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SpiderMonkey 脚本化您的应用

时间:2022-12-27 12:06:01浏览次数:61  
标签:脚本 应用 JavaScript JS SpiderMonkey person context jsval 函数


和其他的 JavaScript 引擎一样,SpiderMonkey 不直接提供像 DOM 这样的对象,而是提供解析,执行 JavaSccript 代码,垃圾回收等机制。SpidlerMonkey 是一个在 Mozilla 之下的开源项目,要使用 SpiderMonkey,需要下载其源码,然后编译为静态 / 动态库使用。

要在自己的应用程序中使用 SpiderMonkey,首先需要了解以下三个核心概念:

运行时环境运行时环境是所有 JavaScript 变量,对象,脚本以及代码的上下文所存在的空间。每一个上下文对象,以及所有的对象均存在于此。一般应用仅需要一个运行时即可。

上下文上下文即脚本执行的环境,在 SpiderMonkey 中,上下文可以编译执行脚本,可以存取对象的属性,调用 JavaScript 的函数,转换类型,创建 / 维护对象等。几乎所有的 SpiderMonkey 函数都需要上下文作为其第一个参数 (JSContext *)。

上下文与线程密不可分,一般来讲,单线程应用可以使用一个上下文来完成所有的操作,每一个上下文每次只能完成一个操作,所有在多线程应用中,同一时刻只能有一个线程来使用上下文对象。一般而言,多线程应用中,每个线程对应一个上下文。

全局对象全局对象包含 JavaScript 代码所用到的所有类,函数,变量。在 DOM 操作中,我们使用的:

alter("something");

 

事实上使用的是全局变量 window 的一个属性 alter( 这个属性正好是一个函数 ),事实上上边的语句在执行时会别解释为:

window.alter("something");

 

三者的关系如下图所示:


图 1. 引擎内部结构依赖关系
​​

SpiderMonkey 脚本化您的应用_全局变量

安装 SpiderMonkey

首先从 ​​SpiderMonkey 的代码库​​中下载其源码包 js-1.7.0.tar.gz 本文在 Linux 环境下编译,SpiderMonkey 的编译安装很容易:

# 解压缩 tar xvzf js-1.7.0.tar.gz # 切换至源码目录 cd js-1.7.0/src # 编译 make -f Makefile.ref

 

编译完成之后,会生成一个新的目录,这个目录的名称依赖于平台,比如在 Linux 下,名称为:Linux_All_DBG.OBJ,其中包含静态链接库 libjs.a 和动态链接库 libjs.so 等。本文后续的编译环境就需要依赖于我们此处编译出来的库文件。应该注意的是,此处编译出来的库文件包含对调试的支持,体积较大,在应用程序发布时,可以 去掉这些调试支持,使用下列重新编译库:

# 创建非 debug 模式的库 make BUILD_OPT=1 -f Makefile.ref

 

Windows 及其他平台的编译此处不再赘述,读者可以自行参考 SpiderMonkey 的官方文档。

JavaScript 对象与 C 对象间的转换关系

JavaScript 是一门弱类型的语言,变量的值的类型在运行时才确定,而且可以在运行时被修改为其他类型的变量;而 C 语言,是一门静态类型的语言,变量类型在编译时就已经确定。因此,这两者之间变量的互访就有了一定的难度,SpiderMonkey 提供了一个通用的数据类型 jsval 来完成两者之间的交互。

事实上,在 C 代码中定义的 jsval 类型的变量可以是 JavaScript 中的字符串,数字,对象,布尔值,以及 null 或者 undefined。基于这个类型,SpiderMonkey 提供了大量的类型判断及类型转换的宏和函数。可以参看下表:


表 1. JavaScript 对象与 C 对象转换表

JavaScript 类型

jsval 类型判断

jsval 常量

jsval 转化

null

JSVAL_IS_NULL(v)

JSVAL_NULL

 

Undefined

JSVAL_IS_VOID(v)

JSVAL_VOID

 

Boolean

JSVAL_IS_BOOLEAN(v)

JSVAL_TRUE, 

JSVAL_FALSE, 

BOOLEAN_TO_JSVAL(b)

JSVAL_TO_BOOLEAN(v)

number

JSVAL_IS_NUMBER(v), 

JSVAL_IS_INT(v), 

JSVAL_IS_DOUBLE(v)

