个原生模块时,你可以这样使用它:
const addon = require("./build/Release/addon");
let obj = addon.createObject();
console.log(obj); // 输出: {}
在 JavaScript 代码中,addon.createObject()
调用了我们用 C 语言编写的函数,并且返回了一个新的 JavaScript 对象。
理解napi_create_object
和其它 N-API 函数的关键点在于:它们提供了 JavaScript 和 C/C++之间的桥梁,允许开发者利用 C/C++的性能和系统级访问权限来扩展 Node.js 的功能。
napi_create_symbol
napi_create_symbol
是 Node.js 中 N-API 的一个函数,它允许原生模块创建 JavaScript 的 Symbol 类型的值。在 ES6 (ECMAScript 2015) 中引入的 Symbol 是一个基本数据类型,用于创建唯一的标识符。Symbols 非常适合用作对象属性的键,因为每个 Symbol 都是唯一的,不会与其他属性的键发生冲突。
首先,我们来了解下 JavaScript 中的 Symbol 是什么:
// 在 JavaScript 中创建 Symbol
const mySymbol = Symbol("my unique identifier");
console.log(mySymbol); // 输出:Symbol(my unique identifier)
上面的代码展示了在 JavaScript 中如何创建一个 Symbol。Symbols 通常用于创建独一无二的标识符。
现在,如果你正在编写一个 Node.js 的原生扩展模块(可能使用 C 或者 C++),你可能会需要在这些低级语言中创建 JavaScript 对象和类型。N-API 是 Node.js 提供的一个 C API,让你能够构建这类原生插件,并且保证与 Node.js 版本之间的兼容性。
使用 napi_create_symbol
函数可以在原生代码中创建一个新的 JavaScript Symbol。下面是一个实际的例子,展示如何在一个原生模块中使用 napi_create_symbol
:
假设你有以下的 C 代码:
##include `<`node_api.h>
// 这个函数被调用以创建一个新的 Symbol
napi_value CreateSymbol(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value symbolDescription;
napi_value result;
// 首先,我们创建一个带有描述的 JS 字符串
status = napi_create_string_utf8(env, "my unique identifier", NAPI_AUTO_LENGTH, &symbolDescription);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 接下来,使用该描述创建一个 Symbol
status = napi_create_symbol(env, symbolDescription, &result);
if (status != napi_ok) return NULL;
// 返回这个新创建的 Symbol
return result;
}
// 模块初始化函数
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_status status;
napi_value fn;
// 将上面的 CreateSymbol 函数暴露给 JavaScript
status = napi_create_function(env, NULL, 0, CreateSymbol, NULL, &fn);
if (status == napi_ok) {
napi_set_named_property(env, exports, "createSymbol", fn);
}
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
这段代码演示了如何在原生模块中创建一个函数 CreateSymbol
,这个函数当从 JavaScript 调用时会返回一个新的 Symbol。在模块初始化函数 Init
中,我们将 CreateSymbol
函数导出为模块的一个属性,使得 JavaScript 代码可以调用它。
在 JavaScript 中使用这个原生模块可能像这样:
const nativeAddon = require("./build/Release/native-addon.node");
// 从原生模块中创建一个 Symbol
const sym = nativeAddon.createSymbol();
console.log(sym); // 输出:Symbol(my unique identifier)
通过这个例子,你可以看到 napi_create_symbol
如何在原生模块中被用来创建 JavaScript 中的 Symbol 类型,同时使得这个功能可以被 JavaScript 代码所调用。
node_api_symbol_for
Node.js 中的 napi_symbol_for
是一个函数,它属于 Node.js 的 N-API(原生 API),这是一套用于构建原生插件的 API。在详细解释这个函数之前,我们得先理解几个概念。
关键概念:
Symbol: 在 JavaScript 中,Symbol 是一种原始数据类型,像 Number、String 或 Boolean 一样。每个 Symbol 值都是唯一不变的,通常用作对象属性的键,以保证不会与其他属性键发生冲突。
N-API:N-API 是 Node.js 提供的一套 C 语言 API,它允许你编写能够与 Node.js 交互的本地插件。通过 N-API,你可以创建一些性能更高、更接近操作系统底层的代码。
node_api_symbol_for:这个函数是 N-API 提供的,用来创建或获取全局符号注册表中的 Symbol,这意味着当你在不同的模块或者插件中使用相同名称创建 Symbol 时,通过
napi_symbol_for
总是能够拿到同一个 Symbol 实例。
node_api_symbol_for
函数的作用和运用:
node_api_symbol_for
函数的目的是让不同的原生插件共享相同的 Symbol 值,而不是每个插件独立创建自己的 Symbol。这有助于避免意外的命名冲突,因为 Symbol 值即使名称相同,如果独立创建,也会是不同的值。
实际应用例子:
假设你正在开发两个不同的 Node.js 原生插件,它们都需要引用一个名为 "shared_event"
的事件名称。为了确保这两个插件引用的是同一个事件名称,你可以在每个插件中使用 napi_symbol_for
来获取这个事件的 Symbol 值。
// 插件A中的代码
napi_value symbol_for_plugin_a;
napi_status status = napi_symbol_for(env, "shared_event", &symbol_for_plugin_a);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误
}
// 插件B中的代码
napi_value symbol_for_plugin_b;
napi_status status = napi_symbol_for(env, "shared_event", &symbol_for_plugin_b);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误
}
// 以上两段代码即使在不同的插件中,通过 napi_symbol_for 获取到的 symbol_for_plugin_a 和 symbol_for_plugin_b 是相同的。
这样,无论哪个插件发布或监听 "shared_event"
事件,它们都会指向同一个事件标识符,确保了通信的一致性。
使用场景总结:
- 当多个原生插件需要对某个特定的功能或事件进行协作时。
- 当你想要避免全局空间中的命名冲突。
- 当在原生插件中实现跨模块的符号共享时。
希望以上解释和例子能帮助你理解 node_api_symbol_for
在 Node.js 中的作用和如何使用它。
napi_create_typedarray
Node.js 中的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API 层,它提供了与 V8 和其他 Node.js 内部组件相互操作的接口,并且是跨 Node 版本稳定的。napi_create_typedarray
函数是 N-API 的一部分,它允许你在原生代码中创建一个 TypedArray 对象,这个对象可以被 JavaScript 代码使用。
TypedArray 是 JavaScript 的一种数据类型,用于表示一个固定长度的二进制数据缓冲区。对于需要处理二进制数据(如文件系统操作、网络通信、或者图像处理等)的应用来说非常有用。
下面将详细解释 napi_create_typedarray
函数和一个简单实例。
函数的定义:
napi_status napi_create_typedarray(
napi_env env, // [in] N-API 环境句柄
napi_typedarray_type type, // [in] 要创建的 TypedArray 类型
size_t length, // [in] 数组中元素的数量
napi_value arraybuffer, // [in] ArrayBuffer 对象
size_t byte_offset, // [in] 在 ArrayBuffer 中开始的字节偏移量
napi_value* result // [out] 新创建的 TypedArray 引用
);
参数说明:
env
: 这是一个代表当前 N-API 环境的句柄,每次调用 N-API 函数时都需要传递。type
: 指定你想创建的 TypedArray 的具体类型,比如napi_uint8_array
,napi_int16_array
等。length
: 数组的长度,即你希望创建的数组中会有多少个元素。arraybuffer
: 一个已存在的 ArrayBuffer 对象,TypedArray 将会使用这个 ArrayBuffer 作为数据源。byte_offset
: 在给定的 ArrayBuffer 中的起始位置,也就是从哪里开始创建 TypedArray。result
: 这是一个输出参数,创建成功后,新的 TypedArray 的引用将会被存储在这里。
返回值:返回一个 napi_status
枚举值,表示函数调用是否成功。
示例:
假设我们想在原生模块中创建一个长度为 10 的 Uint8Array
(无符号 8 位整数数组),并填充一些数据然后返回给 JavaScript 使用。
##include `<`node_api.h>
// 假设这个函数是被触发的原生函数
napi_value CreateUint8Array(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 定义一个指向结果 TypedArray 的变量
napi_value result_array;
// 创建一个 ArrayBuffer。假设我们已经创建了一个 buffer 变量。
napi_value buffer;
// 我们假设 buffer 已经被正确创建,并且有足够的空间 (至少 10 bytes)
// 创建 TypedArray
napi_status status = napi_create_typedarray(env, napi_uint8_array, 10, buffer, 0, &result_array);
// 检测是否创建成功
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 返回新创建的 TypedArray 给 JavaScript
return result_array;
}
// 注册原生函数等...
