Google Javascript脚本引擎v8学习笔记

Google Javascript 脚本引擎 v8 学习笔记目录一、Google v8 整体印象 .21.1 Google v8 是什么, 能做什么? .21.2 Google v8 的获取及编译 21.2.1 获取源码 21.2.2 编译类库及示例 3二、Google v8 入门 32.1 v8 的基本概念 32.2 从 HelloWorld 开始 .52.3 在 C+中访问 Javascript 的变量及函数 .52.4 在 Javascript 中访问 C+全局函数及变量 92.5 在 C+中“声明”“Javascript 类”, 供 Javascript 实例化 .152.6 封装完整的 C+类到 Javascript 中，供 Javascript 实例化 .16三、Google v8 的开源应用 163.1 Node.js.163.2 v8cgi.17四、参考资料 .17五、本文源码 .18一、Google v8 整体印象1.1 Google v8 是什么 ,能做什么?v8 是一款 Javascript 脚本引擎，它开放源代码，由 Google 丹麦开发，是 Google Chrome 的一部分。和其它脚本语言（php,lua,python 等）一样，Javascript 也可以内嵌于应用程序，和编译性语言(c/c+ 等)交互。由于 v8 是用 C+写的，所以在 C+中使用 javascript 显得更加的自然。通过在应用程序中引入脚本解析器，将一些业务逻辑交由脚本实现，可以使得系统更加灵活。C/C+的高效，Javascript 的灵巧多变，使得我们的应用程序可以兼顾性能和效率。说得再具体直白一点，就是我们可以通过编写 javascript 脚本来操作 C+提供的类，可以编写 javascript 函数供 C+调用。像下面这样写 javascript 一定非常爽吧?var socket = new Socket(Socket.PF_INET, Socket.SOCK_STREAM, Socket.IPPROTO_TCP);socket.setOption(Socket.SO_REUSEADDR, true);var conn = socket.connect(““, 80);if (conn)var httpHeader = “GET /pansunyou HTTP/1.1rnHost: rnrn“; socket.send(httpHeader);var responseText = socket.receive(12000);printf(“responseText=“+responseText+“nn“);socket.close();至于其性能，好吧，算我迷信，Google 出品一定差不到哪里去。再是我也未完全明白它的原理，就不抄网上的文字了，可以本文的参考资料看到相关的介绍文档。1.2 Google v8 的获取及编译1.2.1 获取源码Google v8 以源码的形式提供，其开源项目地址为：/p/v8/ 在 linux 下，可以使用以下命令获取其源码：svn checkout /svn/trunk/ v8在 windows 下，可以 TortoiseSVN 导出源码：1.2.2 编译类库及示例Google V8 的编译需要使用 Scons(大概类似于 Makefile 或者 CMake 之类)，而 Scons 需要使用 Python2.x，所以需要先安装这两玩意儿。 记得 python 一定要是 2.x 系列的，否则灰常灰常的郁闷。//Windows 平台，进入命令后先运行，以初始化 vc 编译环境。cmd /k “C:Program FilesMicrosoft Visual Studio 9.0VCvcvarsall.bat“ x86进入 v8 源码目录，执行 Scons -help 可查看编译选项。因为我是用来学习的，所以我编译 debug 版本，并且选择打印尽可能多的消息。在 windows 下，尽量选择编译为动态库吧，在为静态的 v8.lib 有 160MB 之巨，一个 helloworld 程序都要链接个半天。我的编译选项：scons mode=debug verbose=on library=shared msvcrt=static编译结果为同目录下的 v8_g.lib 和 v8_g.dll，release 编译时无_g 后缀。使用时非常简单，只需要在 vc 工程中加入 v8 的 include 目录，链接加入 v8_g.lib 即可。二、Google v8 入门2.1 v8 的基本概念在使用 v8 引擎之前，先来了解一下几个基本概念：句柄（handle） ，作用域（scope ） ，上下文环境（可以简单地理解为运行环境） 。2.1.1 句柄（ Handle）从实质上来说，每一个句柄就是一个指向 v8 对象的指针，所有的 v8 对象必须使用句柄来操作。这是先决条件，如果一个 v8 对象没有任何句柄与之相关联，那么这个对象很快就会被垃圾回收器给干掉（句柄跟对象的引用计数有很大关系） 。在 v8.h 中，我们可以看到几个相关的类( 模板?) ：Handle、Local、Persistent，使用时大致为:Handle ft0 = FunctionTemplate:New();Local ft1 = Local:New(FunctionTemplate:New();Persistent ft3= Persistent:New(FunctionTemplate:New();它们其实没有太大的差别，只是作用域不一样，Handle 和 Local 一样会在 C+的作用域中被同域的 HandleScope（后面再解释）释放掉。而 Persistent 则相当于是永久性的实例，它所持有 javascript 对象只有调用 Despose()的时候再会显示释放。2.1.2 作用域（ Scope）从概念上理解，作用域可以看成是一个句柄的容器，在一个作用域里面可以有很多很多个句柄（也就是说，一个 scope 里面可以包含很多很多个 v8 引擎相关的对象） ，句柄指向的对象是可以一个一个单独地释放的，但是很多时候（真正开始写业务代码的时候） ，一个一个地释放句柄过于繁琐，取而代之的是，可以释放一个 scope，那么包含在这个 scope中的所有 handle 就都会被统一释放掉了。