粗略研究了一下node.js源码，它有8000行C++代码，2000行javascript代码，来看看js和C++间是怎么组织连接起来，以及各个模块是怎样互相调用的。

js2c.py

node.js使用了V8附带的js2c.py工具把所有内置的js代码转换成C++里的数组，生成node_natives.h直接include到程序中，成了C++源码的一部分。这样做能提高内置js模块的编译效率。

node.js里内置的javascript包括了主程序src/node.js和模块程序lib/*.js，通过js2c.py让每一个js文件都生成一个源码数组，存放在build/src/node_natives.h里，node_natives.h在node.js编译后才会生成(编译的脚本wscript中调用了js2c.py)，可以看到大致的结构如下：

1. namespace node {  
2. const char node_native[] = {47, 47, 32, 67, 112 ......}  
3. const char console_native[] = {47, 47, 32, 67, 112 ......}  
4. const char buffer_native[] = {47, 47, 32, 67, 112 ......}  
5. .....  
6. }  
7. struct _native { const char* name; const char* source; size_t source_len;};  
8. static const struct _native natives[] = {  
9. { "node", node_native, sizeof(node_native)-1 },  
10. { "dgram", dgram_native, sizeof(dgram_native)-1 },  
11. { "console", console_native, sizeof(console_native)-1 },  
12. { "buffer", buffer_native, sizeof(buffer_native)-1 },  
13. ....  
14. }

这个文件被包含在node_javascript.cc里，node_javascript.cc提供了两个接口：

MainSource() 处理node_native源码返回v8::Handle类型的数据可供编译。

DefineJavaScript(target) 把其他所有模块源码变成v8::Handle类型后加载到传入的target对象上。

所有的js模块都被转换成了C数组，接下来看看它们怎么执行和互相调用。

执行js主程序/传递process

先看看node.js的底层C++传递给javascript的一个变量process，在一开始运行node.js时，程序会先配置好process

Handleprocess = SetupProcessObject(argc, argv);

然后把process作为参数去调用js主程序src/node.js返回的函数，这样process就传递到javascript里了。

1. //node.cc  
2. //通过MainSource()获取已转化的src/node.js源码，并执行它  
3. Local f_value = ExecuteString(MainSource(), IMMUTABLE_STRING("node.js"));  
4.  
5. //执行src/node.js后获得的是一个函数，从node.js源码可以看出：  
6. //node.js  
7. //(function(process) {  
8. // global = this;  
9. // ....  
10. //})  
11. Local f = Local::Cast(f_value);  
12.  
13.  
14. //创建函数执行环境，调用函数，把process传入  
15. Localglobal = v8::Context::GetCurrent()->Global();  
16. Local args[1] = { Local::New(process) };  
17. f->Call(global, 1, args);

C++模块

node.js的模块除了lib/*.js里用js语言编写的以外，还有一些使用C++编写，像os/stdio/crypto/buffer等。这些模块都通过node.h提供的NODE_MODULE方法存储在变量_module里。node_extensions.cc提供了get_builtin_module(name)接口获取这些模块。

process.binding/C++模块加载

process提供的一个获取模块的接口是binding，它的实现Binding()函数可以在node.cc找到。

1. Persistent binding_cache;  
2. static Handle Binding(const Arguments& args) {  
3. HandleScope scope;  
4. Local module = args[0]->ToString();  
5. String::Utf8Value module_v(module);  
6. node_module_struct* modp;  
7.  
8. if (binding_cache.IsEmpty()) {  
9. binding_cache = Persistent::New(Object::New());  
10. }  
11. Local exports;  
12. if (binding_cache->Has(module)) {  
13. exports = binding_cache->Get(module)->ToObject();  
14.  
15. } else if ((modp = get_builtin_module(*module_v)) != NULL) {  
16. exports = Object::New();  
17. modp->register_func(exports);  
18. binding_cache->Set(module, exports);  
19.  
20. } else if (!strcmp(*module_v, "constants")) {  
21. exports = Object::New();  
22. DefineConstants(exports);  
23. binding_cache->Set(module, exports);  
24.  
25. #ifdef __POSIX__  
26. } else if (!strcmp(*module_v, "io_watcher")) {  
27. exports = Object::New();  
28. IOWatcher::Initialize(exports);  
29. binding_cache->Set(module, exports);  
30. #endif  
31.  
32. } else if (!strcmp(*module_v, "natives")) {  
33. exports = Object::New();  
34. DefineJavaScript(exports);  
35. binding_cache->Set(module, exports);  
36.  
37.  
38. } else {  
39. return ThrowException(Exception::Error(String::New("No such module")));  
40. }  
41. return scope.Close(exports);  
42. }

从源码可以看到，调用process.binding时，先看缓存里是否已经存在此模块，不存在再调用get_builtin_module查找C++内置模块，找到的话获取后绑定在exports上，在最后返回exports。

此外还有针对其他模块的特殊处理，其中natives模块就是调用上文提到的DefineJavaScript(exports)接口获取到所有内置的js模块绑定在exports上。

现在在js上需要调用C++提供的模块只需要调用process.binding就行了，例如

 var stdio = process.binding("stdio")

js模块加载

src/node.js上实现了一个NativeModule对象用于管理js模块，它通过调用process.binding(“natives”)把所有内置的js模块放在NativeModule._source上，并提供require接口供调用。在require里会给代码加一层包装，把一些变量传给这个模块。

1. NativeModule.wrapper = [  
2. '(function (exports, require, module, __filename, __dirname) { ',  
3. '\n});' 
4. ];

再用process提供的其中一个js编译接口process.runInThisContext执行代码。

1. var fn = runInThisContext(source, this.filename, true);  
2. fn(this.exports, NativeModule.require, this, this.filename);

于是在主程序src/node.js上可以调用NativeModule.require(“net”)去加载net模块，在lib/*.js的各个js模块里能通过调用传进来的require()去加载其他内置js模块。

总结流程

粗略总结一下加载模块的流程：

加载C++模块(以stdio为例)：

process.binding(“stdio”) -> get_builtin_module(“stdio”) -> _module -> NODE_MODULE(node_stdio, node::Stdio::Initialize)(定义)

加载js模块(以net为例)

require(“net”) -> NativeModule.require(“net”) -> process.binding(“natives”)["net"] -> DefineJavaScript() -> natives[] -> node_natives.h

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