在上面的例子中,我们首先声明了一个 napi_value
类型的 result_array
来存放我们创建好的 TypedArray。之后,我们调用 napi_create_typedarray
,指定了我们要创建的是 napi_uint8_array
类型的数组,长度为 10,基于已有的 buffer
ArrayBuffer
,从第 0 个字节开始创建。如果一切顺利,我们将得到一个指向新 Uint8Array 的引用,并将其返回给 JavaScript 代码使用。
在 JavaScript 层面,你可以像使用常规的 Uint8Array
那样使用这个原生模块返回的对象,比如遍历元素或者将它传递给其他需要二进制数据的 API。
napi_create_dataview
好的,我会尽量通俗易懂地解释给你。
napi_create_dataview()
是 Node.js 中 N-API(Native API)的一个函数,这个 API 允许原生插件作者用 C 或 C++写代码,然后可以在 Node.js 中调用这些代码。N-API 的目的是提供一个与 Node.js 版本无关的 API,这样编写的原生代码就不需要针对不同版本的 Node.js 重新编译。
现在,来看napi_create_dataview()
这个函数。DataView 是 JavaScript 的一种对象,用于读取和写入二进制数据缓冲区(ArrayBuffer)。在 JavaScript 中,ArrayBuffer 是一种固定长度的原始二进制数据缓冲区,而 DataView 则提供了一个更灵活的接口来操作这些二进制数据。
napi_create_dataview()
函数就是用来在原生模块代码中创建一个与 JavaScript 层面上的 DataView 对象相对应的 N-API 版本的 DataView。通过这个函数,你可以指定你想要操作的 ArrayBuffer 的哪一部分,以及开始操作的字节偏移量和长度。
下面是一个简单的例子:
##include `<`node_api.h>
// 假设我们有一个原生函数,想要创建一个DataView
napi_value CreateDataView(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t byte_offset = 0; // 我们从缓冲区的起始位置开始
size_t length = 8; // 假设我们想操作8个字节
// 我们需要一个已经存在的ArrayBuffer
napi_value arraybuffer;
// ... 这里省略了创建或者获取ArrayBuffer的过程
// 创建DataView
napi_value dataview;
napi_status status = napi_create_dataview(env, length, arraybuffer, byte_offset, &dataview);
if (status != napi_ok) {
// 错误处理...
}
// 返回创建的DataView对象
return dataview;
}
在这个例子中,我们定义了一个CreateDataView
函数,它会创建一个字节长度为 8 的 DataView,并且从给定的 ArrayBuffer 的起始位置开始。返回的dataview
对象可以在随后的原生代码中使用,或者传递回 JavaScript 进行进一步的操作。
实际上,您可能会使用napi_create_dataview()
来构建能够处理图像数据、音频流、网络包或任何其他需要精确字节级别操作的二进制数据的库。总之,这是一个连接 JavaScript 高级功能与底层二进制数据操作之间的桥梁。
Functions to convert from C types to Node-API
Node.js 是一个基于 Chrome 的 V8 JavaScript 引擎的 JavaScript 运行环境。Node.js 允许你在服务器端运行 JavaScript,而 Node-API(之前称为 N-API)是一个用来构建原生插件的 API。原生插件是用 C 或 C++编写的模块,它们可以被 Node.js 直接调用。
通常情况下,当你使用 JavaScript 开发 Node.js 应用时,你不需要关心 C/C++代码或者 Node-API。但如果你想要提高性能,访问系统底层特性,或者复用现有的 C/C++库,你可能会需要编写原生插件。
Node-API 中的 "Functions to convert from C types to Node-API" 部分提供了一系列函数,这些函数允许你将 C 语言中的数据类型转换为 Node-API 能够识别的类型。这样,你就可以在 Node.js 中使用 C/C++代码定义的数据了。
例如:
- 假设你有一个 C 函数,它计算两个整数的和,并且返回结果。为了让这个 C 函数能够和 Node.js 交互,你需要将 C 中的整型(
int
)转换为 Node-API 中的数值类型(napi_value
):
##include `<`node_api.h>
// 原始的C函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
// 为Node.js封装的函数
napi_value AddWrapped(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
size_t argc = 2;
napi_value args[2];
// 获取JavaScript传入的参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL);
// 转换JavaScript参数到C类型
int value1, value2;
status = napi_get_value_int32(env, args[0], &value1);
status = napi_get_value_int32(env, args[1], &value2);
// 调用原始的C函数
int result = add(value1, value2);
// 将C的结果转换回Node-API类型
napi_value sum;
status = napi_create_int32(env, result, &sum);
return sum;
}
在这个例子中,napi_get_value_int32
函数用于从 JavaScript 传递的参数中获取 C 的 int
类型值,而 napi_create_int32
则用来创建一个新的 Node-API 类型的整数。
- 如果你有一个 C 结构体,表示一个二维的点,你也可以将这个结构体通过 Node-API 暴露给 JavaScript:
##include `<`node_api.h>
typedef struct {
double x;
double y;
} Point;
// 相应的转换函数可能会这样写:
napi_value PointToNapiObject(napi_env env, Point* point) {
napi_status status;
napi_value obj;
napi_value x, y;
// 创建一个空对象
status = napi_create_object(env, &obj);
// 将Point结构体的x和y属性转换为napi_value
status = napi_create_double(env, point->x, &x);
status = napi_create_double(env, point->y, &y);
// 设置JavaScript对象的属性
status = napi_set_named_property(env, obj, "x", x);
status = napi_set_named_property(env, obj, "y", y);
return obj;
}
注意:在实际编码过程中,你应该总是检查 napi_status
返回值以确保每个 API 调用都成功了。
上述示例展示了如何将 C 语言数据类型转换为 JavaScript 可以理解的数据类型。通过这种方式,Node.js 可以与原生模块互操作,同时 Node-API 提供的抽象层可以使得模块编写更为简单,同时还具备跨 Node.js 版本的兼容性。
napi_create_int32
当然,我乐意帮助你。首先,我们需要了解几个关键点:
- Node.js:这是一个使用 JavaScript 语言来编写服务器端程序的平台。
- N-API:这是 Node.js 提供的一个底层 API,用于构建本地插件。本地插件是用 C 或 C++等语言编写的模块,可以直接调用 Node.js 的各种功能。
napi_create_int32
是 N-API 中的一个函数,它用于创建一个包含 32 位整数值的N-API
值。在 JavaScript 中,当我们处理数字时,通常不需要考虑数字的具体类型,但在 C 或 C++等低级语言中,我们需要明确指定使用哪一种类型的数字,因为每种类型的数字在内存中占用的空间和表达的范围都有所不同。int32
是指一个 32 位的整数。
现在,让我们给出一个实际的场景,比如说你想要编写一个 Node.js 本地插件来执行一些性能敏感的数学运算。此时,你可能会选择使用 C++来实现这些运算,以便利用它的性能优势。
在 C++代码中,你希望建立一个与 JavaScript 代码交互的桥梁,以便将计算结果传递回 JavaScript 环境。napi_create_int32
就是在这里发挥作用的函数之一。以下是一个简化的例子:
##include `<`node_api.h>
// 假设这个函数将被暴露给JavaScript,并且它返回一个计算结果
napi_value CalculateSomething(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value result;
int32_t value = 123; // 假设这是通过某种计算得到的32位整数结果
// 使用napi_create_int32来创建一个N-API表示的32位整数
napi_status status = napi_create_int32(env, value, &result);
if (status != napi_ok) {
// 如果创建失败,抛出一个错误
napi_throw_error(env, NULL, "Failed to create int32 value");
