http://cnodejs.org/topic/4f16442ccae1f4aa270010bd
<em>Javascript里有个C </em>系列文章：<br/><ol><br/> <li><a title=“编辑“Javascript里有个C：Part 1 – 基础”” href=“http://cnodejs.org/blog/?p=1621”>Javascript里有个C：Part 1 – 基础</a></li><br/> <li><a href=“http://cnodejs.org/blog/?p=1804”>Javascript里有个C：Part 2 – 对象</a></li><br/> <li><a href=“http://cnodejs.org/blog/?p=1833”>Javascript里有个C：Part 3 - 深入对象</a></li><br/> <li>Javascript里有个C：Part 4 - 异步</li><br/> <li>Javascript里有个C：Part 5 - node.js</li><br/> <li>Javascript里有个C：Part 6 - 实战node.js Module</li><br/></ol><br/>书至第三回。前两回当啷结束，C++里怎么摆弄Javascript，相信大家已略有所知。在本文，我们将更进一步。怎么从上帝视角玩弄Javascript？怎么把C++强力插入Javascript？这里都将一一解惑。<br/><h4>External</h4><br/>首先我们需要了解一种特殊的Value，v8::External，它的作用是把C++的对象包装成Javascript中的变量。External::New接受一个C++对象的指针作为初始化参数，然后返回一个包含这个指针的Handle<External>对象供v8引擎使用。在使用这个Handle<External>对象时可以通过External::Value函数来得到C++对象的指针，接口定义如下：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”>/**<br/> * A JavaScript value that wraps a C++ void*. This type of value is<br/> * mainly used to associate C++ data structures with JavaScript<br/> * objects.<br/> *<br/> * The Wrap function V8 will return the most optimal Value object wrapping the<br/> * C++ void*. The type of the value is not guaranteed to be an External object<br/> * and no assumptions about its type should be made. To access the wrapped<br/> * value Unwrap should be used, all other operations on that object will lead<br/> * to unpredictable results.<br/> /<br/>class External : public Value {<br/>public:<br/> V8EXPORT static Local<Value> Wrap(void data);<br/> static inline void* Unwrap(Handle<Value> obj);<br/><br/> V8EXPORT static Local<External> New(void* value);<br/> static inline External* Cast(Value* obj);<br/> V8EXPORT void* Value() const;<br/> private:<br/> V8EXPORT External();<br/> V8EXPORT static void CheckCast(v8::Value* obj);<br/> static inline void* QuickUnwrap(Handlev8::Value obj);<br/> V8EXPORT static void* FullUnwrap(Handlev8::Value obj);<br/>};</pre><br/>需要注意的是，External::Wrap会尝试把指针作为数值进行处理，若不支持则等同于New。<br/><br/>和Handle不同，External并不会托管C++对象的生命期，所以你必须手动构造、释放用来包装的C++对象。比较常用的手段是，在C++的栈上建立对象，然后再用External进行托管。下面是一个例子[<a href=“https://github.com/zcbenz/there-is-a-c-in-javascript/blob/master/external.cc” target="_blank">完整代码</a>]：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”> std::string str (“Hello World!”);<br/> Local<External> external = External::New (&str);<br/> cout << static_caststd::string* (external->Value());</pre><br/><h4>Template</h4><br/>怎么把Javascript的对象和C++的对象联系起来？v8::Object并未提供从C++对象构造的方法，而Javascript的函数v8::Function甚至没有提供初始化::New函数！这就需要一种特殊的类型，v8::Template。<br/><br/>Template是介于Javascript和C++变量间的中间层，你首先由C++对象生成一个Template，然后再由Template生成Javascript函数的对象。你可以事先在Template中准备好一些预备属性，然后生成的Javascript对象都将具备这些属性。<br/><br/>一个例子就是Google Chrome的DOM，DOM就是先用ObjectTemplate预先封装好对应的C++节点，最后再为每一个标签生成DOM对象。<br/><h4>FunctionTemplate</h4><br/>首先介绍FunctionTemplate，顾名思义，就是用来生成函数的Template。