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Google V8程式設計詳解（五）JS呼叫C++

阿新 • • 發佈：2019-02-03

最近由於忙著解決個人單身的問題，時隔這麼久才更新第五章。

上一章主要講了Google V8的Context概念。那麼其實Google V8的基本概念還有FunctionTemplate, ObjectTemplate等比較重要的基本概念，這些概念將在後續章節中進行滲透。

本章主要來講講如何通過V8來實現JS呼叫C++。JS呼叫C++，分為JS呼叫C++函式（全域性），和呼叫C++類。

JS呼叫C++函式

JS呼叫C++函式，就是通過FunctionTemplate和ObjectTemplate進行擴充套件的。

FunctionTemplate，ObjectTemplate可以理解為JS function和C++ 函式之間的binding。FunctionTemplate實現了JS函式和C++函式的繫結，當然這種繫結是單向的，只能實現JS呼叫C++的函式。說的更直白一點，FunctionTemplate和ObjectTemplate就相當於JS的function和object。

基本原理就是先將C++ 函式通過FunctionTemplate實現繫結，然後將這個FunctionTemplate註冊到JS的global上去，這樣，JS就可以呼叫C++函數了。

程式碼如下：

上面這段程式碼實現了在JS呼叫C++ Yell（）函式。

基本步驟分為A, B , C三步：

  1. #include "v8.h"
  2. #include <string.h>
  3. #include <stdio.h>
  4. usingnamespace v8;  
  5. usingnamespace std;  
  6. Handle<Value> Yell(const Arguments& args) {  
  7.     HandleScope  handle_scope;  
  8.     char buffer[4096];  
  9.     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));  
  10.     Handle<String> str = args[0]->ToString();  
  11.     str->WriteAscii(buffer);  
  12.     printf("Yell: %s\n", buffer);  
  13.     return Undefined();  
  14. }  
  15. int main(int argc, char** argv) {  
  16.     HandleScope handle_scope;  
  17.     //A
  18.     Handle<FunctionTemplate> fun = FunctionTemplate::New(Yell);  
  19.     //B
  20.     Handle<ObjectTemplate> global = ObjectTemplate::New();  
  21.     global->Set(String::New("yell"), fun);  
  22.     //C
  23.     Persistent<Context> cxt = Context::New(NULL, global);  
  24.     Context::Scope context_scope(cxt);  
  25.     Handle<String> source = String::New("yell('Google V8!')");  
  26.     Handle<Script> script = Script::Compile(source);  
  27.     Handle<Value> result = script->Run();  
  28.     cxt.Dispose();  
  29. }  

第一步，定義一個FunctionTempte並與C++函式繫結：

  1. Handle<FunctionTemplate> fun = FunctionTemplate::New(Yell);  


第二部，定義一個ObectTemplate，並向該物件註冊一個FunctionTemplate

  1. Handle<ObjectTemplate> global = ObjectTemplate::New();  
  2. global->Set(String::New("yell"), fun);  


第三部，將該物件註冊到JS的global中去：

  1. Persistent<Context> cxt = Context::New(NULL, global);  

JS呼叫C++類

JS其實是無法直接使用C++類的，當JS中new一個物件的時候，需要手動將C++產生的物件同JS的物件進行繫結。從而就造成了JS使用C++類的假象：

  1. var cloudapp = new CloudApp();  
  2. cloudapp.xxInterface();  

這一點V8做的不夠強大，而Qt的QML（類JS指令碼語言）就能實現自動繫結。

InternalField

當JS new一個物件的時候，C++中也會同步的new一個物件並將該指標儲存在C++內部，並維護這個指標list，這就是V8 InternalField的作用。所有需要跟JS繫結的C++指標都存在這個InternalField中，其實就是一個list，一個V8 Object可以擁有任意數量的InternalField。如果需要使用儲存在InterField中的C++指標，直接Get出來即可：

將C++指標封裝到InternalField中：

  1. //....
  2. void* ptr = ...  
  3. object->SetInternalField(0, External::New(ptr));  

上面這段程式碼將一個C++指標ptr儲存在InternalField的index 0處。然後將來的某個時候如果需要獲取這個指標，只需使用index 0來獲取該指標。

將C++指標從InternalField中獲取出來：

  1. Local<External> wrap = Local<External>::Cast(object->GetInternalField(0));  
  2. void* ptr = wrap->Value();  

object->GetInternalField(0)就是從InternalField取出index=0處的C++指標。

External

既然說到C++指標的繫結，就必須說一下V8的External了。V8的External就是專門用來封裝（Wrap）和解封(UnWrap)C++指標的。V8的External 實現如下：

  1. Local<Value> External::Wrap(void* value) {  
  2.   return External::New(value);  
  3. }  
  4. void* External::Unwrap(Handle<v8::Value> obj) {  
  5.   return External::Cast(*obj)->Value();  
  6. }  