return nullptr;
}
// 返回创建好的整数值给JavaScript
return result;
}
// 其他必要的注册代码...
在上面的代码中,我们定义了一个CalculateSomething
函数,它通过napi_create_int32
创建了一个 32 位整数的 N-API 值,并返回给 JavaScript。如果操作成功,JavaScript 代码就可以接收到这个整数值并利用它做进一步的处理。如果创建失败,则会抛出一个错误。
在 JavaScript 端,调用这个本地模块可能看起来像这样:
const nativeAddon = require("./build/Release/native-addon");
const result = nativeAddon.CalculateSomething();
console.log(result); // 输出: 123
在这个例子中,nativeAddon.CalculateSomething()
调用了我们刚才用 C++编写并暴露给 JavaScript 的函数,并打印出了从 C++返回的整数123
。
希望这个解释和例子能帮助你更好地理解napi_create_int32
函数在 Node.js 的 N-API 中的运用。
napi_create_uint32
Node.js 的 N-API 是一个用于构建原生插件的 API,它提供了一组用 C 或 C++ 编写与 JavaScript 交互的函数。在 Node.js 中,原生插件是一种使用其他语言编写的模块,能够直接运行在操作系统级别,通常用于执行那些对性能要求较高的任务。
napi_create_uint32
是 N-API 中的一个函数,其作用是创建一个包含无符号 32 位整数(uint32)的 JavaScript 数值。
以下是 napi_create_uint32
函数的定义:
napi_status napi_create_uint32(napi_env env,
uint32_t value,
napi_value* result);
参数说明:
env
:表示当前的 N-API 环境上下文,这通常在函数调用时由 Node.js 自动传递。value
:这是你想要创建的 JavaScript 数值中存储的实际的无符号 32 位整数值。result
:这是一个指向napi_value
的指针,用于接收创建出来的 JavaScript 数值。
返回值: 这个函数会返回一个类型为 napi_status
的状态码,表示操作成功或失败的状态。如果函数执行成功,状态码将会是 napi_ok
。
让我们举一个例子来说明它的作用:
假设你正在编写一个原生插件,需要从 C/C++ 层面计算某种资源的数量,并将这个数量传递给 JavaScript。
在 C/C++ 插件代码中,你可能会有如下的函数:
##include `<`node_api.h>
// ... 其他必要的头文件和代码 ...
napi_value GetResourceCount(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 假设我们通过某种方式计算得到了资源数量
uint32_t resourceCount = CalculateResourceCount();
// 创建一个 JavaScript 数值来保存这个无符号32位整数
napi_value jsResourceCount;
napi_status status = napi_create_uint32(env, resourceCount, &jsResourceCount);
// 检查是否成功创建 JavaScript 数值
if (status != napi_ok) {
// 如果创建失败,则抛出错误
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to create uint32 number");
}
// 返回这个 JavaScript 数值
return jsResourceCount;
}
// 注册函数到 Node.js
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value exportFn;
napi_create_function(env, NULL, 0, GetResourceCount, NULL, &exportFn);
napi_set_named_property(env, exports, "getResourceCount", exportFn);
return exports;
}
在 JavaScript 代码中,你可以加载并使用这个插件:
const nativeAddon = require("./build/Release/native-addon.node");
// 获取资源数量
const resourceCount = nativeAddon.getResourceCount();
console.log("资源数量:", resourceCount);
上述例子展示了如何在原生插件中使用 napi_create_uint32
来创建一个无符号 32 位整数并将其以 JavaScript 数值的形式传递给 JavaScript 代码。这使得原生代码与 JavaScript 代码之间的数据交换变得简单、安全。
napi_create_int64
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎执行 JavaScript 代码的平台。而 N-API 则是 Node.js 提供的一套 C API,允许原生插件的作者编写不依赖于 JavaScript 运行时版本的代码,这样可以大大提高原生模块的稳定性和兼容性。
napi_create_int64
是 N-API 中的一个函数,它用于在原生代码中创建一个表示 64 位整数的 JavaScript 数值。在 JavaScript 中虽然所有数字都是以双精度浮点数的形式存储的,但在与操作系统或者其他低级系统交互时,我们经常需要处理整数值,尤其是范围较大的整数(比如文件大小、内存地址等),这时候就需要使用像 napi_create_int64
这样的 API 来确保数字的准确性。
下面我会给你展示一个使用 napi_create_int64
的简单例子:
假设我们想在 Node.js 的原生扩展中创建一个函数,它会接收一个 64 位整数作为参数,并返回它的值。首先,我们需要编写 C 代码来实现这个原生函数:
##include `<`node_api.h>
// 定义一个原生的 N-API 函数
napi_value GetInt64Value(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value the_number;
// 假设我们要返回的 64 位整数是 123456789012345
int64_t my_int64 = 123456789012345;
// 使用 napi_create_int64 创建一个 JavaScript 数值
status = napi_create_int64(env, my_int64, &the_number);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况
napi_throw_error(env, NULL, "Failed to create 64-bit integer");
return NULL;
}
// 返回创建的整数值
return the_number;
}
// 初始化函数,注册上面定义的 'GetInt64Value' 函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value fn;
// 创建一个 JavaScript 函数
napi_create_function(env, NULL, 0, GetInt64Value, NULL, &fn);
// 给这个函数命名为 "getInt64Value" 并导出
napi_set_named_property(env, exports, "getInt64Value", fn);
return exports;
}
接下来,我们需要编译这个原生扩展使之成为 Node.js 可以加载的模块。编译后,我们可以在 JavaScript 代码中这样使用它:
// 加载原生模块
const nativeAddon = require("./build/Release/native-addon.node");
// 调用我们刚才实现的原生方法
const int64Value = nativeAddon.getInt64Value();
console.log(int64Value); // 输出:123456789012345
在这个简单的例子中,我们编写了一个 C 函数,通过 napi_create_int64
创建了一个 JavaScript 能够识别的 64 位整数,并将其作为函数的返回值。然后在 JavaScript 代码中,我们加载并调用了这个原生模块函数,最终打印出这个整数的值。
需要注意的是,这个过程涉及到对 Node.js 原生模块开发的理解,包括 C/C++ 编程知识、构建工具(如 node-gyp)的使用,以及 Node.js 的 N-API。如果你仅仅是 JavaScript 开发者,通常不需要深入了解这一层,除非你需要编写或维护 Node.js 的原生扩展。
napi_create_double
在 Node.js 中,N-API 是一个用来构建原生插件的 API。原生插件是用 C 或 C++编写的模块,它们可以直接调用 Node.js 提供的 API,实现一些 JavaScript 难以做到的性能优化或直接与操作系统底层交互的功能。
napi_create_double
是 N-API 中的一个函数,它的作用是创建一个表示双精度浮点数(double)的 JavaScript 数值。当你在原生插件中使用 C 或 C++处理双精度浮点数时,如果你想将这个数值传递回 JavaScript,就需要把它转换成 JavaScript 能够识别和处理的数值类型。
下面是一个简单的例子说明如何使用napi_create_double
函数:
##include `<`node_api.h>
// 这个函数是C/C++扩展暴露给JavaScript的一个函数.