之前函数一直在文章里缺席，原因之一就是Javascript函数和C++函数的绑定必须仰赖Template。<br/><br/>FunctionTemplate的接口如下：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”>class V8EXPORT FunctionTemplate : public Template {<br/>public:<br/> /* Creates a function template./<br/> static Local<FunctionTemplate> New(<br/> InvocationCallback callback = 0,<br/> Handle<Value> data = Handle<Value>(),<br/> Handle<Signature> signature = Handle<Signature>());<br/> /* Returns the unique function instance in the current execution context./<br/> Local<Function> GetFunction();<br/><br/> /*<br/> * Set the call-handler callback for a FunctionTemplate. This<br/> * callback is called whenever the function created from this<br/> * FunctionTemplate is called.<br/> /<br/> void SetCallHandler(InvocationCallback callback,<br/> Handle<Value> data = Handle<Value>());<br/>/* Causes the function template to inherit from a parent function template./<br/> void Inherit(Handle<FunctionTemplate> parent);<br/><br/> /*<br/> * A PrototypeTemplate is the template used to create the prototype object<br/> * of the function created by this template.<br/> /<br/> Local<ObjectTemplate> PrototypeTemplate();<br/><br/> /*<br/> * Set the class name of the FunctionTemplate. This is used for<br/> * printing objects created with the function created from the<br/> * FunctionTemplate as its constructor.<br/> /<br/> void SetClassName(Handle<String> name);<br/>};</pre><br/>你可以使用FunctionTemplate::New ()生成一个空函数，然后用FunctionTemplate::SetCallHandler ()将其和C++函数绑定，或者直接靠FunctionTemplate::New (InvocationCallback callback)来用C++函数初始化一个FunctionTemplate。<br/><br/>用来生成FunctionTemplate的C++函数必须满足InvocationCallback的条件，即函数签名必须如下：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”>typedef Handle<Value> (InvocationCallback)(const Arguments& args);</pre><br/>此后，你可以使用FunctionTemplate::GetFunction()来获取对应的v8::Function。但是一个FunctionTemplate只能生成一个Function，FunctionTemplate::GetFunction()返回的都是同一个实体。这是因为Javascript里显式声明的全局函数只有一个实例。<br/><br/>不过，得到生成的函数后，你可以使用Function::NewInstance返回一个函数对象，等同于Javascript中的var tmp = new func;。<br/><br/>下面是一个使用FunctionTemplate的简单例子[<a href=“https://github.com/zcbenz/there-is-a-c-in-javascript/blob/master/function1.cc”>完整代码</a>]:<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”>Handle<Value> print (const Arguments& args) {<br/> HandleScope scope;<br/><br/> for (int i = 0; i< args.Length(); ++i) {<br/> cout << String::Utf8Value (args[i]) << " ";<br/> }
<br/><br/> cout << endl;<br/><br/> return Undefined ();<br/>}<br/><br/>// main函数中<br/><br/> // Generate Function<br/> Local<FunctionTemplate> func_tpl = FunctionTemplate::New (print);<br/> func_tpl->SetClassName (String::NewSymbol (“print”));<br/> Local<Function> func = func_tpl->GetFunction ();<br/> cout << String::Utf8Value (func) << endl;<br/><br/> // Generate parameters<br/> Local<Value> args[4] = {<br/> String::New (“I”),<br/> String::New (“Love”),<br/> String::New (“C++”),<br/> String::New ("!")