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粗略研究了一下node.js源碼，它有8000行C++代碼，2000行javascript代碼，來(lái)看看js和C++間是怎么組織連接起來(lái)，以及各個(gè)模塊是怎樣互相調(diào)用的。
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本文使用的node.js版本是0.4.8，可以在https://github.com/joyent/node/tree/v0.4.8這里看到源碼。
js2c.py
node.js使用了V8附帶的js2c.py工具把所有內(nèi)置的js代碼轉(zhuǎn)換成C++里的數(shù)組，生成node_natives.h直接include到程序中，成了C++源碼的一部分。這樣做能提高內(nèi)置js模塊的編譯效率。
node.js里內(nèi)置的javascript包括了主程序src/node.js和模塊程序lib/*.js，通過(guò)js2c.py讓每一個(gè)js文件都生成一個(gè)源碼數(shù)組，存放在build/src/node_natives.h里，node_natives.h在node.js編譯后才會(huì)生成(編譯的腳本wscript中調(diào)用了js2c.py)，可以看到大致的結(jié)構(gòu)如下：
- namespace node {
- const char node_native[] = {47, 47, 32, 67, 112 ......}
- const char console_native[] = {47, 47, 32, 67, 112 ......}
- const char buffer_native[] = {47, 47, 32, 67, 112 ......}
- .....
- }
- struct _native { const char* name; const char* source; size_t source_len;};
- static const struct _native natives[] = {
- { "node", node_native, sizeof(node_native)-1 },
- { "dgram", dgram_native, sizeof(dgram_native)-1 },
- { "console", console_native, sizeof(console_native)-1 },
- { "buffer", buffer_native, sizeof(buffer_native)-1 },
- ....
- }
這個(gè)文件被包含在node_javascript.cc里，node_javascript.cc提供了兩個(gè)接口：
MainSource() 處理node_native源碼返回v8::Handle類(lèi)型的數(shù)據(jù)可供編譯。
DefineJavaScript(target) 把其他所有模塊源碼變成v8::Handle類(lèi)型后加載到傳入的target對(duì)象上。
所有的js模塊都被轉(zhuǎn)換成了C數(shù)組，接下來(lái)看看它們?cè)趺磮?zhí)行和互相調(diào)用。
執(zhí)行js主程序/傳遞process
先看看node.js的底層C++傳遞給javascript的一個(gè)變量process，在一開(kāi)始運(yùn)行node.js時(shí)，程序會(huì)先配置好process
- Handleprocess = SetupProcessObject(argc, argv);
然后把process作為參數(shù)去調(diào)用js主程序src/node.js返回的函數(shù)，這樣process就傳遞到j(luò)avascript里了。
- //node.cc
- //通過(guò)MainSource()獲取已轉(zhuǎn)化的src/node.js源碼，并執(zhí)行它
- Local f_value = ExecuteString(MainSource(), IMMUTABLE_STRING("node.js"));
- //執(zhí)行src/node.js后獲得的是一個(gè)函數(shù)，從node.js源碼可以看出：
- //node.js
- //(function(process) {
- // global = this;
- // ....
- //})
- Local f = Local::Cast(f_value);
- //創(chuàng)建函數(shù)執(zhí)行環(huán)境，調(diào)用函數(shù)，把process傳入
- Localglobal = v8::Context::GetCurrent()->Global();
- Local args[1] = { Local::New(process) };
- f->Call(global, 1, args);
C++模塊
node.js的模塊除了lib/*.js里用js語(yǔ)言編寫(xiě)的以外，還有一些使用C++編寫(xiě)，像os/stdio/crypto/buffer等。這些模塊都通過(guò)node.h提供的NODE_MODULE方法存儲(chǔ)在變量_module里。node_extensions.cc提供了get_builtin_module(name)接口獲取這些模塊。
process.binding/C++模塊加載
process提供的一個(gè)獲取模塊的接口是binding，它的實(shí)現(xiàn)Binding()函數(shù)可以在node.cc找到。
- Persistent binding_cache;
- static Handle Binding(const Arguments& args) {
- HandleScope scope;
- Local module = args[0]->ToString();
- String::Utf8Value module_v(module);
- node_module_struct* modp;
- if (binding_cache.IsEmpty()) {
- binding_cache = Persistent::New(Object::New());
- }
- Local exports;
- if (binding_cache->Has(module)) {
- exports = binding_cache->Get(module)->ToObject();
- } else if ((modp = get_builtin_module(*module_v)) != NULL) {
- exports = Object::New();
- modp->register_func(exports);
- binding_cache->Set(module, exports);
- } else if (!strcmp(*module_v, "constants")) {
- exports = Object::New();
- DefineConstants(exports);
- binding_cache->Set(module, exports);
- #ifdef __POSIX__
- } else if (!strcmp(*module_v, "io_watcher")) {
- exports = Object::New();
- IOWatcher::Initialize(exports);
- binding_cache->Set(module, exports);
- #endif
- } else if (!strcmp(*module_v, "natives")) {
- exports = Object::New();
- DefineJavaScript(exports);
- binding_cache->Set(module, exports);
- } else {
- return ThrowException(Exception::Error(String::New("No such module")));
- }
- return scope.Close(exports);
- }
從源碼可以看到，調(diào)用process.binding時(shí)，先看緩存里是否已經(jīng)存在此模塊，不存在再調(diào)用get_builtin_module查找C++內(nèi)置模塊，找到的話獲取后綁定在exports上，在最后返回exports。
此外還有針對(duì)其他模塊的特殊處理，其中natives模塊就是調(diào)用上文提到的DefineJavaScript(exports)接口獲取到所有內(nèi)置的js模塊綁定在exports上。
現(xiàn)在在js上需要調(diào)用C++提供的模塊只需要調(diào)用process.binding就行了，例如
- var stdio = ?process.binding("stdio")
js模塊加載
src/node.js上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)NativeModule對(duì)象用于管理js模塊，它通過(guò)調(diào)用process.binding(“natives”)把所有內(nèi)置的js模塊放在NativeModule._source上，并提供require接口供調(diào)用。在require里會(huì)給代碼加一層包裝，把一些變量傳給這個(gè)模塊。
- NativeModule.wrapper = [
- '(function (exports, require, module, __filename, __dirname) { ',
- '\n});'
- ];
再用process提供的其中一個(gè)js編譯接口process.runInThisContext執(zhí)行代碼。
- var fn = runInThisContext(source, this.filename, true);
- fn(this.exports, NativeModule.require, this, this.filename);
于是在主程序src/node.js上可以調(diào)用NativeModule.require(“net”)去加載net模塊，在lib/*.js的各個(gè)js模塊里能通過(guò)調(diào)用傳進(jìn)來(lái)的require()去加載其他內(nèi)置js模塊。
總結(jié)流程
粗略總結(jié)一下加載模塊的流程：
加載C++模塊(以stdio為例)：
process.binding(“stdio”) -> get_builtin_module(“stdio”) -> _module -> NODE_MODULE(node_stdio, node::Stdio::Initialize)(定義)
加載js模塊(以net為例)
require(“net”) -> NativeModule.require(“net”) -> process.binding(“natives”)["net"] -> DefineJavaScript() -> natives[] -> node_natives.h
原文：http://cnodejs.org/blog/?p=1280
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