// 假设我们要计算一个C语言中的双精度浮点数,并将结果返回给JavaScript.
napi_value CalculatePi(napi_env env, napi_callback_info args) {
double pi = 3.14159265359; // 在C语言中定义一个双精度浮点数pi
// 声明一个napi_value变量,这将是我们创建的JavaScript数值的句柄
napi_value js_pi;
// 使用napi_create_double将C语言中的pi转换成JavaScript数值
napi_status status = napi_create_double(env, pi, &js_pi);
// 检查是否成功创建了数值
if (status != napi_ok) {
// 如果创建失败,返回错误
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to create a double value");
return NULL;
}
// 如果成功,返回创建的JavaScript数值
return js_pi;
}
// 初始化函数,注册CalculatePi函数
NAPI_MODULE_INIT() {
napi_value export_fn;
// 创建一个JavaScript函数,当JavaScript代码调用它时,会执行CalculatePi
napi_create_function(env, "calculatePi", NAPI_AUTO_LENGTH, CalculatePi, NULL, &export_fn);
// 将这个函数作为模块的导出
napi_set_named_property(env, exports, "calculatePi", export_fn);
return exports;
}
上述代码中,我们定义了一个名为CalculatePi
的 C 函数,该函数会计算圆周率 π 的一个近似值,并通过使用napi_create_double
函数将这个双精度浮点数值封装为 JavaScript 可以理解的数值类型。之后,我们可以在 JavaScript 代码中调用这个函数并得到 π 的值。
例如,在 Node.js 中,你可以像这样使用这个扩展:
const myAddon = require("./build/Release/my_addon"); // 替换成你的扩展名
console.log(myAddon.calculatePi()); // 输出:3.14159265359
在这个 JavaScript 代码示例中,我们加载了我们刚才编写的原生模块,并调用calculatePi
方法,它会输出我们从 C 扩展中获取的 π 值。
napi_create_bigint_int64
Node.js 中的napi_create_bigint_int64
是一个 N-API 函数,它允许你在原生插件代码中创建一个新的 BigInt 类型的变量。这个函数特别适用于需要处理大整数(超出 JavaScript Number 能精确表示的范围)的情况。
N-API 是 Node.js 提供的一个稳定的 API 层,它允许开发者用 C 或 C++编写扩展模块,与 Node.js 进行交互。使用 N-API 编写的模块不依赖于特定版本的 V8 引擎,这意味着模块更容易保持跨 Node.js 版本的兼容性。
下面我们详细解释一下napi_create_bigint_int64
:
函数签名
napi_status napi_create_bigint_int64(napi_env env,
int64_t value,
napi_value* result);
这个函数有三个参数:
napi_env env
: 当前的环境句柄,它代表了当前的执行上下文。int64_t value
: 你想要转换成 BigInt 的 64 位整数值。napi_value* result
: 这是一个指针,函数会把创建的 BigInt 赋值到这里。
函数返回一个napi_status
类型的值,这代表操作的结果。如果一切顺利,返回napi_ok
。
实际例子
假设你正在开发一个 Node.js 原生模块,这个模块需要处理大量的数据,例如加密或者文件系统操作。而这些操作涉及到的数字可能非常大,大到不能用标准的 JavaScript 数字类型(Number)来精确地表示。
例如,我们需要创建一个表示文件大小的 BigInt,文件大小为9223372036854775807
字节(这个值接近 64 位整型的最大值),以下是在 C++中使用napi_create_bigint_int64
的示例代码:
##include `<`node_api.h>
// 假设这个函数作为一个原生模块导出给JS调用
napi_value GetFileSizeAsBigInt(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 存储最终BigInt结果的变量
napi_value result;
// 文件大小
int64_t fileSize = 9223372036854775807;
// 创建BigInt
napi_status status = napi_create_bigint_int64(env, fileSize, &result);
// 检查是否成功创建BigInt
if (status != napi_ok) {
// 创建失败,可能需要处理错误
// 例如抛出异常等
}
// 返回创建好的BigInt给JavaScript
return result;
}
// 其他将函数导出到JS的代码...
