nodejs v8中的回调机制

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如果要在nodejs中调用动态链接库中的导出方法，或者从动态链接库中回调nodejs中的某个方法，可以采用 node-ffi（https://github.com/rbranson/node-ffi )。不过我试了很久都没有成功，貌似ffi对于回调的支持有问题，无法正确区分
_stdcall 与 _cdecl。而另一种实现方式就非常简单直接了，通过编写nodejs addon的方式直接实现。

nodejs中的addon使用C编写，其编译链接的工具链不是常见的makefile autoconf之类，而是从Chromium移植来的node-gyp。所以，如果直接将复杂的C/C++代码在addon中实现，容易产生编译或者链接冲突。比较简单的方式是，addon只作为adapter使用，在addon中通过dlopen/LoadLibrary去操纵动态链接库或者回调js.

http://nodejs.org/api/addons.html 有实现Addon的基本讲解。

AddOn的基本结构

首先新建adapter.cc, 贴图如下代码

<span style="font-size:18px;">#include <node.h>
#include <v8.h>
using namespace v8;

void init(Handle<Object> exports) {

}
NODE_MODULE(mq, init)</span>

这是一个“空”的addon，啥事都没干。NODE_MODULE宏的第一个参数是该模块的名称；第二个参数是初始化函数init，此函数在addon加载后调用。
然后在adapter.cc同目录中新建文件building.gyp，它的内容是JSON格式

<span style="font-size:18px;">{
"targets": [
{
"target_name": "mq",
"sources": [ "adapter.cc" ]
}
]
}</span>

需要注意的是，target_name必须和NODE_MODULE的第一个参数相同。
然后就可以在此目录下，使用gyp编译了

<span style="font-size:18px;">node-gyp configure
node-gyp rebuild</span>

编译的结果在build/release目录下，文件的扩展名是 *.node, 而文件名就是之前指定的模块名。
将此*.node文件拷贝到nodejs工程中的node_modules文件夹下，就可以进行加载了。

<span style="font-size:18px;">var MQ = require('mq.node');
console.log(MQ);</span>

Addon中注册方法供NodeJS调用

在Addon中被NodeJS调用的函数原型必须是 Handle<Value> method(const Arguments& args), 在模块初始化的时候注册此方法。如：

<span style="font-size:18px;">Handle<Value> XXXXXX(const Arguments& args) {
HandleScope scope;

return scope.Close(Undefined());
}

void init(Handle<Object> exports) {
exports->Set(String::NewSymbol("XXXXXX"),
FunctionTemplate::New(XXXXXX<span style="font-family:Arial, Helvetica, sans-serif;">)->GetFunction());</span>
}</span>

在nodejs中即可调用此方法

<span style="font-size:18px;">var MQ = require('mq.node');
MQ.XXXXXX( 2, false, 'Text');</span>

从javascript这样的弱类型语言向C强类型语言传递参数，在输入时需要做好类型检查与类型转换。

Addon中回调NodeJS方法

首先在NodeJS中将需要被回调的函数地址通过参数传入。

<span style="font-size:18px;">MQ.setLogCallback(function (level, message) {
console.log('[' + level + '] : ' + message)
});</span>

在Addon中，将传递进来的回调函数进行保存

<span style="font-size:18px;">static Persistent<Function> s_logCallback;
Handle<Value> setLogCallback(const Arguments& args) {
HandleScope scope;
if (args.Length() < 1 || !args[0]->IsFunction() ) {
return ThrowException(Exception::TypeError(String::New("Invalid parameter.")));
}

s_logCallback.Dispose();
s_logCallback = Persistent<Function>::New(Local<Function>::Cast(args[0]));

return scope.Close(Undefined());
}
</span>

在Addon中，当需要回调此函数的时候，直接调用即可。如

<span style="font-size:18px;">if( !s_logCallback.IsEmpty() ){
const unsigned argc = 2;
Local<Value> argv[argc] = {
Local<Value>::New(Number::New(1)) ,
Local<Value>::New(String::New("Test Message"))
};
s_logCallback->Call(Context::GetCurrent()->Global(), argc, argv);
}</span>

多线程环境下回调 

NodeJS中的V8引擎是以单线程执行的，回调JS方法也必须在V8的主线程中进行，否则会发生未知的后果甚至crash掉整个进程。NodeJS底层的libuv提供了相应的通知机制来实现主线程中的调用。

