Node.js的C++扩展教程（三）

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2023-07-13 12:11 4阅读 0赞

今天我们来讲一下V8中句柄的概念。

## 句柄的定义 ##

我们知道Windows下的应用程序，在打开时是一个窗口，这个窗口是有一个句柄的，称作窗口句柄。在Windows API中有 `Handle handle = ::FindWindow(NULL, ClassName);` 用于查找窗口句柄。但是这个句柄跟我们今天讲的V8中的句柄是两回事。

句柄在V8中是一个很重要的概念，它提供了对于堆内存中JavaScript数据对象的一个引用。在C++中传递参数用于同步数据有两种方式：一个是指针，一个是引用。那么同样是为了找到数据，为什么不用指针，而是使用引用呢？

我们都知道V8中存在垃圾回收机制一说，在垃圾回收的时候会不断的搬运堆数据，从一个地方移动到另一个地方。如果使用指针的话，一旦一个对象被移走，这个指针就变成了野指针。但垃圾回收器更新引用了这些数据库的那些句柄，让其断不了联系。

当一个对象不再被句柄引用时，那么它将很不幸地被认为是垃圾。Chrome V8的垃圾回收机制会不时地对其进行回收。 所以，句柄的引用对于Chrome V8的回收机制是很关键的。

## 句柄分类 ##

句柄分为以下几类：

*  本地句柄（v8::Local）
 *  持久句柄（v8::Persistent）
 *  永生句柄（v8::Eternal）
 *  待实本地句柄（MaybeLocal）
 *  其他句柄

其中本地句柄（相当于一个局部变量）和持久句柄（相当于一个New变量）是最常用到的句柄。句柄存在的形式是C++的一个模板类，其需要根据不同的Chrome V8的数据类型进行不同的声明。例如：

*  `v8::Local<v8::Number>`：本地JavaScript数值类型句柄。
 *  `v8::Persistent<v8::String>`：持久JavaScript字符串类型句柄。

这些句柄都能通过 `.方法名` 来访问句柄对象的一些方法。而且它还重载了 `*` 和 `->`两个操作符。通过 `*`操作符能得到这个句柄所引用的JavaScript数据对象实体指针，`->`也一样。举个例子：假设我们有一个字符串本地句柄`Local<String> str`，那么下面两种调用方式的意义就不一样：

*  str.IsEmpty()：句柄对象本身的函数，来判断这个句柄是否是一个空句柄。
 *  str->Lenghth()：通过`->`得到String\*，而String有一个方法Length可获得字符串长度。所以str->Length()是用于判断这个字符串包含多少个字符。另一种写法是(\*str).Length()。

## 本地句柄 ##

本地句柄（Local）存在于栈内存中，并在对应的析构函数被调用时被删除。这里的析构函数是句柄本身的析构函数，一般在块作用域或者函数作用域的时候被析构。也就是说它的生命周期是由其所在的句柄作用域（Handle Scope）决定的。在C++中，句柄作用域等同于块级作用域、函数作用域或者全局作用域。

**1.创建（New）**

new 是句柄的一个静态方法（直接使用类名来使用）。有两种方式：

*  `Local<T>::New(Isolate* isolate, Local<T> that)`，通过另一个本地句柄进行复制构造。
 *  `Local<T>::New(Isolate* isolate, const PersistentBase<T> &that>`：传入Isolate和一个持久句柄。

大多数情况下，我们都是通过Chrome V8中的JavaScript数据类型的一些静态方法来获取一个本地句柄，例如：

Local<Number> Number::New(Isolate* isolate, double value);

**2.清除（Clear）**

将指定句柄设置为一个空句柄——也就是一个指向null的句柄。

Local<Number> handle = Number::New(isolate, 233);
    handle.Clear();

**3.是否为空（IsEmpty）**

不能使用与null比较的方式来判断，只能通过IsEmpty()函数来判断。

Local<Number> handle = Number::New(isolate, 233);
    if(handle.IsEmpty())
    { 
    	...
    }