当 JavaScript 代码调用这个原生模块时,它将会得到一个 BigInt 对象,可以安全地表示和操作这个巨大的数字。
总结一下,napi_create_bigint_int64
在 Node.js 的原生模块开发中用于创建能表示超大整数的 BigInt 对象,从而使得这些模块能够处理超出 JavaScript Number 类型能力范围的数据。
napi_create_bigint_uint64
当然,让我来详细解释一下 Node.js 中的 napi_create_bigint_uint64
这个函数。
在 Node.js 中,N-API(Node API)是一个用于构建本地插件(native addons)的 API 层,它允许 C 和 C++代码与 JavaScript 交互。这意味着你可以用 C 或 C++编写一些性能密集或者系统级别的操作,并通过 N-API 暴露给你的 Node.js 应用程序使用。
napi_create_bigint_uint64
是 N-API 的一部分,它用于创建一个表示大整数(BigInt)的 JavaScript 值。由于 JavaScript 中的 Number 类型不能安全地表示所有的 64 位整数(因为其双精度浮点格式只能精确表示到 53 位),BigInt 类型就出现了,它可以表示任意大小的整数。
函数原型:
napi_status napi_create_bigint_uint64(
napi_env env,
uint64_t value,
napi_value* result);
env
: 这是 N-API 调用的环境上下文,用于代表当前的 Node.js 环境。value
: 这是你想要转换为 BigInt 的无符号 64 位整数(uint64_t)。result
: 这是一个指向 napi_value 的指针,该函数会将创建的 BigInt 值存储在这里返回。
使用场景:
假设你正在编写一个 Node.js 本地插件,需要处理非常大的整数,比如文件系统中大文件的字节大小,或者某些高精度时间戳等。在 C/C++中,你可以使用标准的 64 位整数来精确表示这些值,但是如果你需要将这些值传递给 JavaScript,就会遇到精度问题。使用 napi_create_bigint_uint64
函数,你可以将 C/C++中的 64 位整数安全地转换为 JavaScript 的 BigInt。
实际例子:
想象一下,你有一个 C 函数,它返回了一个很大的文件的大小(以字节为单位),这个数字可能会超过 JavaScript Number 类型的安全整数范围。你可以使用 napi_create_bigint_uint64
将这个值转换为 BigInt:
##include `<`node_api.h>
// 假设这个函数是从某处获取文件大小的
uint64_t get_large_file_size() {
// 返回一个大于2^53的文件大小
return (uint64_t)9007199254740993;
}
// 这是暴露给Node.js的N-API函数
napi_value GetFileSizeAsBigInt(napi_env env, napi_callback_info info) {
uint64_t file_size = get_large_file_size();
// 创建BigInt
napi_value big_int_value;
napi_status status = napi_create_bigint_uint64(env, file_size, &big_int_value);
if (status != napi_ok) {
// 错误处理...
}
return big_int_value; // 返回BigInt给JavaScript
}
然后,在你的 Node.js 代码中,你可以调用这个函数并获得一个能够安全表示大数字的 BigInt:
const nativeAddon = require("./build/Release/native-addon.node");
// 这将调用我们上面定义的C函数并返回一个BigInt
const fileSize = nativeAddon.GetFileSizeAsBigInt();
console.log(fileSize); // 输出类似于:9007199254740993n
注意,在 JavaScript 端,BigInt 值末尾会有一个 "n" 来表示它是一个 BigInt 类型,而不是普通的 Number。
napi_create_bigint_words
好的,让我们来聊一下 Node.js 中的napi_create_bigint_words
这个功能。
首先解释一下,什么是 N-API。N-API 是一个 C 语言的 API,它允许你使用 C 或者 C++代码编写扩展,这些扩展可以直接被 Node.js 调用。这有助于提高性能,并允许重用已有的 C/C++库。
现在,谈到napi_create_bigint_words
,这个函数是 N-API 提供的一部分,专门用来创建 JavaScript 中的 BigInt 类型。在 JavaScript 中,BigInt 是一种新的数值类型,它允许你安全地存储和操作大整数,甚至是超过了 Number 类型能表示的范围。
具体到napi_create_bigint_words
,这个函数使得你可以从 C/C++层面创建一个 BigInt 对象,而不是从 JavaScript 创建。这在某些情况下非常有用,比如当你在一个 node 扩展中处理大整数时,或者当你想要将一个底层的数值库结果转换为 BigInt 使其在 JavaScript 中可用时。
让我们来看一个简单的例子:
##include `<`node_api.h>
// 假设我们的任务是创建一个代表2^64的BigInt
napi_value CreateBigInt(napi_env env) {
napi_status status;
// BigInt由两部分组成:低位(low word)和高位(high word)
// 通过二进制可以表示为 high_word `<``<` 64 | low_word。
uint64_t low_word = 0; // 在我们的示例中,低位是0
uint64_t high_word = 1; // 高位是1,因为2^64相当于1后面跟着64个0
// 我们需要创建一个napi_value来存放我们即将创建的BigInt
napi_value big_int_value;
// 调用napi_create_bigint_words来创建BigInt
// 参数解读:
// env: 当前的环境上下文
// sign_bit: 表示number是正还是负,0代表正数
// word_count: 我们传递的words数量
// words: 指向我们数值的指针
// result: 输出参数,创建好的BigInt将被赋值到这里
status = napi_create_bigint_words(env, 0, 1, &high_word, &big_int_value);
// 检查是否创建成功
if(status != napi_ok){
napi_throw_error(env, NULL, "Unable to create BigInt");
}
return big_int_value;
}
在这个例子中,我们创建了一个表示 2^64 的 BigInt 对象。我们首先声明了 low_word
和 high_word
,然后调用napi_create_bigint_words
来实际创建 BigInt 对象。注意,我们的sign_bit
设置为 0,因为我们要创建的是一个正数。
如果你在构建更复杂的 node 扩展,在处理大整数问题时,就可能会用到这个函数。例如,你可能正在封装一个金融计算库,需要处理比标准 js Number 类型更大的数字,那么你就会在 C/C++层面使用napi_create_bigint_words
来创建 BigInt,然后在你的 node 应用中使用它。
napi_create_string_latin1
好的,我来解释一下 Node.js 中的napi_create_string_latin1
这个函数。
在 Node.js 里,N-API 提供了一个与 JavaScript 引擎无关的原生(native)API,它允许你编写可以在不同版本的 Node.js 上运行的 C/C++扩展。napi_create_string_latin1
是 N-API 中的一个功能,它允许你从 C/C++代码中创建一个新的 JavaScript 字符串。
当你在 C/C++中使用napi_create_string_latin1
时,你可以将一个标准的以 null 结尾的 C 字符串(使用 Latin-1/ISO-8859-1 编码)转化成一个 JavaScript 字符串。Latin-1 编码包括英文字符和欧洲常用的其他一些字符。
这里有一些参数需要了解:
env
: 这是一个表示 N-API 环境的句柄,它用于大多数 N-API 调用以提供 Node.js 运行时的上下文。str
: 是 C 字符串的指针,表示要转换成 JavaScript 字符串的原始 Latin-1 编码的字符序列。length
: 这是字符串的长度,如果你传递-1
,函数将假定字符串是以 null 结尾的,并计算长度。result
: 这是一个输出参数,用于接收创建的 JavaScript 字符串。
现在举例说明: 假设你想在 C/C++扩展中创建一个表示"hello"的 JavaScript 字符串。下面是如何使用napi_create_string_latin1
实现的伪代码:
##include `<`node_api.h>
// 假设你已经有了napi_env env变量
// 要转换成JavaScript字符串的C字符串
const char* c_str = "hello";
size_t str_length = 5; // 字符串"hello"的长度
napi_value result;
// 调用napi_create_string_latin1来创建一个JavaScript字符串
napi_status status = napi_create_string_latin1(env, c_str, str_length, &result);
// 检查操作是否成功
if (status == napi_ok) {
// 如果成功,此时result就是一个JavaScript字符串
// 可以在你的N-API函数中返回它,或者用它进行其他操作
} else {
// 错误处理
}
