c与js交互

C与JS交互：多种方式的探索与实践

在现代软件开发中，C语言和JavaScript之间的交互变得越来越重要，这种交互可以充分利用C语言的高性能计算能力和JavaScript的灵活性，为各种应用场景提供强大的支持，下面将详细介绍几种常见的C与JS交互方法，包括WebAssembly、Node.js插件、NAPI以及通过WebSockets进行通信。

一、使用WebAssembly

WebAssembly（Wasm）是一种新的编码格式，可以在现代浏览器中运行，它允许开发者将C/C++代码编译成一种可以在浏览器中运行的格式，从而使C代码和JavaScript代码可以相互调用。

1、编译C代码到WebAssembly：

需要将C代码编译成WebAssembly格式，可以使用Emscripten编译器工具链来实现这一点，使用以下命令将C代码编译为JavaScript包装代码和WebAssembly模块：

     emcc your_c_code.c -o your_c_code.js -s WASM=1

2、在JavaScript中调用WebAssembly模块：

一旦C代码被编译成WebAssembly模块，就可以在JavaScript中加载和调用它。

     fetch('your_c_code.wasm')
       .then(response => response.arrayBuffer())
       .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes))
       .then(results => {
         const instance = results.instance;
         // 调用WebAssembly导出的函数
         instance.exports.your_function();
       });

这种方法适用于需要在浏览器中执行高性能计算任务的场景，如游戏引擎、图像处理等。

二、通过Node.js的C++插件

Node.js允许开发者创建和使用C++插件，从而使Node.js应用能够调用C/C++代码，这个方法常用于服务器端应用中，特别是需要高性能的计算任务。

1、创建Node.js C++插件：

需要安装Node.js和其插件开发工具node-gyp，可以创建一个简单的C++插件，例如addon.cc：

     #include <node.h>
     using v8::FunctionCallbackInfo;
     using v8::Isolate;
     using v8::Local;
     using v8::Object;
     using v8::String;
     using v8::Value;
     void Method(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {
       Isolate* isolate = args.GetIsolate();
       args.GetReturnValue().Set(String::NewFromUtf8(isolate, "Hello from C++").ToLocalChecked());
     }
     void Initialize(Local<Object> exports) {
       NODE_SET_METHOD(exports, "hello", Method);
     }
     NODE_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Initialize)

2、编译并使用C++插件：

需要创建binding.gyp文件，以便使用node-gyp来编译插件，然后运行以下命令：

     node-gyp configure
     node-gyp build

在Node.js应用中使用编译后的插件：

     const addon = require('./build/Release/addon');
     console.log(addon.hello()); // 输出: Hello from C++

这种方法适用于需要在Node.js环境中执行高性能计算或与操作系统底层交互的场景。

三、使用NAPI（Node.js API）

NAPI（Node.js API）是一种用于创建Node.js原生插件的接口，它提供了稳定的API，使得插件可以与不同版本的Node.js兼容。

1、创建NAPI插件：

创建一个C++文件，例如napi_addon.cc：

     #include <node_api.h>
     napi_value Method(napi_env env, napi_callback_info args) {
       napi_value greeting;
       napi_create_string_utf8(env, "Hello from NAPI", NAPI_AUTO_LENGTH, &greeting);
       return greeting;
     }
     napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
       napi_status status = napi_set_named_property(env, exports, "hello", Method);
       if (status != napi_ok) return nullptr;
       return exports;
     }
     NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)

2、编译并使用NAPI插件：

创建binding.gyp文件，并运行以下命令：

     node-gyp configure
     node-gyp build

在Node.js应用中使用编译后的NAPI插件：

     const napiAddon = require('./build/Release/napi_addon');
     console.log(napiAddon.hello()); // 输出: Hello from NAPI

这种方法适用于需要在Node.js环境中创建稳定、高性能原生插件的场景。

四、通过WebSockets进行通信

WebSockets是一种全双工通信协议，适用于需要在客户端和服务器之间进行实时通信的场景，我们可以使用WebSockets在C和JavaScript之间进行通信。

1、前端实现：

在前端使用JavaScript代码，使用WebSocket API与后端进行通信。

     // 创建WebSocket连接
     const socket = new WebSocket('ws://localhost:8000');
     // 连接成功时的回调函数
     socket.onopen = function() {
       console.log('WebSocket连接成功');
       // 发送数据到后端
       socket.send('Hello, Backend!');
     };
     // 接收后端数据时的回调函数
     socket.onmessage = function(event) {
       const data = event.data;
       console.log('接收到后端数据：', data);
       // 进行相应的处理
     };
     // 连接关闭时的回调函数
     socket.onclose = function() {
       console.log('WebSocket连接关闭');
     };

2、后端实现：

后端使用C语言编写，使用libwebsockets库来实现WebSocket服务器。

     #include <libwebsockets.h>
     static int callback_http(struct lws *wsi, enum lws_callback_reasons reason, void *user, void *in, size_t len) {
       switch (reason) {
         case LWS_CALLBACK_ESTABLISHED:
           printf("WebSocket连接已建立
");
           break;
         case LWS_CALLBACK_RECEIVE:
           printf("接收到前端数据：%s
", (char *)in);
           // 进行相应的处理
           // 发送数据到前端
           lws_write(wsi, (unsigned char *)"Hello, Frontend!", sizeof("Hello, Frontend!"), LWS_WRITE_TEXT);
           break;
         case LWS_CALLBACK_CLOSED:
           printf("WebSocket连接已关闭
");
           break;
       }
       return 0;
     }
     int main(int argc, char *argv[]) {
       struct lws_context *context;
       struct lws_protocols protocols[] = {{"http", callback_http,}, {NULL, NULL, 0, 0}};
       struct lws_context_creation_info info = {.port = 8000, .protocols = protocols};
       context = lws_create_context(&info);
       while (1) {
         lws_service(context, 50);
       }
       lws_context_destroy(context);
       return 0;
     }

这种方法适用于需要在客户端和服务器之间进行实时通信的场景。

C与JS之间的交互可以通过多种方式实现，每种方法都有其适用的场景和优势，在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的交互方式，需要注意线程安全、资源管理等问题，以确保交互的稳定性和高效性，随着技术的不断发展，C与JS之间的交互方式将更加丰富和便捷，为软件开发带来更多可能性。