External其實就是C++指標的載體。這也就解釋了前面在InternalField中設定和獲取InternalField中的C++指標的時候，使用了External::New和wrap->Value（）的原因了。External::Value()返回的就是C++指標。

下面開始上程式碼，看看究竟是如何實現JS呼叫C++類的：

  1. //C++Externtion
  2. #include "v8.h"
  3. #include "utils.h"
  4. #include <iostream>
  5. #include <string>
  6. usingnamespace std;  
  7. usingnamespace v8;  
  8. enum AppState{  
  9.     IDEL = 0,  
  10.     LOADED,  
  11.     STOP  
  12. };  
  13. class CloudApp {  
  14. public:  
  15.     CloudApp(int id) {   
  16.         state = IDEL;  
  17.         appId = id;  
  18.     }  
  19.     void start() {  
  20.         cout << "CloudApp been Loaded id = " << appId << endl;  
  21.         state = LOADED;  
  22.     };  
  23.     int getState() { return state;}  
  24.     int getAppId() { return appId;}  
  25. private:  
  26.     AppState state;  
  27.     int appId;    
  28. };  
  29. //向MakeWeak註冊的callback.
  30. void CloudAppWeakReferenceCallback(Persistent<Value> object  
  31.                                                 , void * param) {  
  32.     if (CloudApp* cloudapp = static_cast<CloudApp*>(param)) {  
  33.         delete cloudapp;  
  34.     }  
  35. }  
  36. //將C++指標通過External儲存為Persistent物件，避免的指標被析構
  37. Handle<External> MakeWeakCloudApp(void* parameter) {  
  38.     Persistent<External> persistentCloudApp =   
  39.         Persistent<External>::New(External::New(parameter));  
  40. //MakeWeak非常重要，當JS世界new一個CloudApp物件之後
  41. //C++也必須new一個對應的指標。
  42. //JS物件析構之後必須想辦法去析構C++的指標，可以通過MakeWeak來實現，
  43. //MakeWeak的主要目的是為了檢測Persistent Handle除了當前Persistent 
  44. //的唯一引用外，沒有其他的引用，就可以析構這個Persistent Handle了，
  45. //同時呼叫MakeWeak的callback。這是我們可以再這個callback中delete 
  46. //C++指標
  47.     persistentCloudApp.MakeWeak(parameter, CloudAppWeakReferenceCallback);  
  48.     return persistentCloudApp;  
  49. }  
  50. //將JS傳進來的引數解析之後，建立C++物件
  51. CloudApp* NewCloudApp(const Arguments& args) {  
  52.     CloudApp* cloudApp = NULL;  
  53.     if (args.Length() == 1) {  
  54.         cloudApp = new CloudApp(args[0]->ToInt32()->Value());   
  55.     } else {  
  56.         v8::ThrowException(String::New("Too many parameters for NewCloudApp"));  
  57.     }  
  58.     return cloudApp;  
  59. }  
  60. //相當於JS對應的建構函式，當JS中使用new CloudApp的時候，這個callback將自動被呼叫
  61. Handle<Value> CloudAppConstructCallback(const Arguments& args) {  
  62.     if (!args.IsConstructCall())  
  63.         return Undefined();  
  64.     CloudApp* cloudapp = NewCloudApp(args);  
  65.     Handle<Object> object = args.This();  
  66.     object->SetInternalField(0, MakeWeakCloudApp(cloudapp));  
  67.     return Undefined();  
  68. }  
  69. Handle<Value> GetState(const Arguments& args) {  
  70.     Handle<Object> self = args.Holder();  
  71.     Local<External> wrap = Local<External>::Cast(self->GetInternalField(0));  
  72.     void* ptr = wrap->Value();  
  73.     CloudApp* cloudapp = static_cast<CloudApp*>(ptr);  
  74.     return Integer::New(cloudapp->getState());  
  75. }  
  76. Handle<Value> GetAppId(const Arguments& args) {  
  77.     Handle<Object> self = args.Holder();  
  78.     Local<External> wrap = Local<External>::Cast(self->GetInternalField(0));  
  79.     void* ptr = wrap->Value();  
  80.     CloudApp* cloudapp = static_cast<CloudApp*>(ptr);  
  81.     return Integer::New(cloudapp->getAppId());  
  82. }   
  83. Handle<Value> Start(const Arguments& args) {  
  84.     Handle<Object> self = args.Holder();  
  85.     Local<External> wrap = Local<External>::Cast(self->GetInternalField(0));  
  86.     void* ptr = wrap->Value();  
  87.     CloudApp* cloudapp = static_cast<CloudApp*>(ptr);  
  88.     cloudapp->start();  
  89.     return Undefined();  
  90. }  
  91. void SetupCloudAppInterface(Handle<ObjectTemplate> global) {  
  92.     Handle<FunctionTemplate> cloudapp_template =   
  93.         FunctionTemplate::New(CloudAppConstructCallback);  
  94.     cloudapp_template->SetClassName(String::New("CloudApp"));  

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