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Node-FFI 不得不说的原理

May 15 2018

Node-FFI 不得不数说的原理

自己在实际开发中总结的东西

从计算机基础开始讲起

线程, 进程, 协程
- 线程: 操作系统能够进行运算调度的最小单位，包含在进程之中，是进程中的实际运作单位，顺序执行
- 进程: 程序的基本执行实体，包含 1 或多个线程
- 协程: 非操作系统调度，由用户手动调度切换上下文的程序组件
- 相关链接
- 1. 线程
- 1. libuv
函数调用约定, 指针, (动态/静态)链接库
- 指针: 所有数据类型都包含对应的指针类型，其内容是指向的变量的地址，函数本身就是编译后的一块内存，所以函数本身就是指针
- 函数调用约定: 不同CPU不同操作系统的底层实现中，调用一个函数都是靠操作栈来实现，但是不同的环对栈的顺序与存储的大小约定不同，这些约定称为函数调用约定
- 1. 函数调用约定
- 链接库
符号表
- 概念
- 如何查看

回到 Node.js 的部分

说说 V8
- V8 Docs
- N-API
- N-API 版本的 ffi 和 ref
- 1. node-ffi-napi
- 1. ref-napi
Node native addon
- 格式: 动态链接库
- 文件后缀: .node
- 区别: 入口函数不同
- Demo:
- 1. Node binding demo
- 1. FFI demo
- 1. Via uv_default_loop
- 1. JS Code

Demo 运行截图(N-API 为实验性特性所以会有一个警告):

其中第三种方案其实是借助 libuv 的接口实现，此前这种方式仅仅是因为

Node.js 使用了 uv_default_loop，不过在 N-API 中被官方支持了:

Event Loop, GC
- 简单来说: 一个分阶段的线程，通常我们称为 JS 主线程，V8 中使用 uv_default_loop 实现
- GC: 即垃圾回收，垃圾回收是相对于我们编译器编译阶段可见的上下文为准的，即一个动态链接库的对象生命周期对调用它的程序不可见

Node-FFI: 令人兴奋的跳跃

从载入动态库说起

a. 其实大部分编译型语言是具备载入动态库的能力的，因为操作系统已经提供了相关的封装，但是必须是编译前定义好被调用函数结构、函数调用规则等

b. 动态类型语言是运行在 VM 之上，而此时的 VM 已经是是编译过的二进制模块，已经不具备上文所说的特性
libffi: Node-FFI 的核心

a. 优势: 可以动态定义函数的调用方法，可以动态定绑定函数实体到指针

b. 应用: OpenJDK, Dalvik, CPython 等非常著名的引擎: libffi

c. 实现:

特性

实现方式

实现语言

定义函数

通过定义 ffi_cif 结构体描述函数，并通过模拟函数调用方式实现调用

inline asm

绑定函数

通过定义 ffi_closure 绑定 ffi_cif 到指定函数并返回一个函数指针，当调用这个指针，指针指向的函数通过 ffi_cif 结构体的定义模拟取栈的操作并传入被绑定的函数

inline asm

Node-FFI: 函数回调的实现

流程实现
- 太长了，参见源码与我的讲解: callback_info.cc
源码角度展开
- FFI_CALL
- FFI_CALLBACK
回调的惊险跳跃: 多线程回调如何变成单线程 && 如何 invoke 进入 JS EventLoop
- CALLBACK_INVOKATION

题外话

让我想想再说…

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