Scope 在 v8.h 中有这么几个： HandleScope，Context:Scope。HandleScope 是用来管理Handle 的，而 Context:Scope 仅仅用来管理 Context 对象。代码像下面这样：/在此函数中的 Handle 都会被 handleScope 管理HandleScope handleScope;/创建一个 js 执行环境 ContextHandle context = Context:New();Context:Scope contextScope(context);/其它代码一般情况下，函数的开始部分都放一个 HandleScope，这样此函数中的 Handle 就不需要再理会了释放资源了。而 Context:Scope 仅仅做了：在构造中调用 context-Enter()，而在析构函数中调用 context-Leave()。2.1.3 上下文环境（ Context）从概念上讲，这个上下文环境也可以理解为运行环境。在执行 javascript 脚本的时候，总要有一些环境变量或者全局函数。我们如果要在自己的 c+代码中嵌入 v8 引擎，自然希望提供一些 c+编写的函数或者模块，让其他用户从脚本中直接调用，这样才会体现出javascript 的强大。我们可以用 c+编写全局函数或者类，让其他人通过 javascript 进行调用，这样，就无形中扩展了 javascript 的功能。Context 可以嵌套，即当前函数有一个 Context，调用其它函数时如果又有一个Context，则在被调用的函数中 javascript 是以最近的 Context 为准的，当退出这个函数时，又恢复到了原来的 Context。我们可以往不同的 Context 里 “导入”不同的全局变量及函数，互不影响。据说设计Context 的最初目的是为了让浏览器在解析 HTML 的 iframe 时，让每个 iframe 都有独立的javascript 执行环境，即一个 iframe 对应一个 Context。2.1.4 零散的应该预先了解的知识2.2 从 HelloWorld 开始算了，HelloWorld 没啥意思，就不写了。/intl/zh-CN/apis/v8/get_started.html2.3 在 C+中访问 Javascript 的变量及函数从 Context 的概念可知，无论何时我们运行 javascript 脚本，或者执行 C+的某行代码，我们都处在当前 Context（可以通过 Context:GetCurrent()获取）中，即当前一定有一个javascript 运行环境。在“当前运行环境”中存在一个全局对象，是 GetCurrent()-Global()，里面的东西就是我们执行 javascript 脚本时可以访问的或者可以修改的全局数据。所以，要在 C+中访问 Javascript 脚本中的数据，就是先去执行这段 javascript 代码，让它去初始化或者修改或者填充 Context:GetCurrent()-Global()对象，在这之后，我们就可以通过 Global()对象的 Get 函数来提取其中的内容了，包括：全局变量，全局函数。访问的步骤大致如下：/从全局对象中取出需要的内容Handle tmpVal = globalObj-Get(String:New(“javascript 中的全局变量名/函数名“);/根据不同的类型做判断tmpVal. IsEmpty(); / IsFunction(); / context = Context:New();Context:Scope contextScope(context);/javascript 中无打印函数Handle globalObj = Context:GetCurrent()-Global();globalObj-Set(String:New(“printf“), FunctionTemplate:New(_printfForJS)-GetFunction();string scriptFileText = tk:getFileContents(argv1);if (scriptFileText.length() scriptSource = String:New(scriptFileText.c_str();/“编译 “脚本TryCatch catcher;Handle script = Script:Compile(scriptSource);if (catcher.HasCaught() tk:printError(return 0;/执行脚本 Handle result = script-Run();if (catcher.HasCaught() tk:printError(return 0;/Run()之后便可以访问 script 中的变量及函数了/1. 访问全局 String 变量 globalStrHandle _globalStr = globalObj-Get(String:New(“globalStr“);if (_globalStr.IsEmpty()printf(“脚本中无 globalStr 变量!n“);else printf(“globalStr=%sn“, *String:Utf8Value(_globalStr);/2. 全局整型变量 globalIntHandle _globalInt = globalObj-Get(String:New(“globalInt“);if (_globalInt.IsEmpty()printf(“脚本中无 globalInt 变量!n“);else printf(“globalInt=%dn“, _globalInt-ToInt32()-Value();/3. 调用全局函数 globalFunctionHandle _globalFunction = globalObj-Get(String:New(“globalFunction“);if (_globalFunction.IsEmpty()|!