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本文轉載自微信公眾號「編程雜技」，作者theanarkh。轉載本文請聯系編程雜技公眾號。

Node.js的napi極大地方便了c++ addon的編寫，使得用戶不再那么需要面對復雜的v8。本文通過一個例子來分析一下napi的使用和napi到底做了什么。

1 導出給js使用的功能

#include <node_api.h> 
NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init) 

上面的代碼是使用napi時的通用模式，我們只需要實現Init函數就行(當然也可以叫其他名字)。接下來我們看看Init的實現。

napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) { 
  napi_value func; 
  // 創建一個函數并且設置為exports對象的getArray屬性的值 
  napi_create_function(env, 
                      NULL, 
                      NAPI_AUTO_LENGTH, 
                      newArray, 
                      NULL, 
                      &func); 
  napi_set_named_property(env, exports, "getArray", func); 
  return exports; 
} 

napi_create_function也是napi提供的api，他的作用是創建一個函數，具體可以參考napi的文檔。接著把這個函數導出給js使用，名字是getArray。當js執行getArray的時候就會執行newArray函數。

2 newArray的實現

static napi_value newArray(napi_env env, napi_callback_info info) { 
   size_t argc = 1; 
   napi_value args[1]; 
   // 拿到js層的入參，這里是一個 
   napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, NULL, NULL); 
   int len; 
   // js傳入的是一個數字，v8轉成了對象，這里再次把入參轉成int型 
   napi_get_value_int32(env, args[0], &len); 
   napi_value ret; 
   // 創建一個數組 
   napi_create_array(env, &ret); 
   // 根據js入參設置數組的初始值 
   for (int i = 0; i < len; i++) { 
     napi_value num; 
     napi_create_int32(env, i, &num); 
     napi_set_element(env, ret, i, num); 
   } 
 
  return ret; 
} 

3 使用c++ addon

const { getArray } = require('./build/Release/test.node'); 
console.log(getArray(20)); 

執行上面代碼最后輸出

[ 
   0,  1,  2,  3,  4,  5,  6, 
   7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 
  14, 15, 16, 17, 18, 19 
] 

4 分析

上面的代碼并不復雜，本文主要是分析napi提供的api，看看napi到底做了什么。很多api的原理是類似的，這里只以數組的api為例子。因為v8的api中，使用的參數基本都是v8提供的對象。napi做的事情其實就是幫我們處理這些對象的轉換。我們首先看看napi_create_array的實現。

// 創建一個數組，對應js的數組 
napi_status napi_create_array(napi_env env, napi_value* result) { 
  // 調用v8接口v8::Array::New創建一個數組對象，然后轉成napi的類型，并設置返回值 
  *result = v8impl::JsValueFromV8LocalValue(v8::Array::New(env->isolate)); 
  return napi_clear_last_error(env); 
} 

我們看到napi_create_array的實現非常簡單，就是對v8接口的封裝，然后轉換成napi的類型，最后清除錯誤信息。這是napi典型的api使用方式。主要包括下面幾個

1 入參需要傳入env對象，并傳入一個二級指針napi_value *，用于保存接口返回值。napi的返回值不是通過函數體的return返回的，return返回的是api的執行狀態(成功或失敗)。

2 處理v8的api

3 清除或返回錯誤信息 每次執行napi提供的api時，如果執行出錯則通過napi_set_last_error設置到env中并返回錯誤碼，如果沒有則通過napi_clear_last_error清除錯誤信息并返回napi_ok。我們看一下實現

// 設置當前函數調用的錯誤信息 
static inline napi_status napi_set_last_error(napi_env env, napi_status error_code, 
                                uint32_t engine_error_code = 0, 
                                void* engine_reserved = nullptr) { 
  env->last_error.error_code = error_code; 
  env->last_error.engine_error_code = engine_error_code; 
  env->last_error.engine_reserved = engine_reserved; 
  return error_code; 
} 
 
// 清除上次調用的錯誤信息 
static inline napi_status napi_clear_last_error(napi_env env) { 
  env->last_error.error_code = napi_ok; 
 
  // TODO(boingoing): Should this be a callback? 
  env->last_error.engine_error_code = 0; 
  env->last_error.engine_reserved = nullptr; 
  return napi_ok; 
} 

調用方在調用完api后，如果產生了錯誤，則可以通過napi_get_last_error_info接口獲取執行api的錯誤信息。

// 獲取上一個調用函數的錯誤信息 
napi_status napi_get_last_error_info(napi_env env, 
                                     const napi_extended_error_info** result) { 
  // 初始化為非法值 
  const int last_status = napi_detachable_arraybuffer_expected; 
  // 根據錯誤碼設置錯誤描述信息（每次調用api后調用結果存到env中） 
  env->last_error.error_message = 
      error_messages[env->last_error.error_code]; 
 
  *result = &(env->last_error); 
  return napi_ok; 
} 

言歸正傳，調用napi_create_array后，我們拿到一個返回值，比如下面的ret。

napi_value ret; 
napi_create_array(env, &ret); 

之前分析過napi_value本質上是一個一級指針。接著我們看如何使用從napi中拿到的數組。我們可以通過napi_set_element設置數組的內容。

// ret是數組，i是索引，num是一個napi_value變量，本質是一個v8對象，即索引對應的值 
napi_set_element(env, ret, i, num); 

下面我們看看napi_set_element的實現。

// 設置key對應的值，key是數字 
napi_status napi_set_element(napi_env env, 
                             napi_value object, 
                             uint32_t index, 
                             napi_value value) { 
  v8::Local<v8::Context> context = env->context(); 
  v8::Local<v8::Object> obj; 
  // 把napi_value object轉成v8的Object，數組繼承Object 
  CHECK_TO_OBJECT(env, context, obj, object); 
  // 把值napi_value value轉成v8對象 
  v8::Local<v8::Value> val = v8impl::V8LocalValueFromJsValue(value); 
  // 調用v8 Object對象的Set方法設置對象的屬性，即數組的元素 
  auto set_maybe = obj->Set(context, index, val); 
  // 執行結果處理 
  RETURN_STATUS_IF_FALSE(env, set_maybe.FromMaybe(false), napi_generic_failure); 
 
  return GET_RETURN_STATUS(env); 
} 

從上面的分析中，我們大致可以看到napi實現中的一些規律，get的api的邏輯是調用v8接口拿到v8類型的對象，然后轉成napi_value類型返回給調用方，set的api是傳入napi_value類型，然后轉成v8類型的對象。

napi的實現幾乎都在js_native_api_v8.cc中，有興趣的同學可以看一下，大多數api的實現并不復雜，了解js_native_api_v8.cc的實現，不僅讓我們更好地使用napi，也讓我們更加了解v8的使用和原理。