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Google v8学习笔记Google Javascript脚本引擎v8 学习笔记2010.11.14于遵义V0.1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.js163.2 v8cgi17四、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?varsocket=newSocket(Socket.PF_INET,Socket.SOCK_STREAM,Socket.IPPROTO_TCP);socket.setOption(Socket.SO_REUSEADDR,true);varconn=socket.connect(,80);if(conn)varhttpHeader=GET /pansunyou HTTP/1.1rnHost: rnrn;socket.send(httpHeader);varresponseText=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(); / 万一不是我们预期的函数。之后便可以方便地转换为我们熟悉的V8类型了，比如String，Int32，Function，Array等等。源码之下无秘密（辅助性的函数参考本文尾部源码包）：fromCppToJavaScript.js:varConfig=testString:HelloWorld,testInt:1234,testFunc:function(hello)printf(testFunc:+hello+n);varglobalStr=hi, I am globalStr.;varglobalInt=-12345;varglobalFunction=function(a,b)returna+b;printf(hello from fromCppToJavaScript.js !n);/ brief 学习如何在c+中访问javascript脚本中的变量及函数/ param argv1 演示用的jsintfromCppToJavaScript(intargc,char*argv)if(argc!=2)printf(参数错误! x.exe fromCppToJavaScript.jsn);return0;HandleScopehandleScope;Handlecontext=Context:New();Context:ScopecontextScope(context);/javascript中无打印函数HandleglobalObj=Context:GetCurrent()-Global();globalObj-Set(String:New(printf),FunctionTemplate:New(_printfForJS)-GetFunction();stringscriptFileText=tk:getFileContents(argv1);if(scriptFileText.length()=0)printf(无法打开js文件!n);return0;HandlescriptSource=String:New(scriptFileText.c_str();/编译脚本TryCatchcatcher;Handlescript=Script:Compile(scriptSource);if(catcher.HasCaught()tk:printError(&catcher);return0;/执行脚本Handleresult=script-Run();if(catcher.HasCaught()tk:printError(&catcher);return0;/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);elseprintf(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);elseprintf(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);elseLocalv1=Int32:New(123);Localv2=Int32:New(456);Handlefunc=Handle:Cast(_globalFunction);Handleargs2=v1,v2;HandletmpCallVal=func-Call(globalObj,2,args);if(tmpCallVal-IsInt32()printf(globalFunction(%d,%d)=%dn,v1-ToInt32()-Value(),v2-ToInt32()-Value(),tmpCallVal-ToInt32()-Value();elseprintf(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);elseif(_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);elseHandleConfigTestFun=Handle:Cast(_testFunc);Handleargs=String:New(callJavascriptFunctionFromCppn);ConfigTestFun-Call(globalObj,1,args);return0;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.jsvartest=dumpArray:function()printf(fromJavaScriptToCpp:dumpArrayn);/测试访问全局变量testArrayvar_type=typeof(testArray);varlen=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varsocket=newSocket(Socket.PF_INET,Socket.SOCK_STREAM,Socket.IPPROTO_TCP);socket.setOption(Socket.SO_REUSEADDR,true);varconn=socket.connect(,80);if(conn)//pansunyouvarhttpHeader=GET /pansunyou HTTP/1.1rnHost: rnrn;socket.send(httpHeader);varresponseText=socket.receive(12000);printf(responseText=+responseText+nn);socket.close();,testTestObj:function()printf(fromJavaScriptToCpp:testTestObjn);varobj=newTestObj;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classCTestObjpublic:CTestObj()printf(CTestObj:CTestObjn);buffer=(char*)malloc(1024*1024);CTestObj()printf(CTestObj:CTestObjn);if(buffer)free(buffer);buffer=NULL;voidprintfName()printf(CTestObj:printfName name=%sn,name.c_str();voidsetName(constchar*xname)name=xname;stringname;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,newCTestObj();returnargs.This();/只是个包装JS_METHOD(_testObjPrintName)CTestObj*pObj=LOAD_PTR(0,CTestObj*);if(pObj!=NULL)pObj-printfName();returnargs.This();/只是个包装JS_METHOD(_testObjSetName)CTestObj*pObj=LOAD_PTR(0,CTestObj*);if(pObj!=NULL)String:AsciiValuexname(args0);pObj-setName(*xname);returnargs.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)deletepObj;pObj=NULL;SAVE_PTR(0,pObj);returnargs.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();/HandlepubishCppClass_TestObj()v8:HandleScopehandle_scope;/指定构造函数v8:Handleft=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:Handleit=ft-InstanceTemplate();it-SetInternalFieldCount(1);/* *CTestObj */类的成员函数v8:Handlept=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);returnhandle_scope.Close(ft);externHandlepubishJavascriptClass_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jsintfromJavaScriptToCpp(intargc,char*argv)if(argc!=2)printf(参数错误! x.exe fromJavaScriptToCpp.jsn);return0;HandleScopehandleScope;Handlecontext=Context:New();Context:ScopecontextScope(context);/javascript中无打印函数HandleglobalObj=Context:GetCurrent()-Global();globalObj-Set(String:New(printf),FunctionTemplate:New(_printfForJS)-GetFunction();stringscriptFileText=tk:getFileContents(argv1);if(scriptFileText.length()=0)printf(无法打开js文件!n);return0;/为脚本构造一个执行环境/1. 创建一个字符串数组(当然也可以是其它类型)Handle_array=Array:New();char*strList=hello,the,world;for(inti=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?)Handlebb=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();Handlecc=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.HandlescriptSource=String:New(scriptFileText.c_str();/编译脚本TryCatchcatcher;Handlescript=Script:Compile(scriptSource);if(catcher.HasCaught()tk:printError(&catcher);return0;/执行脚本Handleresult=script-Run();if(catcher.HasCaught()tk:printError(&catcher);return0;/confused 这样清理有用么?v8:Handlekeys=JS_GLOBAL-GetPropertyNames();intlength=keys-Length();for(inti=0;ilength;i+)v8:Handlekey=keys-Get(JS_INT(i)-ToString();JS_GLOBAL-ForceDelete(key);return0;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); / 这个没什么意思/第二步：指定此Object背后“藏”了多少数据(其实这步是可选的)/在javascript的Object内放置一些C/C+才有的数据/可以直接保存void *，也可以通过External类来包装一下v8:Handle 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 Arguments&args，通过它，我们可以找出“调用它的Object” /args.This()，然后GetPointerFromInternalField()取出内部数据 /或者也可以通过args.Holder()来提取内部数据。v8:Handle pt = ft-PrototypeTemplate();pt-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