保姆级教程: c++游戏服务器嵌入v8 js引擎-技术圈

导语 | 本文将介绍在c++游戏服务器上嵌入v8 js引擎的详细教程，关键步骤都会附带完整的可运行代码。并在文末为您附上github仓库链接。

逐渐有些原生语言项目因为希望有不停机更新的能力而引入脚本。而且由于大多数项目已经有现成的c++服务器框架，他们往往选择把脚本作为库嵌入到c++程序的做法。

服务器选用一个库，最看重的莫过于稳定性和性能了，在众多脚本引擎中，v8这两方面可谓佼佼者：稳定性源自长时间各种方式的折腾，v8引擎每天那么多的实例跑在各种各样的机器、环境下，跑着各种各样的代码，一天跑的代码量比很多小众的脚本引擎一辈子的代码量还多，而且nodejs的应用也验证了v8跑在服务器环境是没问题的。

性能这块，在jit的加持下，虽说比不上原生语言，但在脚本中肯定是第一档的存在。

对于c++程序猿，v8还有个很诱人的地方：支持wasm，c++编译成wasm在v8上跑，性能比js还能高一个台阶，而且还能热更新。

v8引擎看上去很合适服务器使用，目前却很少项目应用到游戏服务器上，一些项目交流说有过这样的想法，但不知道怎么做v8嵌入。于是有了本文，本文会循序渐进的介绍怎么在linux c++程序里头嵌入v8：

HelloWorld级别的示例；
c++类封装到js；
把v8改为嵌入式nodejs；

上述三步都会附带完整的可运行代码，最后会附上github仓库链接。

一、HelloWorld

直接上王道：

//...各种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-----------------------------
}

以上一大堆代码最终运行效果只是打印了个“hello world”，没接触过的童靴是不是有点晕菜，别急，有我。

上述代码我用分割线分成了6块，其中：

第2块是v8的启动，第6块是v8的关闭，除非你要定制启动参数，启动多虚拟机啥的，否则这两部分都是固定的；
第1块有个Print函数，和这函数同声明的c++函数，都可以注册到js环境里头被js调用，函数只是简单的把参数取出通过std::cout输出；
第4块把前面的Print函数注册到js的全局变量，名字也叫Print；
第5块执行了一段js代码，调用了Print函数。

上述例子演示了怎么去启动一个脚本，以及怎么从脚本调用原生。在Print只是简单的取一个参数进行打印，如果有更多个数及种类的参数呢？更复杂的是一个c++类有构造函数，成员变量，有成员函数，静态函数，还有继承，重载等等，c++类如果需要封装不是十分麻烦？

这就轮到puerts出场了，为服务器童鞋科普下：puerts最初是Unreal Engine、Unity游戏引擎下的typescript编程解决方案，但游戏引擎以外的环境也逐步在支持，其中任意C#环境早已支持，而c++ 11以上环境，最近也加入支持之列。通过puerts，我们仅仅只需对c++进行些声明操作，即可被js使用，甚至可以根据c++ api生成.d.ts文件。

二、

Powered by Puerts

用个比较简单又有一定代表性的c++类为例：

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;
};

对上述类，只需要在c++里头做如下声明：

UsingCppType(TestClass);

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

    //注册
    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里头使用（ps，puerts还支持对上述类生成typescript类型定义）：

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));

当然，要支持这些，还需要对puerts做一定的初始化操作，在这就不再赘述，各位可于文后链接获取代码，对比第一版Helloworld即可得知用法。

至此，我们能在c++程序里执行js代码， js能调用到c++代码。这对一些项目已经足够了。

不过我们嵌入的v8引擎，只实现了es规范语法以及api，像setTimeout这种耳熟能详的api，都不是es规范的内容，其次有的项目组希望能对接npm上丰富的组件，那有没可能往c++程序嵌入一个nodejs呢？请看下一章节。

三、Powered by embedding Nodejs

第一步我们要编译libnode.so，下载或者clone node源码，进入源码目录，执行如下命令：

./configure --shared
make -j4

漫长的编译完成后，会在out/Release/下找到libnode.so.95文件，这就是动态库版本的node，接下来编译官方的嵌入式例子：

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')"

跟着，我们把上一章节的TestClass，Puerts加入到这程序，然后在js里试试看？

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);