在实际应用中,你可能会在一个 N-API 模块的函数内部使用这种方式来创建 JavaScript 字符串,然后将其返回给 JavaScript 层的代码。例如,如果你正在编写一个读取某个硬件设备状态并返回一个字符串描述的扩展,你可能会从该设备读取数据,然后使用napi_create_string_latin1
来创建一个相应的 JavaScript 字符串来描述那个状态。
node_api_create_external_string_latin1
node_api_create_external_string_latin1
是 Node.js 中的一个 N-API 函数。N-API 是一种用于构建本地插件的 API,它提供了与底层 Node.js JavaScript 运行时进行交互的方法。此函数特别用于创建“外部”字符串,这意味着它允许你将现有的字符数据作为 Node.js 中的 JavaScript 字符串使用,而不必复制数据。
在详细解释之前,先来理解几个概念:
- N-API: Node.js 的一个稳定、版本无关的 API,用于构建原生插件。
- 外部字符串(External string): JavaScript 中的字符串,其内存是由开发者管理的,而非由 JavaScript 引擎管理。
- Latin1: 也称为 ISO-8859-1,是一个 8 位的单字节编码方案,可以表示西欧语系中的大多数字符。
功能
node_api_create_external_string_latin1
允许你把已经存在的 Latin1 编码的字符数组创建成一个 Node.js 的字符串。这样做的好处是避免了将现有字符串复制到新的内存位置,节省了时间和空间。
参数
这个函数接收以下参数:
env
: 当前执行环境的句柄,提供给所有 N-API 调用。data
: 指向你想要转换成 JavaScript 字符串的 Latin1 编码数据的指针。length
: 数据的长度,单位是字节。result
: 用来存放创建好的 JavaScript 字符串的变量。
使用场景举例
假设你在 C/C++扩展模块中有一个以 Latin1 编码的字符串,并希望将它传递给 Node.js 中的 JavaScript 代码使用:
##include `<`node_api.h>
// 假设你有一个Latin1编码的字符串数据
const char* latin1_string = "Hello, World!";
// 这个函数会被调用来创建一个Node.js的String
napi_value CreateLatin1String(napi_env env) {
napi_value result;
// 把外部Latin1编码的字符串转换为Node.js字符串
napi_status status = node_api_create_external_string_latin1(
env,
latin1_string,
NAPI_AUTO_LENGTH, // 自动计算字符串长度
&result
);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况...
}
return result; // 返回创建的字符串
}
// ... 接下来,你需要将上面的函数暴露给Node.js ...
在上面的代码示例中,我们定义了一个名为 CreateLatin1String
的函数,它使用 node_api_create_external_string_latin1
来创建一个 Node.js 的字符串。我们传入了一个指向 Latin1 编码字符串的指针,告诉函数自动计算字符串的长度,并且提供了一个用于存放结果字符串的变量。成功调用后,result
将包含一个 Node.js 字符串,可以像任何其他字符串那样在 JavaScript 中使用。
注意事项
使用外部字符串时,需要确保在字符串仍然被使用时不要释放或修改底层的内存块。如果底层的数据被改变或删除,那么 JavaScript 中的字符串也会受到影响,可能导致程序崩溃或出现不可预测的行为。
总之,node_api_create_external_string_latin1
是一个强大的功能,它能够高效地将本地代码中的字符串数据转换为 JavaScript 字符串,但它需要开发者在内存管理方面进行额外的注意。
napi_create_string_utf16
当然,我来帮你解释一下 napi_create_string_utf16
这个函数。
在 Node.js 中,napi_create_string_utf16
是 N-API 的一部分,而 N-API 是一个 C 语言的接口,让你可以创建本地插件。这些插件是用 C 或 C++写的,它们可以直接和 Node.js 的运行时进行交互,通常用于性能敏感的操作或者是调用系统级别、硬件相关的库。
napi_create_string_utf16
函数用于在原生代码中创建一个 UTF-16 编码的 JavaScript 字符串。UTF-16 是一种字符编码方式,它能表示 Unicode 标准中的大部分字符,并且在 JavaScript 内部是默认的字符串编码。
下面是这个函数具体的描述:
napi_status napi_create_string_utf16(napi_env env,
const char16_t* str,
size_t length,
napi_value* result);
函数参数解释:
env
: 当前 native API 的环境句柄,它是操作 N-API 的上下文。str
: 指向 UTF-16 编码字符串的指针。length
: 字符串的长度,用字符数表示。如果长度设置为 -1,则假定字符串以 null 终止符结束。result
: 是一个出参,用于返回创建的 JavaScript 字符串。
函数会返回一个napi_status
枚举值,表示操作成功与否。如果函数执行成功,result
将包含对应的 JavaScript 字符串值。
例子:
假设我们要在本地插件中创建一个 JavaScript 字符串 "Hello, World!" 并返回给 Node.js。首先,我们需要将这个字符串转换成 UTF-16 编码。
##include `<`node_api.h>
napi_value CreateUtf16String(napi_env env, napi_callback_info info) {
// UTF-16编码的 "Hello, World!" 字符串
// 在C语言中,UTF-16字符串通常使用 char16_t 类型表示
const char16_t str[] = u"Hello, World!";
// 我们知道这个字符串的长度,所以我们可以直接传入,
// 如果不知道,也可以通过类似于计算null终止符的方式来获取长度
size_t length = sizeof(str) / sizeof(char16_t) - 1; // 减去null终止符
napi_value result;
// 调用函数创建JS字符串
napi_status status = napi_create_string_utf16(env, str, length, &result);
// 检查是否成功
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况...
}
// 返回创建的字符串
return result;
}
// ... 其他代码用于注册该函数,使得它可以从Node.js中调用 ...
在 Node.js 代码中,你可能会调用这个本地插件提供的函数像这样:
const nativeAddon = require("./path_to_native_addon");
console.log(nativeAddon.CreateUtf16String()); // 应该打印出 "Hello, World!"
这里我们在 C 代码中创建了一个 Javascript 字符串,然后在 Node.js 中打印出来。这只是一个简单的例子展示了如何利用napi_create_string_utf16
函数在原生模块中创建和返回 JavaScript 字符串。
node_api_create_external_string_utf16
node_api_create_external_string_utf16
函数是 Node.js 中 N-API 提供的一个功能,它允许你在原生插件中创建一个新的 JavaScript 字符串,而这个字符串的内容实际上存储在外部分配的内存中(也就是说,不是由 V8 管理的内存)。使用这个函数可以帮助你高效地在原生代码和 JavaScript 之间传递大量文本数据,而无需复制字符串数据。
在了解如何使用 node_api_create_external_string_utf16
前,你需要知道几个基本概念:
UTF-16:这是一种编码方式,用于将字符表示为数字代码。UTF-16 可以编码世界上绝大多数的字符,并且每个字符使用 2 个或者更多的字节来表示。
N-API:是 Node.js 提供的一个稳定的 API 层,让你可以构建原生插件,这样的插件可以直接运行在 Node.js 的底层引擎 V8 之上。
原生插件:是使用 C 或 C++ 编写的模块,它们可以通过 Node.js 的 N-API 被加载和执行,提供比纯 JavaScript 更高效的性能,尤其是在处理大量数据时。
下面是 node_api_create_external_string_utf16
函数的基本用法示例和解释:
##include `<`node_api.h>
// 假设我们有一个 UTF-16 编码的字符串,存在于外部分配的内存中
const char16_t* external_data = u"Hello, World!";
// 这个函数会被用来在后续清理外部分配的内存
void MyFinalizer(napi_env env, void* finalize_data, void* finalize_hint) {
free(finalize_data);
}
napi_value CreateExternalStringUtf16(napi_env env) {
napi_value result;
// 创建一个 JavaScript 字符串,其内容链接到外部的 UTF-16 编码数据
napi_status status = napi_create_external_string_utf16(
env,
external_data,
NAPI_AUTO_LENGTH, // 让 N-API 自动计算字符串长度
&result
);
// 检查是否正确执行
if (status != napi_ok) {
// 处理错误...