_globalFunction-IsFunction()printf(“脚本中无 globalFunction 函数!n“ );else Local v1 = Int32:New(123);Local v2 = Int32:New(456);Handle func = Handle:Cast(_globalFunction);Handle args2 = v1, v2 ;Handle tmpCallVal = func-Call(globalObj, 2, args);if (tmpCallVal-IsInt32()printf(“globalFunction(%d,%d)=%dn“, v1-ToInt32()-Value(), v2-ToInt32()-Value(), tmpCallVal-ToInt32()-Value();else printf(“Error: globalFunction 返回的应该是 int 才对.n“ );/4. 访问全局对象 ConfigHandle _Config = globalObj-Get(String:New(“Config“);if (_Config.IsEmpty()printf(“脚本中无 Config 变量!n“ );else if (_Config-IsObject()/4.1 对象中的成员变量 Config.testStringHandle _testString = Handle:Cast(_Config)-Get(String:New(“testString“);if (!_testString.IsEmpty()printf(“Config.testString=%sn“, *String:Utf8Value(_testString);/4.2 对象中的函数 Config.testFuncHandle _testFunc = Handle:Cast(_Config)-Get(String:New(“testFunc“);if (!_testFunc-IsFunction()printf(“Config 中无_testFunc 函数!n“);else Handle ConfigTestFun = Handle:Cast(_testFunc);Handle args = String:New(“callJavascriptFunctionFromCppn“);ConfigTestFun-Call(globalObj,1,args);return 0;2.4 在 Javascript 中访问 C+全局函数及变量V8 是 javascript 引擎，凡 javascript 中有的概念，都有 C+相对应的类或者模板类与之对应。Javascript 中无非就是 function,object,String,Array,Date,Number 这些，与之对应的 C+类有 Function/FunctionTemplate、Object/ObjectTemplate、String、Array 、Date 等。我们知道当我们通过 Script 的 Run 去执行 javascript 代码时，我们的代码相当于处在一个全局对象内：Context:GetCurrent()-Global()，所以我们要让 javascript 访问到我们在 C+中捏造出的东西，只要向 Global()对象注册各种数据即可，调用函数为 Set。测试用的 js 脚本 fromJavaScriptToCpp.jsvar test = dumpArray:function()printf(“fromJavaScriptToCpp:dumpArrayn“);/测试访问全局变量 testArrayvar _type = typeof(testArray);var len = testArray.length;printf(“testArray.length=“+len+“n“);printf(“typeof(testArray)=“+_type+“n“);testArray.push(“another string.“);printf(“printf(testArray.join(|)=“+testArray.join(“|“);printf(“nn“);,dumpObject:function()printf(“fromJavaScriptToCpp:dumpObjectn“);/测试访问全局变量 testObjectprintf(“testObject.strVal=“+testObject.strVal+“n“);printf(“n“);,testSocket:function()printf(“fromJavaScriptToCpp:testSocketn“);/将 socket 移植到 javascript 中var socket = new Socket(Socket.PF_INET, Socket.SOCK_STREAM, Socket.IPPROTO_TCP);socket.setOption(Socket.SO_REUSEADDR, true);var conn = socket.connect(““, 80);if (conn)//pansunyouvar httpHeader = “GET /pansunyou HTTP/1.1rnHost: rnrn“; socket.send(httpHeader);var responseText = socket.receive(12000);printf(“responseText=“+responseText+“nn“);socket.close();,testTestObj:function()printf(“fromJavaScriptToCpp:testTestObjn“);var obj = new