首先需要定义 uv_async_t 变量

<span style="font-size:18px;">static uv_async_t s_async = {0};</span>

在主线程中初始化此变量，并注册在主线程中此通知触发时回调的方法。此步骤可以在init中执行。

<span style="font-size:18px;"><a target=_blank name="baidusnap1"></a><strong style="color:black;background-color:#A0FFFF">uv_async_init</strong>( uv_default_loop(), &s_async, onCallback);</span>

而onCallback方法则在主线程中，通知发生后执行

<span style="font-size:18px;">void onCallback(uv_async_t* handle, int status){
if( !s_logCallback.IsEmpty() ){
const unsigned argc = 2;
Local<Value> argv[argc] = {
Local<Value>::New(Number::New(1)) ,
Local<Value>::New(String::New("Callback is happening"))
};
s_logCallback->Call(Context::GetCurrent()->Global(),
4000
argc, argv);
}
}</span>

在任何线程中，都可以通过uv_async_send来触发此回调的执行。

<span style="font-size:18px;">uv_async_send(&s_async);</span>

当不再需要回调的时候，可以调用uv_close来取消注册此回调方法。

<span style="font-size:18px;">uv_close( &s_async, NULL);</span>

这里特别需要注意的是，uv_async_send触发回调的次数并不是一一对应的。它只能保证最少一次的触发。可能会出现这样一种情况，连续调用了3次uv_async_send方法,但回调只被触发了一次（调用第1、2、3次的时候，NodeJS的主循环可能忙于其它处理而直到检测到此通知时，3次调用都已经发生了，而此时只会进行一次回调）。针对这种情况，应该设计相应的队列结构来传递数据到回调中依次处理。

 

异步调用

NodeJS的主线程只负责event loop和V8的执行，如果addon中某个导出方法在调用时会发生阻塞，会严重地影响到NodeJS的整体性能。因此，libuv设计了异步调用的方式--将阻塞类操作放入其它线程中处理，在处理完成后回调。

例如，JS调用如下导出方法

<span style="font-size:18px;">AddOn.lookupIpCountry( ip, function(countryCode){
// get the country code
// ...
});</span>

在AddOn中，定义一个结构体在异步调用中传递数据。

<span style="font-size:18px;">struct LookupIpCountryBaton {
uv_work_t work;
Persistent<Function> callback;
char ip[IP_LEN];
char country_code[COUNTRY_CODE_LEN];
};</span>

导出方法首先保存回调函数，并验证和解析传入参数

<span style="font-size:18px;">// lookup country by ip
// 1st argument is ip address
// 2nd argument is the callback function
Handle<Value> lookupIpCountry(const Arguments& args) {
HandleScope scope;
if (args.Length() < 2 ||
!args[1]->IsFunction() ||
(!args[0]->IsStringObject() && !args[0]->IsString())  ) {
return ThrowException(Exception::TypeError(String::New("Invalid parameter.")));
}

String::Utf8Value param1(args[0]->ToString());
char * ip = *param1;

LookupIpCountryBaton * baton = new LookupIpCountryBaton();
baton->work.data = baton;
memset( baton->country_code, 0, COUNTRY_CODE_LEN);
memset( baton->ip, 0, IP_LEN);
strncpy( baton->ip, ip, IP_LEN);
baton->callback = Persistent<Function>::New(Local<Function>::Cast(args[1]));

uv_queue_work( uv_default_loop(), &baton->work, lookupIpCountryAsync, lookupIpCountryCompleted);

return Undefined();
}

</span>

这里最关键的是uv_queue_work, 它将请求压入队列交由其它线程执行，同时指定在线程中执行的函数（lookupIpCountryAsyc)，亦指定了调用结束后完成的函数(lookupIpCountryCompleted)

在lookupIpCountryAsyc函数中，进行阻塞调用。这里要注意，此函数不是在主线程中运行，所以不能访问或者调用任何V8有关的函数或数据。

<span style="font-size:18px;">void lookupIpCountryAsync(uv_work_t * work){
LookupIpCountryBaton * baton = (LookupIpCountryBaton*)work->data;

// block thread for 3 seconds
sleep(3);
// save the result
strncpy( baton->country_code, "CN", COUNTRY_CODE_LEN - 1);
}</span>

当此函数执行完后，lookupIpCountryCompleted函数会在主线程中被执行，完成回调和清理工作。

<span style="font-size:18px;">void lookupIpCountryCompleted(uv_work_t * work, int){
LookupIpCountryBaton * baton = (LookupIpCountryBaton*)work->data;

const unsigned argc = 1;
Local<Value> argv[argc] = {
Local<Value>::New(String::New(baton->country_code)) ,
};
baton->callback->Call(Context::GetCurrent()->Global(), argc, argv);

baton->callback.Dispose();
delete baton;
}</span>

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