INT_TO_JSVAL(i), 

DOUBLE_TO_JSVAL(d)

JSVAL_TO_INT(v), 

JSVAL_TO_DOUBLE(v)

string

JSVAL_IS_STRING(v)

STRING_TO_JSVAL(s)

JSVAL_TO_STRING(v), 

JS_GetStringChars(s), 

JS_GetStringLength(s)

​object​

JSVAL_IS_OBJECT(v) 

&& JSVAL_IS_NULL(v)

​OBJECT_TO_JSVAL(o)​

​JSVAL_TO_OBJECT(v)​

 

应该注意的是,jsval 有一定的缺陷:

  • jsval 并非完全的类型安全,在进行类型转换之前,你需要明确被转换的对象的真正类型,比如一个变量的值为 number 类型,而对其做向字符串的转化,则可能引起程序崩溃。解决方法是,在转换之前,先做判断。
  • jsval 是 SpiderMonkey 垃圾回收机制的主要目标,如果 jsval 引用一个 JavaScript 对象,但是垃圾收集器无法得知这一点,一旦该对象被释放,jsval 就会引用到一个悬空指针。这样很容易使得程序崩溃。解决方法是,在引用了 JavaScript 对象之后,需要显式的告知垃圾收集器,不引用时,再次通知垃圾收集器。

简单示例

基本代码模板

基本流程

使用 SpiderMonkey,一般来讲会使用以下流程:

  • 创建运行时环境
  • 创建一个 / 多个上下文对象
  • 初始化全局对象
  • 执行脚本,处理结果
  • 释放引擎资源

在下一小节详细说明每个流程

代码模板

使用 SpiderMonkey,有部分代码是几乎每个应用程序都会使用的,比如错误报告,初始化运行时环境,上下文,全局变量,实例化全局变量等操作。这里是一个典型的模板:


清单 1. 必须包含的头文件

#include "jsapi.h"

 

引入 jsapi.h,声明引擎中的所用到的记号,结构体,函数签名等,这是使用 SpiderMonkey 所需的唯一一个接口文件 ( 当然,jsapi.h 中不可能定义所有的接口,这些文件在 jsapi.h 头部引入 jsapi.h,如果对 C 语言的接口,头文件引入方式不熟悉的读者,请参阅相关资料 )。


清单 2. 全局变量声明

/* 全局变量的类声明 */ static JSClass global_class = {     "global",     JSCLASS_GLOBAL_FLAGS,     JS_PropertyStub,     JS_PropertyStub,     JS_PropertyStub,     JS_PropertyStub,     JS_EnumerateStub,     JS_ResolveStub,     JS_ConvertStub,     JS_FinalizeStub,     JSCLASS_NO_OPTIONAL_MEMBERS  };

 

JSClass 是一个较为重要的数据结构,定义了 JavaScript 对象的基本结构 ---“类”,这个类可以通过 SpiderMonkey 引擎来实例化为对象。JS_PropertyStub 是 JS_PropertyOp 类型的变量,这里的 JS_PropertyStub 是为了提供一个默认值。JS_PropertyOp 可以用做对象的 setter/getter 等的,这些内容我们将在后边的章节详细讨论。


清单 3. 错误处理函数

/* 错误处理函数,用于回调,打印详细信息 */  void report_error(JSContext *cx,  const char *message, JSErrorReport *report){     fprintf(stderr, "%s:%u:%s\n",         report->filename ? report->filename : "<no filename>",             (unsigned int) report->lineno,             message);  }

 

定义好这些结构之后,我们需要实例化这些结构,使之成为内存对象,流程如下:


清单 4. 主流程

int main(int argc, char *argv[]){ 
JSRuntime *runtime;
JSContext *context;
JSObject *global;

// 创建新的运行时 8M
runtime = JS_NewRuntime(8L * 1024L * 1024L);
if (runtime == NULL){
return -1;
}

// 创建新的上下文
context = JS_NewContext(runtime, 8*1024);
if (context == NULL){
return -1;
}

//
JS_SetOptions(context, JSOPTION_VAROBJFIX);
// 设置错误回调函数 , report_error 函数定义如上
JS_SetErrorReporter(context, report_error);