<br/> };<br/><br/> // Call Function<br/> func->Call (Object::New (), 4, args);</pre><br/>首先，我们定义了一个print函数，这个函数接受Arguments作为参数，Arguments实际上是一个包含了传进进来的参数的数组。接着我们建立了FunctionTemplate func_tpl，然后通过func_tpl->GetFunction得到函数实体，最后对这个函数实体进行调用。<br/><br/>那么，如果我们想要在Javascript代码中调用这个函数，应该怎么做呢，下面是一个演示[<a href=“https://github.com/zcbenz/there-is-a-c-in-javascript/blob/master/function2.cc”>完整代码</a>]：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”> // Generate Function<br/> Local<FunctionTemplate> func_tpl = FunctionTemplate::New (print);<br/> context->Global()->Set (String::NewSymbol (“print”),<br/> func_tpl->GetFunction ());<br/><br/> // Call in javascript<br/> Local<String> source = String::New (“print (‘I’, ‘Love’, ‘C++’, ‘!’);”);<br/> Script::Compile(source)->Run ();</pre><br/>修改之处主要是在全局作用域中加入我们的函数对象。<br/><h4>Function Instance</h4><br/>Javascript常用new Function ();的形式来创建对象，而C++中，Function::NewInstance可以返回一个函数的Instance。<br/><br/>比如下面的代码：<br/><pre escaped=“true” lang=“javascript” class=“brush: js;”>function girl (name) {<br/> this.name = name;<br/>}<br/><br/>var alice = new girl (“Alice”);<br/>alice.age = 21;</pre><br/>对应到C++中则是[<a href=“https://github.com/zcbenz/there-is-a-c-in-javascript/blob/master/function4.cc” target="_blank">完整代码</a>]：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”>Handle<Value> girl (const Arguments& args) {<br/> HandleScope scope;<br/><br/> if (args.Length() != 1 && !args[0]->IsString ())<br/> return ThrowException(v8::String::New(“Unexpected arguments”));<br/><br/> args.This()->Set (String::New (“name”), args[0]);<br/><br/> return Undefined ();<br/>}<br/><br/>// 在main函数中<br/> Local<FunctionTemplate> func_tpl = FunctionTemplate::New (girl);<br/><br/> Handle<Value> args[1] = { String::New (“Alice”) };<br/> Handle<Object> alice = func_tpl->GetFunction()->NewInstance (1, args);<br/> alice->Set (String::New (“age”), Integer::New (21));</pre><br/>其中有两点需要新的注意，首先Javascript中的this指针可以通过Arguments::This ()得到，其次C++中抛出Javascript的异常时，需要返回一个ThrowException对象。<br/><h4>ObjectTemplate</h4><br/>既然有生成函数的Template，自然也可以想到会有生成对象的Template，ObjectTemplate的目的就是根据包装起来的C++对象生成v8::Object。接口与Template也大致相当，通过ObjectTemplate::New返回新的ObjectTemplate，通过ObjectTemplate::NewInstance。<br/><br/>但是，C++对象应该存放在哪里呢？ObjectTemplate提供了一种Internal Field，也就是内部储存空间，我们可以通过External类型把C++对象储存在ObjectTemplate中相关接口如下：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”> /<br/> * Gets the number of internal fields for objects generated from<br/> * this template.<br/> /<br/> int InternalFieldCount();<br/><br/> /<br/> * Sets the number of internal fields for objects generated from<br/> * this template.<br/> /<br/> void SetInternalFieldCount(int value);</pre><br/>v8::Object中也有关于Internal Field的接口：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”> / Gets the number of internal fields for this Object.
/<br/> V8EXPORT int InternalFieldCount();<br/> /* Gets the value in an internal field.
