Node.js的C++扩展教程（一）

港控/mmm° 2023-07-13 03:12 9阅读 0赞

今天我们来讲一点基础性的知识。

Node.js已经能涉猎包括但不限于后端、工具脚本、GUI客户端等各种领域。

## Node.js的模块机制 ##

**1. require()**

做过Node.js开发的人员都使用过require()这个函数，像操作文件使用const fs = require(‘fs’)，操作网络使用const net = require(‘net’)…等等。  
require就是用来引用一个模块（module，模块是node.js的基本单位）的。类似于我们使用C++在Windows上通过LoadLibrary来加载第三方库一样。  
在Node.js中是通过exports来到导出模块中的变量、对象、函数等等。  
也就是说，在一个module里，我们通过require(…)来引入其他的模块，通过module.exports \{…\}来到处本模块里的变量、对象、函数…  
示例：

//Pet.js
    function Pet () {
     this.name = 'Dog'
    }
    
    const dog = Pet()
    module.exports = {
      'dog': dog
    }

**2.Node.js的模块**

Node.js的应用通过入口文件之后，是由一个个模块组成的。通常一个模块是一个遵循CommonJS规范书写的JavaScript源文件，也有可能是一个后缀为.node的C++二进制文件，这些文件通过Node.js的require()函数被引入并使用。

Node.js的模块按照寻径方式通常分为两种：

*  Node.js核心模块：代码存在于Node.js源码库中，并且将其API暴露给开发者的模块。
 *  文件模块：是指那些需要Node.js进行文件寻径获得的模块。通常有两种方式：一种是找到index.js/index.json/index.node文件方式，一种是找到package.json中main字段对应的js文件。

**3.模块缓存**

在Node.js的运行中，通常情况下一个包一旦被加载了，那么在第二次执行require()的时候就会在缓存中获取暴露的API，而不会重新加载一遍该模块里面的代码再次返回。

## Node.js依赖简介 ##

Node.js并不是一个从头开发的项目，它是在Chrome V8以及libuv等一些三方库的基础上进行的封装。

**1.Chrome V8**

想必大家都应该知道在浏览器的世界里有这么一款 “霸主” 地位的浏览器-Chrome。在2008年发布以来，一直是浏览器市场的佼佼者，谷歌在2008年也开源了V8引擎的源码。

后面我们也会详细说下V8的世界是什么样子的。

**2.libuv**

libuv是一个专注于异步 I/O 的跨平台类库(C/C++)。实际上它主要为Node.js开发。Node.js的事件循环就是基于libuv的。

**3.其他依赖**

*  http-parser：这是一个C实现的HTTP消息解析器，其能解析HTTP协议的请求数据和返回数据。
 *  OpenSSL：OpenSSL是一套安全套接字层协议库。OpenSSL主要由C语言编写，实现了基本的加密功能：SSL和TSL。
 *  zlib：zlib是一个老牌的年代久远的提供数据压缩功能的库，在很多应用程序中都会有zlib.dll这个库。

## node-gyp ##

之所以把这个指令作为一个单独的标题，是因为它很重要，后期的开发用的很多。

node-gyp是Node.js下的C++扩展构建工具。几乎所有的Node.js C++扩展都由它构建的。

node-gyp有以下几个子命令：

*  node-gyp build：调用msbuild以构建模块（在Windows下是msbuild，若在UNIX下则会是make）。
 *  node-gyp clean：清理生成的构建文件以及out目录。
 *  node-gyp configure：为当前模块生成MSVC项目配置文件（在Windows下是MSVC，若在UNIX下则是Makefile）。
 *  node-gyp rebuild：一次性依次执行clean / configure和build。
 *  node-gyp install：为指定版本的Node.js安装开发环境。
 *  node-gyp list：输出当前安装的Node.js开发环境。
 *  node-gyp remove：移除指定版本的Node.js开发环境文件。

使用node-gyp的C++扩展主要由一个binding.gyp文件进行配置。详细内容后面教程会介绍。

## 什么是C++扩展 ##

由于Node.js本身就是基于Chrome V8引擎和libuv，用C++进行开发的，因此自然能轻而易举对特定结构下使用了特定的API进行开发的C++代码进行扩展，使得其在Node.js中被 “require” 之后能像调用JavaScript函数一样调用C++扩展里面的内容。

**1.C++模块本质**

后缀名为.node的模块，其实就是一个C++模块的二进制文件。诸如Windows下的dll文件、Linux下的so文件以及macOS下的dylib文件一样，\*.node也是一个动态库。

所以，在Node.js中引入一个C++模块的过程，实际上就是Node.js在运行时引入了一个动态链接库的过程。运行时接受JavaScript代码中的调用，解析出来具体是扩展中的哪个函数/类需要被调用，在调用完获得结果之后再通过运行时返回给JavaScript代码。  
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调用Node.js的原生C++函数和调用C++扩展函数的区别就在于前者的代码会直接编译进Node.js可执行文件中，而后者的代码则位于一个动态链接库中。

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