保姆級教程: c++游戲服務(wù)器嵌入v8 js引擎

導(dǎo)語 | 本文將介紹在c++游戲服務(wù)器上嵌入v8 js引擎的詳細(xì)教程，關(guān)鍵步驟都會附帶完整的可運(yùn)行代碼。并在文末為您附上github倉庫鏈接。

逐漸有些原生語言項目因為希望有不停機(jī)更新的能力而引入腳本。而且由于大多數(shù)項目已經(jīng)有現(xiàn)成的c++服務(wù)器框架，他們往往選擇把腳本作為庫嵌入到c++程序的做法。

服務(wù)器選用一個庫，最看重的莫過于穩(wěn)定性和性能了，在眾多腳本引擎中，v8這兩方面可謂佼佼者：穩(wěn)定性源自長時間各種方式的折騰，v8引擎每天那么多的實例跑在各種各樣的機(jī)器、環(huán)境下，跑著各種各樣的代碼，一天跑的代碼量比很多小眾的腳本引擎一輩子的代碼量還多，而且nodejs的應(yīng)用也驗證了v8跑在服務(wù)器環(huán)境是沒問題的。

性能這塊，在jit的加持下，雖說比不上原生語言，但在腳本中肯定是第一檔的存在。

對于c++程序猿，v8還有個很誘人的地方：支持wasm，c++編譯成wasm在v8上跑，性能比js還能高一個臺階，而且還能熱更新。

v8引擎看上去很合適服務(wù)器使用，目前卻很少項目應(yīng)用到游戲服務(wù)器上，一些項目交流說有過這樣的想法，但不知道怎么做v8嵌入。于是有了本文，本文會循序漸進(jìn)的介紹怎么在linux c++程序里頭嵌入v8：

• HelloWorld級別的示例；

• c++類封裝到j(luò)s；

• 把v8改為嵌入式nodejs；

上述三步都會附帶完整的可運(yùn)行代碼，最后會附上github倉庫鏈接。

一、HelloWorld

直接上王道：

//...各種include

// -------------------------begin 1-----------------------------
static void Print(const v8::FunctionCallbackInfo<v8::Value>& info) {
    v8::Isolate* isolate = info.GetIsolate();
    v8::Local<v8::Context> context = isolate->GetCurrentContext();
    
    std::string msg = *(v8::String::Utf8Value(isolate, info[0]->ToString(context).ToLocalChecked()));
    std::cout << msg << std::endl;
}
// -------------------------end 1-----------------------------
int main(int argc, char* argv[]) {
// -------------------------begin 2-----------------------------
    // Initialize V8.
    v8::StartupData SnapshotBlob;
    SnapshotBlob.data = (const char *)SnapshotBlobCode;
    SnapshotBlob.raw_size = sizeof(SnapshotBlobCode);
    v8::V8::SetSnapshotDataBlob(&SnapshotBlob);

    std::unique_ptr<v8::Platform> platform = v8::platform::NewDefaultPlatform();
    v8::V8::InitializePlatform(platform.get());
    v8::V8::Initialize();

    // Create a new Isolate and make it the current one.
    v8::Isolate::CreateParams create_params;
    create_params.array_buffer_allocator =
        v8::ArrayBuffer::Allocator::NewDefaultAllocator();
    v8::Isolate* isolate = v8::Isolate::New(create_params);
// -------------------------end 2-----------------------------
    {
// -------------------------begin 3-----------------------------
        v8::Isolate::Scope isolate_scope(isolate);

        // Create a stack-allocated handle scope.
        v8::HandleScope handle_scope(isolate);

        // Create a new context.
        v8::Local<v8::Context> context = v8::Context::New(isolate);

        // Enter the context for compiling and running the hello world script.
        v8::Context::Scope context_scope(context);
        
// -------------------------end 3-----------------------------
// -------------------------begin 4-----------------------------
        context->Global()->Set(context, v8::String::NewFromUtf8(isolate, "Print").ToLocalChecked(),
            v8::FunctionTemplate::New(isolate, Print)->GetFunction(context).ToLocalChecked())
            .Check();
            
// -------------------------end 4-----------------------------
        {
// -------------------------begin 5-----------------------------
            const char* csource = R"(
                Print('hello world');
              )";

            // Create a string containing the JavaScript source code.
            v8::Local<v8::String> source =
                v8::String::NewFromUtf8(isolate, csource)
                .ToLocalChecked();

            // Compile the source code.
            v8::Local<v8::Script> script =
                v8::Script::Compile(context, source).ToLocalChecked();

            // Run the script
            auto _unused = script->Run(context);
        }
// -------------------------end 5-----------------------------
    }
// -------------------------begin 6-----------------------------
    // Dispose the isolate and tear down V8.
    isolate->Dispose();
    v8::V8::Dispose();
    v8::V8::ShutdownPlatform();
    delete create_params.array_buffer_allocator;
    return 0;
// -------------------------end 6-----------------------------
}

 

以上一大堆代碼最終運(yùn)行效果只是打印了個“hello world”，沒接觸過的童靴是不是有點暈菜，別急，有我。

上述代碼我用分割線分成了6塊，其中：

• 第2塊是v8的啟動，第6塊是v8的關(guān)閉，除非你要定制啟動參數(shù)，啟動多虛擬機(jī)啥的，否則這兩部分都是固定的；

  
  

• 第1塊有個Print函數(shù)，和這函數(shù)同聲明的c++函數(shù)，都可以注冊到j(luò)s環(huán)境里頭被js調(diào)用，函數(shù)只是簡單的把參數(shù)取出通過std::cout輸出；

  
  

