V8 是一個獨立運行的虛擬機, 其中有些關(guān)鍵性概念比如: handles, scopes 和 contexts. 本文將深入討論這些概念。
本文是為那些想要將 V8 Javascript 引擎嵌入到 C++ 程序中的工程師而撰寫。在升入理解Node.js之前，閱讀相關(guān)文章是很有必要的。
本文整理自Embedder's Guide
V8 嵌入指南(中文)
代碼來自于v8源碼中的例子
v8源碼中有三個例子。最簡單的是打印“hello world”。shell程序是用來演示如何暴露native function到JavaScript。process則演示C++如何調(diào)用JavaScript函數(shù)。我們通過例子來講解一下v8的核心概念。我使用的v8源碼版本是3.29.88.
下面主要通過shell.cc的代碼來講解概念。
啟動
我們看一下啟動代碼
int main(int argc, char* argv[]) {
v8::V8::InitializeICU();
v8::Platform* platform = v8::platform::CreateDefaultPlatform();
v8::V8::InitializePlatform(platform);
v8::V8::Initialize();
v8::V8::SetFlagsFromCommandLine(&argc, argv, true);
ShellArrayBufferAllocator array_buffer_allocator;
v8::V8::SetArrayBufferAllocator(&array_buffer_allocator);
v8::Isolate* isolate = v8::Isolate::New();
...
- v8::V8::InitializeICU();
What is ICU?
ICU is a cross-platform Unicode based globalization library. It includes support for locale-sensitive string comparison, date/time/number/currency/message formatting, text boundary detection, character set conversion and so on.You can build V8 without ICU library with build option i18nsupport=off. In this case you need to initialize builtin ICU:
v8::V8::InitializeICU();
ICU是一個國際化的庫，我們不是特別關(guān)心，所以略過。
- v8::Platform* platform = v8::platform::CreateDefaultPlatform();
然后就要創(chuàng)建一個Platform，這個東西從注釋來看是一個是對整個嵌入v8的程序的一個抽象概念，看看他的私有變量我們可以大概知道他是干嘛的
static const int kMaxThreadPoolSize;
base::Mutex lock_;
bool initialized_;
int thread_pool_size_;
std::vector<WorkerThread*> thread_pool_;
TaskQueue queue_;
std::map<v8::Isolate*, std::queue<Task*> > main_thread_queue_;
在看看接口
/**
* V8 Platform abstraction layer.
*
* The embedder has to provide an implementation of this interface before
* initializing the rest of V8.
*/
class Platform {
public:
/**
* This enum is used to indicate whether a task is potentially long running,
* or causes a long wait. The embedder might want to use this hint to decide
* whether to execute the task on a dedicated thread.
*/
enum ExpectedRuntime {
kShortRunningTask,
kLongRunningTask
};
virtual ~Platform() {}
/**
* Schedules a task to be invoked on a background thread. |expected_runtime|
* indicates that the task will run a long time. The Platform implementation
* takes ownership of |task|. There is no guarantee about order of execution
* of tasks wrt order of scheduling, nor is there a guarantee about the
* thread the task will be run on.
*/
virtual void CallOnBackgroundThread(Task* task,
ExpectedRuntime expected_runtime) = 0;
/**
* Schedules a task to be invoked on a foreground thread wrt a specific
* |isolate|. Tasks posted for the same isolate should be execute in order of
* scheduling. The definition of "foreground" is opaque to V8.