// 创建一个新的 JavaScript 对象
global = JS_NewObject(context, &global_class, NULL, NULL);
if (global == NULL){
return -1;
}

// 实例化 global, 加入对象,数组等支持
if (!JS_InitStandardClasses(context, global)){
return -1;
}

//
// 使用 global, context 等来完成其他操作,用户定制代码由此开始
//

// 释放上下文对象
JS_DestroyContext(context);
// 释放运行时环境
JS_DestroyRuntime(runtime);
// 停止 JS 虚拟机
JS_ShutDown();

return 0;
}

 

用户自己的代码从上边代码中部注释部分开始,用户代码可以使用此处的 context 对象及预设过一定属性,方法的 global 对象。

执行 JavaScript 代码

执行 JavaScript 代码片段

执行 JS 最简单的方式,是将脚本作为字符串交给引擎来解释执行,执行完成之后释放临时的脚本对象等。SpiderMonkey 提供一个 JS_EvaluateScript 函数,原型如下:


清单 5. 执行 JS 代码的函数原型

JSBool JS_EvaluateScript(JSContext *cx, JSObject *obj, 
const char *src, uintN length, const
char *filename,
uintN lineno, jsval *rval);

 

使用这个函数,需要提供上下文,全局变量,字符串形式的脚本,脚本长度及返回值指针,脚本名和行号参数可以填空值 ( 分别为 NULL 和 0)。如果函数返回 JS_TRUE,表示执行成功,执行结果存放在 rval 参数中,否则执行失败,rval 中的值为 undefined。我们可以具体来看一个例子:


清单 6. 执行 JS 代码片段

char *script = "(function(a, b){return a * b;})(15, 6);"; 
jsval rval;

status = JS_EvaluateScript(context, global, script, strlen(script)\
, NULL, 0, &rval);

if (status == JS_TRUE){
jsdouble d;
JS_ValueToNumber(context, rval, &d);
printf("eval result = %f\n", d);
}

 

执行结果为:

eval result = 90.000000

 

编译 JavaScript 代码

通常,我们可能会多次执行一段脚本,SpiderMonkey 可以将脚本编译成 JSScript 对象,然后可以供后续的多次调用。现在来看一个例子,使用 C 代码编译一个 JavaScript 脚本,然后运行这个脚本。


清单 7. 从文件加载并执行脚本

JSBool evalScriptFromFile(JSContext *cntext, const
char *file){
JSScript *script;
JSString *jss;
JSBool status;
jsval value;

//get the global object
JSObject *global = JS_GetGlobalObject(context);

//compile the script for further using
script = JS_CompileFile(context, global, file);

if (script == NULL){
return JS_FALSE;
}

//execute it once
status = JS_ExecuteScript(context, global, script, &value);
jss = JS_ValueToString(context, value);
printf("eval script result is : %s\n", JS_GetStringBytes(jss));

//destory the script object
JS_DestroyScript(context, script);

return status;
}

 

evalScriptFromFile的 JSContext* 参数为外部创建好的 Context 对象,创建的方法参看上一节。


清单 8. 执行

JSBool status = evalScriptFromFile(context, "jstest.js"); 
if (status == JS_FALSE){
fprintf(stderr, "error while evaluate the script\n");
}

 

假设我们将如下脚本内容保存进一个脚本 jstest.js:


清单 9. jstest.js 脚本内容

varPerson = function(name){ 
var _name_ = name;
this.getName = function(){
return _name_;
}

this.setName = function(newname){
_name_ = newname;
}
}

varjack = new Person("jack");
jack.setName("john");
// 最后一句将作为脚本的执行结果返回给 C 代码
jack.getName();

 

jack 对象的名字现在设置为了”john”, 脚本的最后一条语句的值将作为脚本的返回值返回到 C 代码处,并打印出来:


eval script result is : john


C 与 JavaScript 的交互

C 程序调用 JavaScript 函数

由于两者的数据类型上有较大的差异,因此无法直接从 C 代码中调用 JavaScript 代码,需要通过一定的转化,将 C 的变量转换为 JavaScript 可以设别的变量类型,然后进行参数的传递,返回值的处理也同样要经过转换。