TestObj;obj.printName();obj.setName(“pan“);obj.printName();obj.setName(“pansun“);obj.printName();obj.setName(“pansunyou“);obj.printName();obj.dispose();printf(“fromJavaScriptToCpp.jsn“);test.dumpArray();test.dumpObject();/test.testSocket();test.testTestObj();C+代码 fromJavaScriptToCpp.cpp:/仅供测试class CTestObj public:CTestObj()printf(“CTestObj:CTestObjn“);buffer = (char*)malloc(1024*1024);CTestObj()printf(“CTestObj:CTestObjn“);if(buffer)free(buffer);buffer = NULL;void printfName()printf(“CTestObj:printfName name=%sn“, name.c_str();void setName(const char*xname)name = xname;string name;char *buffer;/此函数用来做为 TestObj 的 “构造函数 “/在 var obj = new TestObj; 的时候调用JS_METHOD(_testObjConstructor)ASSERT_CONSTRUCTOR;SAVE_PTR(0, new CTestObj();return args.This();/只是个包装JS_METHOD(_testObjPrintName)CTestObj *pObj = LOAD_PTR(0, CTestObj *);if(pObj!=NULL)pObj-printfName();return args.This();/只是个包装JS_METHOD(_testObjSetName)CTestObj *pObj = LOAD_PTR(0, CTestObj *);if(pObj!=NULL)String:AsciiValue xname(args0);pObj-setName(*xname);return args.This();/用来显式地释放内部数据/obj.dispose();JS_METHOD(_testObjDispose)CTestObj *pObj = LOAD_PTR(0, CTestObj *);if(pObj!=NULL)delete pObj;pObj = NULL;SAVE_PTR(0, pObj);return args.This();/ / brief 在 javascript 环境中构造一个 class TestObj/ / confused v8 的垃圾回收机制还没弄明白 , 这里的 TestObj 必须显式释放 : obj.dispose();/Handle pubishCppClass_TestObj()v8:HandleScope handle_scope;/指定 “构造函数 “v8:Handle ft = v8:FunctionTemplate:New(_testObjConstructor);ft-SetClassName(JS_STR(“TestObj“);/在 javascript 的 class 内放一个 C+实例 , *CTestObj/所以要设定 InternalFieldCount 为 1v8:Handle it = ft-InstanceTemplate();it-SetInternalFieldCount(1); /* *CTestObj */类的 “成员函数 “v8:Handle pt = ft-PrototypeTemplate();pt-Set(“printName“, v8:FunctionTemplate:New(_testObjPrintName);pt-Set(“setName“, v8:FunctionTemplate:New(_testObjSetName);/用来释放内部数据 .pt-Set(“dispose“, v8:FunctionTemplate:New(_testObjDispose);return handle_scope.Close(ft);extern Handle pubishJavascriptClass_Socket();/ / brief 学习如何在 javascript 中访问 c+中的变量及函数/ param argv1 演示用的 jsint fromJavaScriptToCpp(int argc, char*argv)if (argc!=2)printf(“参数错误! x.exe fromJavaScriptToCpp.jsn“);return 0;HandleScope handleScope;Handle context = Context:New();Context:Scope contextScope(context);/javascript 中无打印函数Handle globalObj = Context:GetCurrent()-Global();globalObj-Set(String:New(“printf“), FunctionTemplate:New(_printfForJS)-GetFunction();string scriptFileText = tk:getFileContents(argv1);if (scriptFileText.length() _array = Array:New();char *strList = “hello“,“the“, “world“;for (int i=0; iSet(JS_INT(i), JS_STR(strListi);globalObj-Set(String:New(“testArray“), _array);/2. 创建一个 Object testObjectHandle _obj = Object:New();_obj-Set(JS_STR(“strVal“), JS_STR(“Hi,this is strVal“);globalObj-Set(String:New(“testObject“), _obj);/3. 