Node和Electron环境下集成第三方原生SDK

Node Addons是为了能让nodejs调用原生模块而设计的机制,之前对一些常见原生模块的重编译做过梳理。但那都是Git上已经封装好的Addons库, 但若项目需要集成第三方提供的原生SDK,如何使用Nodejs去调用,以及如何打包到Electron项目中?

背景

项目中需要集成第三方投屏功能,合作厂商扔过来Mac和Windows SDK。文档看了后,接口确实设计的比较简单易用,但SDK是为原生框架设计的,没有现成的Node集成方案。

Mac SDK是Framework形式,Mac开发基于OC,所以我们选用 NodObjC 尝试调用SDK。NodObjC能让Node直接调用Framework暴露的接口。其本身也基于 ffiref 这两个库。

Windows SDK比较复杂,SDK申明的接口全放置在一个头文件中,在常规VC项目里,我们只需引入头文件和核心.lib文件,即可实现调用。在看过接口封装形式后,感觉不适合使用 ffi 这类JS库,决定自己写一个Addons来实现调用。

Mac

环境

下载 NodObjcnpm install nodobjc

NodObjc依赖的 ffiref 两个库属于Addons,需要根据运行环境去重编译。先全局安装好 node-gyp ,然后根据当前是在node环境还是Electron环境调试去重编译。

这里遇到一个Node版本导致的问题,nodobjc在依赖库的版本号上似乎有些问题,导致依赖 ref 无法在node 10下编译成功。通过 n 安装node 8,重新下载和编译。

API

  • 引用

    const $ = require('nodobjc');
    
    $.import(frameworkPath);
    $.framework('Foundation');
    复制代码
  • JS与OC的类型转换

    字符串: String -> NSString, var str = $('abc') ;

    Number类型: Number -> NSNumber, var num = 123 ;

    Boolean: bool -> Bool, var isTrue = $.Yes;

    回调函数: callback -> Block:

    OC接口:

    [[Test commonTest] startTest:@"123456" completeBlock:^(BOOL succeed, NSError *error) {
    
    }];
    复制代码

    通过NodObjc调用该OC接口:

    const startTest = (data) => {
      const param = $(data);
      const completeBlock = $(function(self, success, err) {
        console.log('test result', success, err);
      }, ['v', ['?', 'B', '@']]);
      commonTest('startTest', param, 'completeBlock', completeBlock);
    }
    复制代码

    NodObjc的文档并不是很详细,需要一定的OC语法基础。当然,花点时间看下NodObjc的源码也能知道具体调用方式。

  • 编译与打包

    打包有两个注意点,一是需要通过node-gyp将ffi和ref库重编译生成Electron环境下可用的.node。二是适应 electron-builder 的打包规则。

    有问题的打包方案:

    1. 直接打包到 app.asar ,打完包会发现js无法引用Framework

    2. 通过配置 electron-builder 打包规则,将Framework所有文件打包到 app.asar.unpack 目录。讲道理,按之前的经验,这样应该就可以了。结果直接在打包的签名这步GG了。看上去 electron-builder 无法对二进制文件进去签名:

      ***.framework, bundle format unrecognized, invalid, or unsuitable
      复制代码

    解决方案

    最后,选择用 extraResources 字段,将Framework从打包文件中抽出来,直接复制到Mac应用的Resources目录下,然后在调用的js文件中,根据运行环境动态选择调用路径:

    const path = require('path');
    
    const isDev = process.env.NODE_ENV == 'dev';
    
    const devPath = path.resolve(__dirname, 'Test.framework');
    const prodPath = path.resolve(__dirname, 'Test.framework').replace('app.asar/src', 'src');
    // const frameworkPath = path.resolve(__dirname, 'HPOfficeCastWork.framework');
    const path = isDev ? devPath : prodPath;
    const frameworkPath = require(path);
    复制代码

