สร้าง Node.js module แบบ Native ด้วย C++

node_cpp

เป็นที่รู้กันว่าสำหรับทุกคนว่า Node.js นั้น Powerful ก็เพราะว่ามี Modules ให้เราใช้ไปแทบทุกอย่าง รวมถึงหลายๆคนอาจจะเคยเขียน Module ด้วย JavaScript ทั้งใช้เองและให้คนอื่นใช้

แต่วันนี้ผมจะมาแนะนำวิธีการเขียน Node.js module ด้วย C++ กัน

ก่อนอื่นในเมื่อเราเขียน Module ด้วย JavaScript ได้ทำไมต้องใช้ C++ มาดูข้อดีกันก่อนเลย

  1. System Access – ด้วย Native enviroment ทำให้ Module ที่เขียนด้วย C++ สามารถเข้าถึง API ของ System/OS ได้
  2. Performance – JavaScript นั้นทำงานด้วย Single Thread แต่ว่า Native นั้นสามารทำงานแบบ Multi Thread ได้
  3. Compiled Binary – JavaSciprt ถึงแม้จะมี Minify/Uglify แต่ก็พอจะ reverse engineer ได้แต่สำหรับ Native นั้นถึงแม้จะทำได้เหมือนกันแต่ก็ต้องมานั่ง Deassembly

เริ่มกันเลยครับ จริงๆแล้วผมก็ทำตาม https://nodejs.org/api/addons.html  แต่!…ผมทำตามแล้วมันมีขั้นตอนเยอะและต้องใช้ Python ในการ Build อีก ผมเลยขอสรุปเองจากการลองแงะ Python scipt เพื่อลดความงงลง(หรือว่ายากขึ้น?)

  1. สร้าง Project C++ ใหม่จาก Visual Studio 2015
    newproj
  2. เป็น DLL นะ
    dllproj
  3. ไปโหลด Node.js ไฟล์ headers และ node.lib มาครับที่
    https://nodejs.org/download/release เลือกตาม version ของ Node ที่เราจะใช้ได้เลย เช่น v6.3.0
    download
  4. Extract .gz แล้วก้ copy ไฟล์มาที่ Folder C++ Project ของเรา
    ผมตั้งชื่อ folder เป็น
    – include สำหรับ headers ไฟล์ที่เรา Extracted มา
    – lib สำหรับเก็บ node.lib
    copy_dep
  5. ที่นี้ก็ copy Source code นี้ไปที่ .cpp หลักครับ
    // anurocha_node.cpp : Defines the exported functions for the DLL application.
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include "include/node/node.h"
    
    namespace demo {
    
     using v8::FunctionCallbackInfo;
     using v8::Isolate;
     using v8::Local;
     using v8::Object;
     using v8::String;
     using v8::Value;
    
     void SayHi(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {
     Isolate* isolate = args.GetIsolate();
     args.GetReturnValue().Set(String::NewFromUtf8(isolate, "Hi - How are you doing?"));
     }
    
     void init(Local<Object> exports) {
     NODE_SET_METHOD(exports, "hello", SayHi);
     }
    
     NODE_MODULE(addon, init)
    
    } // namespace demo
  6. ลอง Build Project ดูครับ…เจ๊ง!
    link_err
    อ๊ะ!.. เราลืม Link ครับ
  7. ไปเพิ่ม lib/node.lib ใน Linker ซะ
    linker
  8.  Build อีกรอบ….เจ๊งเหมือนเดิม!!@#ไม่ต้องตกใจครับ….เป็นมุข..เรามี Lib ของ node.dll เป็น x64 ตามที่โหลดมา แต่เรากำลัง Compile แบบ x86 อยู่(ซึ่งเป็น Default Configuration ตอนสร้าง Project) ดังนั้นไปแก้ Project – Linker อีกรอบนึงครับ มั่นใจว่าแก้สำหรับ Platform x64 ด้วยนะครับ
    linker64
  9.  Build อีกทีจริงๆ ด้วย Target x64 นะครับbuildx64
  10. ถ้า Build ผ่านจะได้ไฟล์ .dll มาครับ
    out
    ให้เปลี่ยนชื่อเป็น anurocha.node แทน
  11. สร้างไฟล์ app.js ง่ายๆมา มี Code แค่ 2 บรรทัด ที่ Folder เดียวกับ anurocha.node
    const addon = require('./anurocha');
    console.log(addon.hello());
  12. รัน “node app.js” ดูครับ…..แล้วความตื่นเต้นก็เกิดขึ้น!!!
    node_out

สำเร็จแล้วกับ 12 ขั้นตอนที่ยาวนาน !!!!!

ลองมาดูรายละเอียดกันครับเกี่ยวกับขั้นตอนการทำงานของ JavsScript <–> C++
ซึ่งหัวใจสำคัญที่ทำให้ทั้ง 2 ภาษาคุยกันได้คือ V8 ที่เป็น JavaScript Engine เขียนด้วย C++ จาก Google นั่นเอง

  1. เวลาที่ dll ถูกโหลดด้วย JavaScript จาก require(); ตัว dll จะถูกเรียกครั้งแรกเพื่อทำการ Init ค่าต่างๆ
    ในที่นี้เราทำการ export Fuction ที่ชื่อว่า hello ออกไป ซึ่ง function hello นั้นทำการ Map กับ Method ที่ชื่อว่า SayHi

    void init(Local<Object> exports) {
     NODE_SET_METHOD(exports, "hello", SayHi);
     }
    
     NODE_MODULE(addon, init)
  2. เวลาที่ JavaScript เรียก addon.hello();
    Code ฝั่ง C++ จะถูกเรียก Method ที่ชื่อว่า SayHi(); ทำให้มีการ return String object ที่มีค่า “Hi – How are you doing?” ออกมาให้ฝั่ง JavaScript

    void SayHi(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {
     Isolate* isolate = args.GetIsolate();
     args.GetReturnValue().Set(String::NewFromUtf8(isolate, "Hi - How are you doing?"));
     }

จากตัวอย่างนี้จะเห็นได้ว่าการเขียน Node.js Module ด้วย C++ นั้นอาจจะดูยุ่งยากซักนิดนึง แต่มันทำให้เราเขียน Logic ต่างๆด้วย C++ ได้ นั่นหมายความว่าถ้าเรารัน Node บน Windows เราก็สามารถเรียกใช้งาน Win32 API ต่างๆได้เช่น การเรียก Registry Key, ต่อ Socket, อ่านไฟล์บน HDD รวมถึงการทำงานร่วมกับสารพัด Library ของ C++ อย่างที่ทำได้เหมือนการเขียนโปรแกรมบน OS นั้นๆ….

LONG LIVE C++

ปล. Code ทั้ง Solution ดูได้จาก https://github.com/anurocha/node_cpp_addon ครับ

Advertisements

One thought on “สร้าง Node.js module แบบ Native ด้วย C++”

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s