• 第4塊把前面的Print函數(shù)注冊到j(luò)s的全局變量，名字也叫Print；

  
  

• 第5塊執(zhí)行了一段js代碼，調(diào)用了Print函數(shù)。

上述例子演示了怎么去啟動一個腳本，以及怎么從腳本調(diào)用原生。在Print只是簡單的取一個參數(shù)進(jìn)行打印，如果有更多個數(shù)及種類的參數(shù)呢？更復(fù)雜的是一個c++類有構(gòu)造函數(shù)，成員變量，有成員函數(shù)，靜態(tài)函數(shù)，還有繼承，重載等等，c++類如果需要封裝不是十分麻煩？

這就輪到puerts出場了，為服務(wù)器童鞋科普下：puerts最初是Unreal Engine、Unity游戲引擎下的typescript編程解決方案，但游戲引擎以外的環(huán)境也逐步在支持，其中任意C#環(huán)境早已支持，而c++ 11以上環(huán)境，最近也加入支持之列。通過puerts，我們僅僅只需對c++進(jìn)行些聲明操作，即可被js使用，甚至可以根據(jù)c++ api生成.d.ts文件。

二、

Powered by Puerts

用個比較簡單又有一定代表性的c++類為例：

class TestClass
{
public:
    TestClass(int p) {
        std::cout << "TestClass(" << p << ")" << std::endl;
        X = p;
    }

    static void Print(std::string msg) {
        std::cout << msg << std::endl;
    }
    
    int Add(int a, int b)
    {
        std::cout << "Add(" << a << "," << b << ")" << std::endl;
        return a + b;
    }
    
    int X;
};

對上述類，只需要在c++里頭做如下聲明：

UsingCppType(TestClass);

int main(int argc, char* argv[]) {
    //other...

    //注冊
    puerts::DefineClass<TestClass>()
        .Constructor<int>()
        .Function("Print", MakeFunction(&TestClass::Print))
        .Property("X", MakeProperty(&TestClass::X))
        .Method("Add", MakeFunction(&TestClass::Add))
        .Register();
    //other...
}

然后就能在js里頭使用（ps，puerts還支持對上述類生成typescript類型定義）：

const TestClass = loadCppType('TestClass');
TestClass.Print('hello world');
let obj = new TestClass(123);

TestClass.Print(obj.X);
obj.X = 99;
TestClass.Print(obj.X);

TestClass.Print('ret = ' + obj.Add(1, 3));

當(dāng)然，要支持這些，還需要對puerts做一定的初始化操作，在這就不再贅述，各位可于文后鏈接獲取代碼，對比第一版Helloworld即可得知用法。

至此，我們能在c++程序里執(zhí)行js代碼， js能調(diào)用到c++代碼。這對一些項目已經(jīng)足夠了。

不過我們嵌入的v8引擎，只實現(xiàn)了es規(guī)范語法以及api，像setTimeout這種耳熟能詳?shù)腶pi，都不是es規(guī)范的內(nèi)容，其次有的項目組希望能對接npm上豐富的組件，那有沒可能往c++程序嵌入一個nodejs呢？請看下一章節(jié)。

三、Powered by embedding Nodejs

第一步我們要編譯libnode.so，下載或者clone node源碼，進(jìn)入源碼目錄，執(zhí)行如下命令：

./configure --shared
make -j4

漫長的編譯完成后，會在out/Release/下找到libnode.so.95文件，這就是動態(tài)庫版本的node，接下來編譯官方的嵌入式例子：

cd test/embedding
c++  -I../../src -I../../deps/v8/include -I../../deps/uv/include embedtest.cc -c embedtest.cc
c++ embedtest.o -Wl,-rpath,../../out/Release ../../out/Release/libnode.so.95

跑一下：

./a.out "console.log('hello world')"

跟著，我們把上一章節(jié)的TestClass，Puerts加入到這程序，然后在js里試試看？

const TestClass = loadCppType('TestClass');
TestClass.Print('hello world');
let obj = new TestClass(123);

TestClass.Print(obj.X);
obj.X = 99;
TestClass.Print(obj.X);

TestClass.Print('ret = ' + obj.Add(1, 3));

const fs = require('fs');
let info = fs.readdirSync('.');
console.log(info);

除了之前的c++類調(diào)用之外，還加了nodejs api的調(diào)用，以證明這確實是個完整的nodejs環(huán)境。

nodejs的嵌入可能要了解的情況更多，它內(nèi)部有一套事件循環(huán)處理邏輯，也會啟動些線程，要注意這些是否和原來的服務(wù)器框架有沖突。相比之下，上一章節(jié)的純v8環(huán)境只是一個庫，它跑不跑取決于你是否調(diào)用，會簡單得多。

附上完整的實例代碼以及編譯配置，按readme操作就可以運(yùn)行：

https://github.com/chexiongsheng/v8_embedding_test。

 作者簡介

車雄生(johnche)

騰訊游戲開發(fā)工程師

騰訊游戲開發(fā)工程師，從事游戲開發(fā)工作多年，目前于騰訊游戲中臺部門負(fù)責(zé)公共組件開發(fā)，是三個騰訊開源組件：xLua、InjectFix、Puerts的作者。

推薦閱讀

程序員如何把你關(guān)注的內(nèi)容推送到你眼前？揭秘信息流推薦背后的系統(tǒng)設(shè)計

在Exception的影響下，如何才能寫出更高質(zhì)量的C++代碼？

自動的內(nèi)存管理系統(tǒng)實操手冊——Golang垃圾回收篇

自動的內(nèi)存管理系統(tǒng)實操手冊——Java和Golang對比篇

自動的內(nèi)存管理系統(tǒng)實操手冊——Java垃圾回收篇