深入出不来nodejs源码-内置模块引入再探

2018-07-03 01:23:56来源：博客园阅读 ()

　　我发现每次细看源码都能发现我之前写的一些东西是错误的，去改掉吧，又很不协调，不改吧，看着又脑阔疼……

　　所以，这一节再探，是对之前一些说法的纠正，另外再缝缝补补一些新的内容。

　　错误在哪呢？在之前的初探中，有这么一块代码：

  // The bootstrapper scripts are lib/internal/bootstrap/loaders.js and
  // lib/internal/bootstrap/node.js, each included as a static C string
  // defined in node_javascript.h, generated in node_javascript.cc by
  // node_js2c.
  Local<String> loaders_name =
      FIXED_ONE_BYTE_STRING(env->isolate(), "internal/bootstrap/loaders.js");
  Local<Function> loaders_bootstrapper =
      GetBootstrapper(env, LoadersBootstrapperSource(env), loaders_name);

　　当时，我的理解是这样的：

辅助函数则是加载了internal/bootstrap中的两个JS文件，加载的时候参数传入了C++代码生成的特殊对象。

　　但是在我调试这块代码的时候，发现根本没有任何readFile的痕迹，才发现事情并没有那么简单，也就是说这个地方压根就没有加载对应的JS文件。

　　那么问题来了，既然没有加载这个JS文件，那这个文件有什么意义？何处加载的？

　　第一个问题，我猜大概是开发者想让我们直观的了解到加载了什么东西，所以以文件的形式保留在文件夹中方便查看。

　　第二个问题，根据注释，可以很快的知道答案，但是当时哪里注意那么多哟。

　　简单讲，这个文件的内容以静态的字符串的形式定义在node_javascript.h中，内容则在node_javascript.cc中，并使用node_js2c进行JS代码到C++代码的转换。

　　问题的答案很简单，探索过程对我来说还是挺心酸的，这里一共有两行代码，首先看第一行。

　　FIXED_ONE_BYTE_STRING是一个宏，这里暂不讨论内部实现，根据参数和返回类型可以简单判断这是一个转换函数，可以将const char*类型转换成Local<String>类型，至于Local是什么，可以参考我上一节内容，或者查阅其他的资料。

　　对于第二行代码，需要关注的是LoaderBootstrapperSource这个方法，进去之后会发现又是一个调用：

v8::Local<v8::String> LoadersBootstrapperSource(Environment* env) {
  return internal_bootstrap_loaders_value.ToStringChecked(env->isolate());
}

　　这个internal_bootstrap_loaders_value是一个结构体，形式比较简单(C++代码结构都很简单)，源码如下：

static struct : public v8::String::ExternalOneByteStringResource {
    // 重写父类函数
    // 强制进行const unsigned char[] => const char*的类型转换
    const char* data() const override {
        return reinterpret_cast<const char*>(raw_internal_bootstrap_loaders_value);
    }
    // 数组长度
    size_t length() const override { return arraysize(raw_internal_bootstrap_loaders_value); }
    // 默认delete函数
    void Dispose() override { /* Default calls `delete this`. */ }
    // const char* => Local<String>的类型转换
    v8::Local<v8::String> ToStringChecked(v8::Isolate* isolate) {
        return v8::String::NewExternalOneByte(isolate, this).ToLocalChecked();
    }
} internal_bootstrap_loaders_value;

　　几个内部的属性作用非常明朗，注释都有写。

　　暂时不去深入了解ToStringChecked方法的内部实现，从返回类型来看，最终也是生成一个Local<String>类型的方法，而这个String的源头，就是上面另外一个变量raw_internal_bootstrap_loaders_value。

　　这个东西是这么定义的：

static const uint8_t raw_internal_bootstrap_loaders_value[] = { 47,47,32,84,104,105,115,32,102,105,108,101,32,99,114,101,97,116,101,115,... }

　　很长很长的一个数组，uint8_t是unsigned char的别名，也就是说，这是一个超长的char数组。

　　根据C++的基础知识，数组的名字本质上是一个指针，指向数组的第一个值，而数组的值又恰好是char类型的，所以说，对该值进行reinterpret_cast<const char*>的转换是不会有问题的。

　　那么另外一个问题是，const char*更为熟知的类型是string字符串，这里一个数字数组是怎么变成字符串的？

　　干想果然是浪费时间的，我把这个大数组弄到本地自己打印了一下，发现输出的内容竟然是：

　　怎么感觉这么熟悉，翻开JS文件，果然……

　　简单思考后，原来这里是因为ASCII表转换，把对应的一个个字符转换成了数字保存在字符数组中，真的是恶心啊。

　　那么问题就解决了，加载的辅助JS文件内容其实是以字符数组保存在C++中的，获取完整内容后通过对JS到C++的转换，然后执行对应的代码。

　　既然完成了JS文件内容、文件名的内容获取，下一步就是构建对应的函数体，方法就是GetBootstrapper，源码简化后如下：

// 静态公共方法 专门负责生成初始化辅助函数体
// env => 上下文环境
// source => JS格式的函数字符串
// script_name => 资源名
static Local<Function> GetBootstrapper(Environment* env, Local<String> source,
    Local<String> script_name) {
    EscapableHandleScope scope(env->isolate());
    // ...
    // 解析JS字符串并转换成Local<Value>类型
    Local<Value> bootstrapper_v = ExecuteString(env, source, script_name);
    // 检测返回的数据类型是否是函数并进行强制类型转换
    CHECK(bootstrapper_v->IsFunction());
    Local<Function> bootstrapper = Local<Function>::Cast(bootstrapper_v);
    
    return scope.Escape(bootstrapper);
}

　　这里省略了一些无关的错误处理，比较关键的几步可以看注释描述，有几点需要特殊说明一下：

1、关于EscapableHandleScope，正常情况下都是使用的HandleScope来管理作用域的Local，但是如果函数需要返回临时创建的Local，在返回前Local已经被V8的GC进行了处理，这里必须使用EscapableHandleScope类创建一个特殊的scope，并在最后调用Escape方法将指定的Local返回。

2、返回类型的Local<Value>，如果有看过上一节对于V8引擎一些基本概念的讲解，应该会发现Value是所有数据类型的根类，在对类型进行CHECK后再强制转换可以保证类型安全。

　　最后看一眼ExecuteString方法：

static Local<Value> ExecuteString(Environment* env,
    Local<String> source,
    Local<String> filename) {
    EscapableHandleScope scope(env->isolate());
    // ...
    // 编译解析一条龙
    ScriptOrigin origin(filename);
    MaybeLocal<v8::Script> script =
        v8::Script::Compile(env->context(), source, &origin);
    MaybeLocal<Value> result = script.ToLocalChecked()->Run(env->context());
    // 返回Local<Value>类型的C++代码
    return scope.Escape(result.ToLocalChecked());
}