保姆级教程: c++游戏服务器嵌入v8 js引擎
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。
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);
除了之前的c++类调用之外，还加了nodejs api的调用，以证明这确实是个完整的nodejs环境。
nodejs的嵌入可能要了解的情况更多，它内部有一套事件循环处理逻辑，也会启动些线程，要注意这些是否和原来的服务器框架有冲突。相比之下，上一章节的纯v8环境只是一个库，它跑不跑取决于你是否调用，会简单得多。
附上完整的实例代码以及编译配置，按readme操作就可以运行：
https://github.com/chexiongsheng/v8_embedding_test。
作者简介
车雄生(johnche)
腾讯游戏开发工程师
腾讯游戏开发工程师，从事游戏开发工作多年，目前于腾讯游戏中台部门负责公共组件开发，是三个腾讯开源组件：xLua、InjectFix、Puerts的作者。
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