}
// 返回创建的 JavaScript 字符串
return result;
}
在上面的代码中,我们首先包含了 node_api.h
头文件,这是使用 N-API 必须做的。然后,我们声明了一个 UTF-16 编码的字符串 external_data
和一个清理函数 MyFinalizer
,当 JavaScript 字符串不再被需要时,MyFinalizer
会被调用来释放外部分配的内存。
CreateExternalStringUtf16
函数是创建字符串的实际工作地方。我们调用了 napi_create_external_string_utf16
,向它传递环境句柄 env
、指向外部数据的指针 external_data
、使用 NAPI_AUTO_LENGTH
让 API 自动计算字符串长度,最后传入一个指向 napi_value
变量的指针来接收创建出的 JavaScript 字符串。
注意,在实际应用中,你需要确保传递给 napi_create_external_string_utf16
的内存在字符串不再使用后得到释放,否则会产生内存泄漏。这通常是通过注册一个“finalizer”函数完成的,就像示例中的 MyFinalizer
那样。
通过这样的机制,Node.js 的 N-API 允许你在原生插件中处理字符串时,既可以达到高效率,又能够防止内存泄漏。
napi_create_string_utf8
napi_create_string_utf8
是 Node.js 中的一个 N-API 函数。N-API(Node API)是 Node.js 提供的一套 C 语言的 API,使得原生插件(通常用 C 或 C++编写)能够与 JavaScript 代码相互交互。这样,开发者就可以在 Node.js 环境中使用 C 或 C++ 编写高性能的本地插件。
解释 napi_create_string_utf8
napi_create_string_utf8
的作用是创建一个新的 UTF-8 编码的字符串,并将其表示为 N-API 中的 napi_value
类型。该函数允许你把一个 C 语言中的字符串(char* 类型),转换成可以在 Node.js 代码中作为 JavaScript 字符串使用的值。
参数
该函数通常接收以下几个参数:
- env: 这是一个
napi_env
句柄,代表当前的 Node.js 环境。它是执行 N-API 调用的上下文。 - str: 指向以 null 结尾的 UTF-8 编码的字符串的指针。
- length: 字符串的长度(以字节为单位)。如果长度未知,可以传递
-1
,函数会自动计算字符串长度。 - result: 指向
napi_value
的指针,用来接收创建好的 JavaScript 字符串。
返回值
该函数返回一个 napi_status
枚举值,表示操作成功或失败的状态。
代码示例
假设你已经有了一个 C 插件,并想要创建一个 JavaScript 字符串并返回给 JavaScript 端,以下是如何使用 napi_create_string_utf8
的例子:
##include `<`node_api.h>
// 示例函数,用于创建字符串返回
napi_value CreateString(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_value str;
// 创建一个 UTF-8 编码的 JavaScript 字符串 "Hello, World!"
napi_status status = napi_create_string_utf8(env, "Hello, World!", NAPI_AUTO_LENGTH, &str);
// 检查是否成功创建字符串
if (status != napi_ok) {
// 处理错误
// 在实际应用中,你可能需要调用另一个 N-API 函数来抛出错误
return nullptr;
}
// 如果成功,返回创建的字符串
return str;
}
// 初始化函数,注册上面的示例函数到 Node.js
napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
napi_value fn;
// 将 CreateString 包装为 JavaScript 可调用的函数
napi_create_function(env, NULL, 0, CreateString, NULL, &fn);
// 将这个函数作为模块导出
napi_set_named_property(env, exports, "createString", fn);
return exports;
}
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
这段代码创建了一个简单的函数 CreateString
,这个函数可以在 JavaScript 中被调用,返回一个 "Hello, World!" 字符串。NAPI_MODULE
宏用于注册初始化函数,确保在模块载入时运行 Init
函数,这样 createString
就可以导出并在 Node.js 代码中使用了。
在 JavaScript 端,你可以像下面这样调用 createString
函数:
const addon = require("./build/Release/addon");
console.log(addon.createString()); // 打印 "Hello, World!"
请注意,在实际应用中,处理 napi_status
返回值和错误检查非常重要,因为他们可以帮助识别问题所在。此外,在引入和使用原生模块前,需要先编译它们,通常是使用 node-gyp 这种工具。
node_api_create_property_key_utf16
node_api_create_property_key_utf16
是 Node.js 中的一个函数,它属于 N-API 的一部分。N-API(Node API)是一个用来构建原生插件的 API 层,允许你用 C 或 C++编写可以与 Node.js JavaScript 代码直接互操作的模块。
在 JavaScript 中,对象通常由键值对组成,即每个属性都有一个名称(键)和与之关联的值。在使用原生代码与 JavaScript 交互时,我们需要能够创建这些键,以便我们可以读取和设置 JavaScript 对象上的属性。
函数 node_api_create_property_key_utf16
具体用途是:创建一个 UTF-16 编码的字符串作为属性名,并将其注册到 JavaScript 运行时环境中,使得原生模块可以使用这个字符串作为对象的属性键。
详细解释:
- UTF-16 是 Unicode 字符集的一种编码方式,它采用 2 个字节或者更多来表示一个字符。
- 当你想要从原生模块(例如 C/C++模块)中定义一个新的属性并且给 JavaScript 对象赋值时,你需要使用这个函数来创建属性名。
实际应用例子: 假设你正在编写一个原生模块,该模块需要给 JavaScript 中的某个对象添加一个名为“exampleProperty”的新属性。你可以通过以下步骤使用 node_api_create_property_key_utf16
:
- 在你的 C/C++代码中,你首先定义一个 UTF-16 编码的字符串,表示你要创建的属性名。
- 然后,你调用
node_api_create_property_key_utf16
函数,传入你的 N-API 环境、UTF-16 字符串及其长度,该函数会返回一个用于标识这个属性的 N-API 值。 - 最后,你可以使用这个属性键在 JavaScript 对象上设置或获取对应的属性值。
下面是一个简化的代码示例,演示如何使用 node_api_create_property_key_utf16
创建属性键:
##include `<`node_api.h>
napi_value CreateExampleProperty(napi_env env, napi_callback_info info) {
// 定义UTF-16字符串,代表你想要的属性名称,比如“exampleProperty”。
const char16_t property_name[] = u"exampleProperty";
// 创建一个属性键变量。
napi_value property_key;
// 调用函数创建属性键。
napi_status status = napi_create_property_key_utf16(env,
property_name,
sizeof(property_name) - 1, // 减去字符串结束符 \0 的长度
&property_key);
// 检查是否成功创建了属性键。
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况...