创建一个可以在 javascript 中 New 的 class.(怎么表述 ?)Handle bb = pubishJavascriptClass_Socket();globalObj-Set(String:New(“Socket“), bb-GetFunction();/4. 包装一个含有真正 C+类实体的 javascript class/confused v8 的垃圾回收机制还没弄明白 , 这里的 TestObj 必须显式释放 : obj.dispose();Handle cc = pubishCppClass_TestObj();globalObj-Set(String:New(“TestObj“), cc-GetFunction();/还有其它一些东西 ,比如 SetAccessor/有空再研究/globalObj-SetAccessor()/最后，环境准备好后，可以执行脚本了 .Handle scriptSource = String:New(scriptFileText.c_str();/“编译 “脚本TryCatch catcher;Handle script = Script:Compile(scriptSource);if (catcher.HasCaught() tk:printError(return 0;/执行脚本 Handle result = script-Run();if (catcher.HasCaught() tk:printError(return 0;/confused 这样清理有用么 ?v8:Handle keys = JS_GLOBAL-GetPropertyNames();int length = keys-Length();for (int i=0;i key = keys-Get(JS_INT(i)-ToString();JS_GLOBAL-ForceDelete(key);return 0;2.5 在 C+中“声明”“Javascript 类”, 供 Javascript 实例化其实 2.4 中已经在使用了，这里单独总结一下。我的初衷是想能够像这样写 javascript 代码：var obj = new CSomeClass(1,”参数 2”);obj-doAction1();obj-doAction2();obj-release();从 javascript 语言出发，这里的 CSomeClass 其实只是个 function，因为 javascript 中并没有真实的 class。如果是由 javascript 来实现 CSomeClass，可能是像这样：var CSomeClass = function(param1, parm2)CSomeCperty.doAction1 = function()事实上，就算换成用 C+(V8 类库)来完成这个 CSomeClass,也是同样的思路。以上实现，V8 里面有一一对应的内容。类 FunctionTemplate，函数模板，是用来产生 Function，即它的 GetFunction()函数。FunctionTemplate 有个 InstanceTemplate()函数，返回一个 ObjectTemplate，通过它 V8允许我们设定当前这个 FunctionTemplate 可以内置多少个值（即 C/C+的数据类型） 。比如当我们封装 Socket 类时，我们需要保存 SOCKET、端口等变量，其实这更像是“类的成员变量” 。FunctionTemplate 有个 PrototypeTemplate 函数，同样返回类型为 ObjectTemplate 的对象，这即是此函数模板产生的 Function 的 property 操作者。通过它我们可以指定将来产生的 Function 会有哪些 property，这非常像指定“类的成员函数” 。有了这些知识，再看下面的代码可能就要觉得自然多了。/第一步：生成一个 FunctionTemplate，同时指定“构造函数“/这个“构造函数”在 var obj = CSomeClass(xxx);的时候被调用v8:Handle ft = v8:FunctionTemplate:New(_testObjConstructor);ft-SetClassName(JS_STR(“CSomeClass“); / it = ft-InstanceTemplate();it-SetInternalFieldCount(1); /第三步：指定类的“成员函数“/其实这些 FunctionTempalte:New()中包含的都是全局函数，他们的参数都是一模一样的/都是 Const Argumentspt-Set(“doAction1“, v8:FunctionTemplate:New(_doaction1);/第四步：将 CSomeClass 塞到全局环境中，或者其它对象中global-Set(String:New(“CSomeClass”, fp-GetFunction();2.6 封装完整的 C+类到 Javascript 中，供 Javascript 实例化“封装 C+类到 Javascript 中去” ，如果说可以做到，那也是没有捷径的，不存在“通过几个统一的 API 将已有的 C+类映射到 Javascript 环境中去 ”。当然也不是绝对的完全没有，像 cproxyv8 这样的类库就一定程度上简化了映射关系。但是，它只是锦上添花而已，没有从根本上改变什么。正确并且正统的做法就是像上面 2.4/2.5 介绍的，通过向运行环境映射 C+类同名Function，并不厌其烦地向此 Function 的 FunctionTempalte 注册一大堆的方法去操作（或者说是代理） “隐藏”在此 FunctionTemplate 内部的原 C+类的实例（可能直接是个指针，或者是个由 External 类包装的指针） 。 三、Google v8 的开源应用3.1 Node.js/Node.js 是一套用来编写高性能网络服务器的 JavaScript 工具包。 Node 为创建 http 服务器作了优化，我们在网上看到的大部分示例和库都是集中在