我们在 JavaScript 中定义一个函数 add,这个函数接受两个参数然后返回传入的两个参数的和。定义如下:


清单 10. JavaScript 版本的 add

function add(x, y){ 
return x + y;
}

 

然后,我们在 C 语言中根据名称调用这个 JS 函数:


清单 11. 从 C 代码中调用 JavaScript 函数

JSBool func_test(JSContext *context){ 
jsval res;
JSObject *global = JS_GetGlobalObject(context);
jsval argv[2];

//new 2 number to pass into the function "add" in script
JS_NewNumberValue(context, 18.5, &res);
argv[0] = res;
JS_NewNumberValue(context, 23.1, &res);
argv[1] = res;

JS_CallFunctionName(context, global, "add", 2, argv, &res);

jsdouble d;

//convert the result to jsdouble
JS_ValueToNumber(context, res, &d);
printf("add result = %f\n", d);

return JS_TRUE;
}

 

这里需要注意的是,JS_CallFunctionName 函数的参数列表:


清单 12. JS_CallFunctionName 原型

JSBool JS_CallFunctionName(JSContext *cx, JSObject *obj, const char *name, uintN argc, jsval *argv, jsval *rval);



表 2. JS_CallFunctionName 参数列表含义

名称

类型

类型描述

​cx​

​JSContext *​

上下文定义

​obj​

​JSObject *​

调用该方法的对象

​name​

​const char *​

函数名

​argc​

​uintN​

函数参数个数

​argv​

​jsval *​

函数实际参数形成的数组

​rval​

​jsval *​

返回值

 

参数中的 argv 是一个 jsval 形成的数组,如果直接传递 C 类型的值,则很容易出现 core dump(Linux 下的段错误所导致 ),因此,需要 JS_NewNumberValue 函数转换 C 语言的 double 到 number( 原因见对象转换小节 )。

JavaScript 程序调用 C 函数

从 JS 中调用 C 函数较上一节为复杂,我们来看一个较为有趣的例子:SpiderMonkey 中原生的 JavaScript 的全局变量中没有 print 函数,我们可以使用 C 的 printf 来实现这个功能。我们定义了一个函数 print, print 使用 logging 函数,而 logging 函数是定义在 C 语言中的,接受一个字符串作为参数,打印这个字符串到标准输出上 :


清单 13. JavaScript 调用 C 函数

//log user log in information 
logging("user jack login on 2010/7/6");

//user do nothing else
nothing();

//log user log out information
logging("user jack logout on 2010/7/7");

function print(){
for (vari = 0; i < arguments.length; i++){
logging(arguments[i]);
}
}

print("hello", "all", "my", "friend");

 

在 C 语言中,我们定义 logging 函数和 nothing 函数的原型如下:


清单 14. C 函数的实现

/** 
* define an exposed function to be used in scripts
* print out all the incoming arguments as string.
*/
static JSBool logging(JSContext *context, JSObject *object, uintN argc,
jsval *argv, jsval *value){
int i = 0;
JSString *jss;

for(i = 0; i < argc; i++){
jss = JS_ValueToString(context, argv[i]);
printf("message from script environment : %s\n", \
JS_GetStringBytes(jss));
}
return JS_TRUE;
}

/**
* define an exposed function to be used in scripts
* do nothing but print out a single line.
*/
static JSBool nothing(JSContext *context,
JSObject *object, uintN argc, jsval *argv, jsval *value)
{
printf("got nothing to do at all\n");
return JS_TRUE;
}

 

从函数的签名上可以看出,C 中暴露给 JS 使用的函数,参数的个数,及对应位置上的类型,返回值都是固定的。所有的从 C 中暴露给 JS 的函数都需要“实现这个接口”。

定义好了函数之后,还需要一些设置才能在 JS 中使用这些函数。首先定义一个 JSFunctionSpec 类型的数组,然后通过 JS_DefineFunctions 将这些函数放到 global 对象上,然后在 JS 代码中就可以访问上边列出的 C 函数了。具体步骤如下:


清单 15. 注册函数列表

static JSFunctionSpec functions[] = { 
{"logging", logging, LOG_MINARGS, 0, 0},
{"nothing", nothing, NOT_MINARGS, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0}
};

//define function list here
if (!JS_DefineFunctions(context, global, functions)){
return -1;
}