*/
virtual void CallOnForegroundThread(Isolate* isolate, Task* task) = 0;
};
我們可以了解到，Platform用來管理isolate，確定他是在后臺線程還是前臺線程運行，管理線程池等。
- v8::V8::Initialize();
從代碼里面看做了很多事情，目前還沒有看升入，以后再補上吧。
- v8::V8::SetFlagsFromCommandLine(&argc, argv, true);
這個用來接收命令行參數(shù)，比如shell --help，可以從這里學(xué)習(xí)到如何編寫支持命令行參數(shù)的程序。
命令行
- ShellArrayBufferAllocator array_buffer_allocator;
v8::V8::SetArrayBufferAllocator(&array_buffer_allocator);
設(shè)置數(shù)組的分配器，所有的isolate都可以使用，分配數(shù)組的時候我們可以指定一個自己實現(xiàn)的高效的分配器。
- v8::Isolate* isolate = v8::Isolate::New();
表示一個單獨的v8引擎實例，Isolate有完全獨立的狀態(tài)，對象在isolate之間不能共享。我們可以創(chuàng)建多個isolate，然后再不同的線程中使用。isolate在一個時刻只能由一個線程執(zhí)行，多線程時必須加鎖保證同步。
- v8::Isolate::Scope isolate_scope(isolate);
isolate的一個范圍，先不糾結(jié)這是干嘛的。從概念上說是用來給每個引擎設(shè)置一個單獨執(zhí)行的環(huán)境。該對象只能在棧上分配。
- v8::HandleScope handle_scope(isolate);
管理本地Handle，下面我們來說handle是啥。
- v8::Handle<v8::Context> context = CreateShellContext(isolate);
在v8中，context是有自己內(nèi)置的函數(shù)和對象的一個執(zhí)行環(huán)境，這里context被handle管理了，handle被上面說的handlescope管理。為什么要有context呢，因為JavaScript是非常動態(tài)的，每個JavaScript代碼執(zhí)行的全局對象和默認環(huán)境都可能不一樣，比如一個程序修改一個全局對象，那么如果沒有context的抽象，所以得JavaScript都得執(zhí)行在全局對象被修改的環(huán)境中了。
當(dāng)你創(chuàng)建了一個context后，你可以使用它很多次，當(dāng)你在contextA的時候，你可以進入contextB，意思就是context是一個嵌套結(jié)構(gòu)或者說是一個棧結(jié)構(gòu)，退出ciontextB的時候又恢復(fù)成contextA。可以看下圖。
為什么要有handle呢，我們可以直接用指針持有context，原因是context中的對象和函數(shù)是由v8來管理的，而且v8可以移動他們，所以指針的地址會變，所以用handle來管理他們，增加了一層抽象，我們就不用管v8如何處理這些內(nèi)存了。當(dāng)handle釋放的時候，v8可以自己幫我們銷毀js對象。
![]()
handle
v8::Context::Scope context_scope(context);
Stack-allocated class which sets the execution context for all
operations executed within a local scope. 這個不翻譯了，因為沒有仔細進去看代碼，怕解釋錯了。-
result = RunMain(isolate, argc, argv);
if (run_shell) RunShell(context);
RunMain處理用戶輸入的參數(shù)，前面雖然處理過了，這里還有一些額外的要處理。
RunShell運行命令行，等待用戶輸入js代碼。
我們運行看看，發(fā)現(xiàn)js里面沒有的函數(shù)print現(xiàn)在盡然有了，O(∩_∩)O~。
print函數(shù)
我們下面看看如何給context增加對象，代碼就在CreateShellContext中。
增加內(nèi)置對象
// Creates a new execution environment containing the built-in
// functions.
v8::Handle<v8::Context> CreateShellContext(v8::Isolate* isolate) {
// Create a template for the global object.
v8::Handle<v8::ObjectTemplate> global = v8::ObjectTemplate::New(isolate);
// Bind the global 'print' function to the C++ Print callback.
global->Set(v8::String::NewFromUtf8(isolate, "print"),
v8::FunctionTemplate::New(isolate, Print));
// Bind the global 'read' function to the C++ Read callback.
global->Set(v8::String::NewFromUtf8(isolate, "read"),
v8::FunctionTemplate::New(isolate, Read));
// Bind the global 'load' function to the C++ Load callback.
global->Set(v8::String::NewFromUtf8(isolate, "load"),
v8::FunctionTemplate::New(isolate, Load));
// Bind the 'quit' function
global->Set(v8::String::NewFromUtf8(isolate, "quit"),
v8::FunctionTemplate::New(isolate, Quit));
// Bind the 'version' function
global->Set(v8::String::NewFromUtf8(isolate, "version"),
v8::FunctionTemplate::New(isolate, Version));
return v8::Context::New(isolate, NULL, global);
}
// The callback that is invoked by v8 whenever the JavaScript 'print'
// function is called. Prints its arguments on stdout separated by
// spaces and ending with a newline.
void Print(const v8::FunctionCallbackInfo<v8::Value>& args) {
bool first = true;
for (int i = 0; i < args.Length(); i++) {
v8::HandleScope handle_scope(args.GetIsolate());
if (first) {
first = false;
} else {
printf(" ");
}
v8::String::Utf8Value str(args[i]);
const char* cstr = ToCString(str);
printf("%s", cstr);
}
printf("\n");
fflush(stdout);
}
我們可以看到上面的代碼在global下面掛了幾個c++函數(shù)。有幾個概念我們要搞清楚。
v8::Handle<v8::ObjectTemplate> global = v8::ObjectTemplate::New(isolate);
ObjectTemplate是用來在runtime中創(chuàng)建對象的。global->Set(v8::String::NewFromUtf8(isolate, "print"), v8::FunctionTemplate::New(isolate, Print));
在全局對象上放print函數(shù)return v8::Context::New(isolate, NULL, global);
返回執(zhí)行上下文
好了，shell.cc的主要代碼就解說完了，但是還有很多核心概念沒有接觸到，比如Function templates。我們在過一下其他例子，看看有什么新的知識。
推薦一個對官方文檔翻譯的文章V8_Embedder's_Guide_CHS
