V8 是一个独立运行的虚拟机, 其中有些关键性概念比如: handles, scopes 和 contexts. 本文将深入讨论这些概念。
本文是为那些想要将 V8 Javascript 引擎嵌入到 C++ 程序中的工程师而撰写。在升入理解Node.js之前，阅读相关文章是很有必要的。
本文整理自Embedder's Guide
V8 嵌入指南(中文)
代码来自于v8源码中的例子
v8源码中有三个例子。最简单的是打印“hello world”。shell程序是用来演示如何暴露native function到JavaScript。process则演示C++如何调用JavaScript函数。我们通过例子来讲解一下v8的核心概念。我使用的v8源码版本是3.29.88.
下面主要通过shell.cc的代码来讲解概念。
启动
我们看一下启动代码
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是一个国际化的库，我们不是特别关心，所以略过。
- v8::Platform* platform = v8::platform::CreateDefaultPlatform();
然后就要创建一个Platform，这个东西从注释来看是一个是对整个嵌入v8的程序的一个抽象概念，看看他的私有变量我们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;
};
我们可以了解到，Platform用来管理isolate，确定他是在后台线程还是前台线程运行，管理线程池等。
- v8::V8::Initialize();
从代码里面看做了很多事情，目前还没有看升入，以后再补上吧。
- v8::V8::SetFlagsFromCommandLine(&argc, argv, true);
这个用来接收命令行参数，比如shell --help，可以从这里学习到如何编写支持命令行参数的程序。
命令行
- ShellArrayBufferAllocator array_buffer_allocator;
v8::V8::SetArrayBufferAllocator(&array_buffer_allocator);
设置数组的分配器，所有的isolate都可以使用，分配数组的时候我们可以指定一个自己实现的高效的分配器。
- v8::Isolate* isolate = v8::Isolate::New();
表示一个单独的v8引擎实例，Isolate有完全独立的状态，对象在isolate之间不能共享。我们可以创建多个isolate，然后再不同的线程中使用。isolate在一个时刻只能由一个线程执行，多线程时必须加锁保证同步。
- v8::Isolate::Scope isolate_scope(isolate);
isolate的一个范围，先不纠结这是干嘛的。从概念上说是用来给每个引擎设置一个单独执行的环境。该对象只能在栈上分配。
- v8::HandleScope handle_scope(isolate);
管理本地Handle，下面我们来说handle是啥。
- v8::Handle<v8::Context> context = CreateShellContext(isolate);
在v8中，context是有自己内置的函数和对象的一个执行环境，这里context被handle管理了，handle被上面说的handlescope管理。为什么要有context呢，因为JavaScript是非常动态的，每个JavaScript代码执行的全局对象和默认环境都可能不一样，比如一个程序修改一个全局对象，那么如果没有context的抽象，所以得JavaScript都得执行在全局对象被修改的环境中了。
当你创建了一个context后，你可以使用它很多次，当你在contextA的时候，你可以进入contextB，意思就是context是一个嵌套结构或者说是一个栈结构，退出ciontextB的时候又恢复成contextA。可以看下图。
为什么要有handle呢，我们可以直接用指针持有context，原因是context中的对象和函数是由v8来管理的，而且v8可以移动他们，所以指针的地址会变，所以用handle来管理他们，增加了一层抽象，我们就不用管v8如何处理这些内存了。当handle释放的时候，v8可以自己帮我们销毁js对象。
![]()
handle
v8::Context::Scope context_scope(context);
Stack-allocated class which sets the execution context for all
operations executed within a local scope. 这个不翻译了，因为没有仔细进去看代码，怕解释错了。-
result = RunMain(isolate, argc, argv);
if (run_shell) RunShell(context);
RunMain处理用户输入的参数，前面虽然处理过了，这里还有一些额外的要处理。
RunShell运行命令行，等待用户输入js代码。
我们运行看看，发现js里面没有的函数print现在尽然有了，O(∩_∩)O~。
print函数
我们下面看看如何给context增加对象，代码就在CreateShellContext中。
增加内置对象
// 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);
}
我们可以看到上面的代码在global下面挂了几个c++函数。有几个概念我们要搞清楚。
v8::Handle<v8::ObjectTemplate> global = v8::ObjectTemplate::New(isolate);
ObjectTemplate是用来在runtime中创建对象的。global->Set(v8::String::NewFromUtf8(isolate, "print"), v8::FunctionTemplate::New(isolate, Print));
在全局对象上放print函数return v8::Context::New(isolate, NULL, global);
返回执行上下文
好了，shell.cc的主要代码就解说完了，但是还有很多核心概念没有接触到，比如Function templates。我们在过一下其他例子，看看有什么新的知识。
推荐一个对官方文档翻译的文章V8_Embedder's_Guide_CHS