**4.数据类型转换（As/Cast）**

将某种数据类型的本地句柄转换成另一种类型的本地句柄，就可以使用As或者Cast函数。其中As是成员函数，Cast是静态函数。

比如我们有一个`Local<Value>`的本地句柄handle,我们就能通过这两个函数进行转换：

Local<Number> ret1 =  Local<Number>::Cast(handle);
    Local<Number> ret2 = handle.As<Number>();

## 持久句柄 ##

持久句柄提供了一个堆内存中声明的JavaScript对象的引用。持久句柄和本地句柄在生命周期上的管理是两种不同的方式。

持久句柄通过SetWeak()的方式让句柄变成一个弱持久句柄。当对一个JavaScript对象的引用只剩下一个弱持久句柄时，Chrome V8的垃圾回收器就会触发一个回调。

**1.构造函数**

持久句柄一般是通过本地句柄升格而成。所以它的获取方法通常是在构造函数中传入一个本地句柄。

*  `Persistent()`：先构建一个空的持久句柄，后期通过设置的方法将一个本地句柄转成持久句柄。
 *  `Persistent(Isolate* isolate，Local<T> that)`：传入Isolate实例以及一个本地句柄，能得到这个本地句柄所引用的V8数据对象的一个持久句柄。

Local<Number> handle = Number::New(isolate, 2333);
    Persistent<Number> phandle(isolate, handle);

**2.清除（Clear）**

和本地句柄使用方法一样。

**3.是否为空（IsEmpty）**

和本地句柄使用方法一样。

**4.设置为弱持久句柄（SetWeak）**

将持久句柄降格为一个弱持久句柄。函数原型如下：

template <typename p>
    void Persistent<T>::SetWeak(P *parameter, WeakCallbackInfo<P>::Callback callbak, WeakCallbackType type);

参数意思如下：

*  parameter：可以是任意数据类型。
 *  callack：一个回调函数。前文说过对于V8数据类型只有一个弱持久句柄的引用时，会触发一个回调函数，这个回调函数就是这里的callback。触发回到函数时，第一个参数parameter会被传入回到函数供你使用。
 *  type：回调函数的类型，是一个枚举值。

`WeakCallbackInfo<T>::Callback`回调函数的原型如下：

typedef void(*Callback)(const WeakCallbackInfo<T> &data);

讲的通俗一点，如果以有一个类Test，要将它作为回调参数的话，回调函数就应该这么写：

void callback(const WeakCallbackInfo<Test>& data)
    { 
    	// 做回调的内容，比如删除掉你的 `Test` 对象指针以免泄漏
    	// 因为这个回调函数一旦被触发，就代表再也没有其他本地句柄、持久引用等
    	// 任何句柄指向它了。
    	Test* test = data.GetParameter();
    	delete test;
    }

有了这个回调函数后，就能将它传入SetWeak函数中。

// 没有任何其他地方删除它
    Test* test = new Test();
    //假设persistent_handle是任意一个持久句柄
    persistent_handle.SetWeak(test, Callback, WeakCallbackType::kParameter);

这样，在persistent\_handle快要被垃圾回收时，就会调用回调函数里的代码，将test对象delete掉。

**5.取消弱持久句柄（ClearWeak）**

其作用是取消它的弱持久句柄——又变成一般的持久句柄了。

该函数没有参数：

persistent_handle.ClearWeak();

**6.标记独立句柄（MarkIndependent）**

独立的持久句柄有两个特性：

*  Chrome V8的垃圾回收器可以自由地忽略包含这个句柄的对象组。
 *  独立的持久句柄可以在新生代回收的时候被回收，而非独立句柄则不行。

**7.是否为弱的（IsWeak）与是否为独立的（IsIndependent）**

bool weak = persistent_handle.IsWeak();
    bool independent = persistent_handle.IsIndependent();

## 永生句柄（Eternal） ##

我们认为这种句柄在程序的整个声明周期内是不会被删除的。类似C++中的全局变量。