}
// 这里假设 "object" 是已经在其他地方创建好的JavaScript对象。
napi_value object;
// 使用属性键在对象上设置属性。
// 这里只是示例流程,你还需要创建实际的值(value)并设置到对象上。
napi_value value;
// ...创建或获取value...
status = napi_set_property(env, object, property_key, value);
if (status != napi_ok) {
// 处理错误情况...
}
// 返回新创建的属性值,或者其他什么东西。
return value;
}
注意,在实际编写的过程中,还需要考虑错误处理和确保正确调用 N-API 提供的其他函数进行完整的功能实现。上述代码仅展示了如何使用node_api_create_property_key_utf16
函数。
Functions to convert from Node-API to C types
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时环境。它允许你在服务器端运行 JavaScript 代码。Node-API(之前称为 N-API)是 Node.js 的一个功能,它提供了一组 API,使得原生模块(通常用 C 或 C++编写)能够与 JavaScript 代码进行互操作。
在 Node-API 中,“Functions to convert from Node-API to C types”意味着有一组特定的函数可以帮助开发者将从 JavaScript 接收的数据转换成 C 语言中的数据类型,以便在 C/C++ 编写的原生模块中使用。
这些函数通常涉及以下几个方面:
- 转换数字:比如把 JavaScript 中的
Number
转换为 C 中的int
,float
,double
等。 - 转换字符串:将 JavaScript 字符串转换成 C 风格的字符串(即以 null 结尾的字符数组)。
- 转换对象:如果 JavaScript 对象需要在 C 代码中处理,可能需要转换为对应的 C 结构体。
- 转换函数:将 JavaScript 中的函数转换为可以在 C 代码中调用的回调。
现在,让我们通过一些例子来说明如何使用 Node-API 进行类型转换。
示例 1:转换数字
假设您的 JavaScript 代码传递了一个数字给原生模块,并且您想要在 C 代码中以 double
类型使用它。
##include `<`node_api.h>
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value argv[1];
size_t argc = 1;
double number;
// 获取 JavaScript 传入的参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL);
// 将第一个参数转换为 C 的 double 类型
status = napi_get_value_double(env, argv[0], &number);
// 现在你可以在 C 代码中使用变量 number 了
// ...
// 返回结果到 JavaScript
napi_value result;
status = napi_create_double(env, number * 2, &result);
return result;
}
示例 2:转换字符串
假设您接收到了一个 JavaScript 字符串,并希望在原生模块中作为 C 字符串处理。
##include `<`node_api.h>
#include `<`string.h>
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value argv[1];
size_t argc = 1;
size_t str_length, str_length_in_bytes;
// 获取 JavaScript 传入的参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL);
// 第一步,获取字符串长度
status = napi_get_value_string_utf8(env, argv[0], NULL, 0, &str_length_in_bytes);
// 准备足够大小的缓冲区来存储 C 字符串
char* c_str = (char*)malloc(str_length_in_bytes + 1);
// 第二步,实际复制字符串内容
status = napi_get_value_string_utf8(env, argv[0], c_str, str_length_in_bytes + 1, &str_length);
// 现在您可以使用 c_str 作为 C 字符串
// ...
// 清理分配的内存
free(c_str);
// 处理结束后返回 undefined 给 JavaScript
napi_value result;
status = napi_get_undefined(env, &result);
return result;
}
示例 3:转换函数(回调)
如果 JavaScript 传递了一个函数作为回调给原生模块,我们可能希望在某个事件发生时调用它。
##include `<`node_api.h>
void CallJavaScriptCallback(napi_env env, napi_value js_callback) {
napi_status status;
// 假设我们想要回调 JavaScript 函数并传递一个参数给它
napi_value arg;
status = napi_create_string_utf8(env, "Hello from native!", NAPI_AUTO_LENGTH, &arg);
napi_value global;
status = napi_get_global(env, &global);
napi_value result;
status = napi_call_function(env, global, js_callback, 1, &arg, &result);
// 回调函数已调用
}
napi_value MyFunction(napi_env env, napi_callback_info info) {
napi_status status;
napi_value argv[1];
size_t argc = 1;
// 获取 JavaScript 传入的参数
status = napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, NULL, NULL);
// 确保传入的参数是一个函数
napi_valuetype valuetype;
status = napi_typeof(env, argv[0], &valuetype);
if (valuetype != napi_function) {
// 抛出错误
}
// 存储或直接使用 JavaScript 提供的回调函数
CallJavaScriptCallback(env, argv[0]);
// 处理结束后返回 undefined 给 JavaScript
napi_value result;
status = napi_get_undefined(env, &result);
return result;
}
这些例子演示了如何使用 Node-API 提供的函数将 JavaScript 中的数据类型转换为适合 C/C++ 使用的数据类型。这是创建原生插件和模块时非常重要的一个步骤,因为这样才能确保数据在不同语言间正确无误地传递和处理。
napi_get_array_length
好的,Node.js 的 N-API 是一个用于构建原生插件的接口。N-API 旨在提供一个与 JavaScript 运行时无关的抽象层,这样您编写的代码就可以在不同版本的 Node.js 中运行,而无需重新编译。
napi_get_array_length
函数是 N-API 提供的一个功能,它允许你在原生模块中获取一个 JavaScript 数组的长度。当你在 C 或 C++ 编写的扩展中与 JavaScript 数组打交道时,你可能需要知道数组有多少项,这个函数正是用来帮助你这么做的。
这里有一个简单的例子说明 napi_get_array_length
是如何工作的:
假设你有一个 JavaScript 数组,并且你想通过一个原生插件来处理这个数组。在原生插件的代码中,你将获得一个 napi_value
类型的引用,指向这个数组。要获取该数组的长度,你将使用 napi_get_array_length
函数。
##include `<`node_api.h>
// 函数用于获取数组长度
napi_status GetArrayLength(napi_env env, napi_value array, uint32_t* result) {
return napi_get_array_length(env, array, result);
}
在这个示例中:
env
是一个napi_env
句柄,它代表了 N-API 调用上下文。array
是一个napi_value
,表示你想获取长度的 JavaScript 数组。result
是一个指向uint32_t
变量的指针,在调用此函数后,它将被设置为数组的长度。
假设你已经在 JavaScript 中创建了一个数组并传递给了这个原生函数:
let myArray = [1, 2, 3, 4, 5];
当你在原生代码中调用 GetArrayLength
并将 myArray
作为参数传递时,result
将会被设置为 5
,因为 myArray
包含五个元素。
请注意,这只是展示 napi_get_array_length
功能的一个简化的例子,实际上在原生模块中使用时,你还需要进行错误检查和合适的异常处理来确保代码的健壮性。