/<br/> inline Local GetInternalField(int index);<br/> /* Sets the value in an internal field. */<br/> V8EXPORT void SetInternalField(int index, Handle<value>);</pre><br/>建立了ObjectTemplate后，我们可以通过ObjectTemplate::SetInternalFieldCount设定内部储存多少个内部变量。然后通过ObjectTemplate::NewInstance建立新的Object，再在v8::Object中通过SetInternalField和SetInternalField来对内部变量进行操作。<br/><br/>前文中我们提过Accessors，一种用来把C++中的变量返回到Javascript中的机制。那时我们操作的是全局变量，下面的例子里我们将为Object绑定一个C++对象，然后在Javascript中获取它的数据成员[<a href=“
https://github.com/zcbenz/there-is-a-c-in-javascript/blob/master/object1.cc” target="_blank">完整代码</a>]。<br/><br/>首先我们建立一个C++对象：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”>class Point {<br/> public:<br/> Point (int x, int y)<br/> :x (x), y (y)<br/> {<br/> }<br/><br/> int x, y;<br/>};</pre><br/>然后在main函数中生成并设置Object：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”> // 建造ObjectTemplate<br/> Handle<ObjectTemplate> obj_tpl = ObjectTemplate::New ();<br/> obj_tpl->SetInternalFieldCount (1);<br/><br/> // 建立Object，并与C++对象绑定<br/> Point point (10, 10);<br/> Handle<Object> obj = obj_tpl->NewInstance ();<br/> obj->SetInternalField (0, External::New (&point));<br/> obj->SetAccessor(String::New(“x”), XGetter, XSetter);<br/> obj->SetAccessor(String::New(“y”), YGetter, YSetter);<br/><br/> // 打印结果<br/> cout << *String::AsciiValue (obj->Get (String::New (“x”))) << endl;<br/> cout << *String::AsciiValue (obj->Get (String::New (“y”))) << endl;</pre><br/>最后是用来将C++对象中的数据成员传递到Javascript中的函数：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”>Handle<Value> XGetter (Local<String> property, const AccessorInfo& info) {<br/> Handle<Object> obj = info.This ();<br/> Point& point =
static_cast<Point> (<br/> Local<External>::Cast(obj->GetInternalField(0))->Value ());<br/><br/> return Integer::New (point.x);<br/>}<br/><br/>void XSetter (Local<String> property, Local<Value> value,<br/> const AccessorInfo& info) {<br/> Handle<Object> obj = info.This ();<br/> Point& point =
static_cast<Point> (<br/> Local<External>::Cast(obj->GetInternalField(0))->Value ());<br/><br/> point.x = value->Int32Value();<br/>}</pre><br/>简单说明一下代码，AccessorInfo::This ()可以返回调用该函数的v8::Object，由于C++对象作为External储存在Object的Internal Field中，我们需要使用Object::GetInternalField和External::Value最终得到这个对象。<br/><br/>最后，顺带一提，ObjectTemplate对应于Object也有相应的Set、SetAccssor函数，在ObjectTemplate设置好相应的属性后，生成的Object会自动继承它们。比如上面的代码有一处可以改成这样[<a href=“
https://github.com/zcbenz/there-is-a-c-in-javascript/blob/master/object2.cc” target="_blank">完整代码</a>]：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”> // 建造ObjectTemplate<br/> Handle<ObjectTemplate> obj_tpl = ObjectTemplate::New ();<br/> obj_tpl->SetInternalFieldCount (1);<br/> obj_tpl->SetAccessor(String::New(“x”), XGetter, XSetter);<br/> obj_tpl->SetAccessor(String::New(“y”), YGetter, YSetter);</pre><br/><h4>PrototypeTemplate</h4><br/>咦，为什么会突然冒出来个PrototypeTemplate？难道Javascript里有Prototype这种类型吗？非也非也，PrototypeTemplate专为Funtion.prototype而生，FunctionTemplate::PrototypeTemplate返回的是一个ObjectTemplate，用来供用户设定生成函数的prototype，一个例子如下[<a href=“
https://github.com/zcbenz/there-is-a-c-in-javascript/blob/master/function5.cc” target="_blank">完整代码</a>]：<br/><pre escaped=“true” lang=“c” class=“brush: c;”> Local<FunctionTemplate> func_tpl = FunctionTemplate::New ();<br/> Local<ObjectTemplate> prototype = func_tpl->PrototypeTemplate ();<br/> prototype->Set (String::New (“proto_const”), Integer::New (2));<br/> prototype->Set (String::New (“proto_method”), FunctionTemplate::New (print));</pre><br/><h4>More and more…</h4><br/>那么，到这里，Javascript的对象和函数就讲完了吗？冰山一角。虽然题为深入，但内容仍是v8基础概念和用法，更多细节，还需要在v8.h中深挖，这篇文章点到为止。下文我将描述node.js异步的机理。