 

运行结果如下:

message from script environment : user jack login on 2010/7/6 
got nothing to do at all
message from script environment : user jack logout on 2010/7/7
message from script environment : hello
message from script environment : all
message from script environment : my
message from script environment : friend

 

在 C 程序中定义 JavaScript 对象

在 SpiderMonkey 中,在 JavaScript 中使用由 C 语言定义的对象较为复杂,一旦我们可以定义对象,使得两个世界通过 JS 交互就变得非常简单而有趣,很容易使用这样的方式来定制我们的应用,在系统发布之后仍然可以轻松的修改系统的行为。

首先,我们要定义好基本的数据结构,即我们要暴露给 JS 世界的对象的属性,结构;然后,使用 JSAPI 定义这个对象的属性;然后,使用 JSAPI 定义对象的方法;最后,创佳这个对象,并绑定其属性表和方法列表,放入全局对象。

假设我们有这样一个数据结构,用来表述一个人的简单信息 :


清单 16. PersionInfo 结构

typedef struct{ char name[32]; char addr[128]; }PersonInfo;

 

定义属性表为枚举类型:


清单 17. 属性表

enum person{ 
NAME,
ADDRESS
};

 

我们需要将 C 语言原生的数据结构定义为 JSAPI 所识别的那样:


清单 18. 属性定义

//define person properties 
JSPropertySpec pprops[] = {
{"name", NAME, JSPROP_ENUMERATE},
{"address", ADDRESS, JSPROP_ENUMERATE},
{0}
};



清单 19. 方法定义

//define person methods JSFunctionSpec pfuncs[] = { {"print", printing, 0}, {"getName", getName, 0}, {"setName", setName, 0}, {"getAddress", getAddress, 0}, {"setAddress", setAddress, 0}, {0} };



清单 20. 类定义

//define person class (JSClass)  JSClass pclass = {     "person", 0,     JS_PropertyStub, JS_PropertyStub, JS_PropertyStub, JS_PropertyStub,     JS_EnumerateStub, JS_ResolveStub, JS_ConvertStub, JS_FinalizeStub  };

 

一旦这些基本信息定义好 (pfuncs 数组中的 getter/setter 的实现比较简单,这里由于篇幅不列出代码,感兴趣的朋友可以参看附录 ),我们就可以实例化它,并将其放入上下文中,使得 JS 代码可以访问。


清单 21. 定义对象及对象的属性,方法

JSObject *person;     //define the object     person = JS_DefineObject(\             context, global, "person", &pclass, 0, JSPROP_ENUMERATE);     //install the properties and methods on the person object     JS_DefineProperties(context, person, pprops);     JS_DefineFunctions(context, person, pfuncs);

 

这样,在 JavaScript 代码中,我们就可以通过 person 这个标识符来访问 person 这个对象了:


清单 22. 测试脚本

//undefined of course 
person.print();

//person.name = "abruzzi";
//person.address = "Huang Quan Road";

person.setName("Desmond");
person.setAddress("HuangQuan Road");

//print is global function, access properties directly
print("person name = " + person.name);
print("person address = " + person.address);

person.print();

(function(){
//using getter/setter to access properties
return person.getName() + " : " + person.getAddress();
})();

 

对运行结果如下:

name : undefined
address : undefined
person name = Desmond
person address = HuangQuan Road
name : Desmond
address : HuangQuan Road
eval script result is : Desmond : HuangQuan Road

结束语

本文中详细讨论了如何使用基于 C 的 JavaScript 引擎:SpiderMonkey 的用法。包括最基本的代码模板,C 代码与 JavaScript 代码之间的交互,以及在 C 代码中定义 JavaScript 对象等内容,使用这些基本概念,很容易将实现应用程序的脚本化。在实际的应用中,可以将应用程序的部分组件 ( 提供给用户自定义的组件 ) 暴露给 JavaScript 访问,或者在 JavaScript 脚本中提供函数的存根 ( 仅仅定义函数的原型 ),用户可以通过实现这些函数的具体逻辑,来实现脚本化。

​下载本文示例代码​

标签:脚本,应用,JavaScript,JS,SpiderMonkey,person,context,jsval,函数
From: https://blog.51cto.com/u_15923385/5971878

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