Windows

windows方面,我们先自己按照Node Addons的开发规则来实现一个.node文件,后面直接调用.node来实现功能。

环境

首先配好windows的node-gyp编译环境。先下载安装python2.7和windows-build-tools。将python路径配置到系统环境。

因为要编译C++程序,需要保证系统已安装好C++相关的组件。C++组件缺失会在Addons模块编译的时候报错,根据具体错误内容,下载对应缺失组件即可。

在node环境下写模块demo的时候,编译报错: 无法解析外部符号 。这个错一开始以为是某一块的语法有问题,其实是因为SDK提供的lib是32位,而我们编译的node环境是64位。重新安装和配置32位的Node环境即能解决这个问题。

binding.gyp

node-gyp通过 binding.gyp 文件配置模块的编译,因此,先了解好 .gyp 的属性很有必要:gyp3.org

{
	"targets": [
    "target_name": "test",
    "sources": ["test.cc"],
  	"include_dirs": [
      "inc",
      "<!(node -e \"require('nan')\")",
    ],
  	"libraries": [
      "../lib/sdk.lib"
    ],
  	"conditions": [
     	[
        "OS='win'", {
          "copies": [
            {
              "destination": "<(PRODUCT_DIR)",
              "files": [
                "<(DLL_ROOT)/dnssd.dll",
                "<(DLL_ROOT)/avutil.dll",
                ...
              ]
            }
          ]
        }
      ]
    ]
  ]
}
复制代码

结合实际开发,介绍几个常用字段:

include_dirs : 要用到的头文件所在目录, <!(node -e \"require('nan')\") 用于引入 nan 的头文件, <! 是命令行扩展,gyp会将后面的字符通过shell执行。

conditions ,自然是判断条件,通常我们通过 OS 字段来判断当前的操作系统环境,对应的值是 winmaclinux

copies 是为了执行文件的拷贝。起初,没有加这段配置,编译成功后,我们引用生成的.node会报 the specified module could not be found 错误。这里可以通过工具 dependency walker 分析.node文件,查看缺失的依赖。一般这种情况,将相关dll文件放到.node同级目录即可。 于是,通过 copies 可以在编译后将指定文件复制到目标目录。 <(PRODUCT_DIR) 即表示.node生成后的目录。

Addons开发

Addons是Node提供的动态链接共享对象,具有C/C++类库的调用能力。bingding.gyp中,我们配置了 sources 字段的值test.cc。在test.cc中,我们通过引入 v8.h , node.h , SDK提供的头文件等来实现对C++接口的调用。

#include <node.h>
#include <nan.h>
#include "inc/test.h"

namespace test
{

	using namespace v8;
	using namespace test; 
  
  static IMirror *pobMirror = 0;
  
  void initSdk(const FunctionCallbackInfo<Value>& args)
  {
    Isolate* isolate = args.GetIsolate();

  	std::string appKey = *Nan::Utf8String(args[0]);
  	std::string pinCode = *Nan::Utf8String(args[1]);
  	std::string userId = *Nan::Utf8String(args[2]);
  	std::string serverAddr = *Nan::Utf8String(args[3]);
  	unsigned int serverPort = args[4]->Uint32Value();
  	bool isEnterprise = args[5]->BooleanValue();
  	Local<Function> cb = Local<Function>::Cast(args[6]);
    
    emRtn = pobMirror->Start(appKey, pinCode, userId, serverAddr, 
      serverPort, isEnterprise);
    
    const unsigned argc = 1;
    Local<Value> argv[argc] = {String::NewFromUtf8(isolate, ToString(emRtn))};
    cb->Call(isolate->GetCurrentContext()->Global(), argc, argv);
	}

  
	void Initialize(Local<Object> exports)
	{
  	NODE_SET_METHOD(exports, "initSdk", InitSdk);
	}

	NODE_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Initialize)
} // namespace hpcast
复制代码

js调用Addons的接口,传递进来的是v8数据类型,而我们调用SDK接口,需要将其转为C++数据类型。这里引用了Nan的类型转换方法:

std::string serverAddr = *Nan::Utf8String(args[3]);
unsigned int serverPort = args[4]->Uint32Value();
bool isEnterprise = args[5]->BooleanValue();
复制代码

对于回调函数,在转为 Local<Function> 类型后,通过Call方法触发回调:

Local<Function> cb = Local<Function>::Cast(args[6]);

const unsigned argc = 1;
Local<Value> argv[argc] = {String::NewFromUtf8(isolate, ToString(emRtn))};
cb->Call(isolate->GetCurrentContext()->Global(), argc, argv);
复制代码

打包

和mac类似,如果直接将SDK和源码一起打包,electron是无法引入SDK的。因windows暂时没有签名,我们直接通过 asarUnpack 将SDK文件打包到 app.asar.unpack 目录。

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