Nodejs 利用libuv编写异步多线程的addon实例

要使用libuv编写一个Node.js的异步多线程addon，需要了解libuv的基本概念，比如事件循环、异步回调和线程池等。这里我将简要说明如何实现一个简单的异步计算功能，例如计算斐波那契数列。

示例代码

C++部分 (addon.cc)

#include <node_api.h>
#include <stdlib.h>
#include <uv.h>

// 定义一个结构体用于线程间通信
struct FibData {
  napi_env env;
  napi_async_work work;
  int n;
  napi_value callback;
};

// 线程函数
static void WorkCallback(uv_work_t *req) {
  FibData *data = static_cast<FibData*>(req->data);
  int result = data->n <= 1 ? data->n : Fibonacci(data->n - 1) + Fibonacci(data->n - 2);
  data->n = result;
}

// 回调函数
static void AfterCallback(uv_work_t *req, int status) {
  FibData *data = static_cast<FibData*>(req->data);
  napi_handle_scope scope;
  napi_open_handle_scope(data->env, &scope);

  napi_value callback;
  napi_get_reference_value(data->env, data->callback, &callback);

  napi_value argv[2];
  argv[0] = nullptr; // 错误信息
  napi_create_int32(data->env, data->n, &argv[1]);

  napi_value global;
  napi_get_global(data->env, &global);

  napi_call_function(data->env, global, callback, 2, argv, nullptr);

  napi_close_handle_scope(data->env, scope);

  // 清理
  napi_delete_async_work(data->env, data->work);
  delete data;
  delete req;
}

// 导出的API
napi_value CalculateFibonacci(napi_env env, napi_callback_info info) {
  size_t argc = 1;
  napi_value args[1];
  NAPI_CALL(env, napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr));

  if (argc != 1 || !napi_is_function(env, args[0])) {
    napi_throw_error(env, nullptr, "Usage: CalculateFibonacci(callback)");
    return nullptr;
  }

  int n;
  NAPI_CALL(env, napi_get_value_int32(env, args[0], &n));

  FibData *data = new FibData();
  data->env = env;
  data->n = n;
  napi_create_reference(env, args[0], 1, &data->callback);

  uv_work_t *request = new uv_work_t();
  request->data = data;

  napi_create_async_work(
    env,
    nullptr,
    "CalculateFibonacci",
    WorkCallback,
    AfterCallback,
    reinterpret_cast<void*>(data),
    &data->work);

  napi_queue_async_work(env, data->work);

  napi_value result;
  napi_get_null(env, &result);
  return result;
}

NAPI_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, CalculateFibonacci)

JavaScript部分 (index.js)

const addon = require('./build/Release/addon');

function fibo(n, callback) {
  addon.CalculateFibonacci(n, (err, result) => {
    if (err) throw err;
    console.log(`fibo(${n}) = ${result}`);
  });
}

fibo(40, () => {});

解释

• C++代码：定义了一个FibData结构体来存储线程所需的数据，并实现了WorkCallback和AfterCallback两个回调函数。WorkCallback在线程中执行计算，而AfterCallback则负责将结果传回JavaScript层。
• JavaScript代码：加载addon模块，并定义了一个简单的fibo函数，该函数接受一个数字和一个回调，将计算结果返回给回调。

注意事项

• 使用libuv的线程池和异步回调机制可以有效地避免阻塞Node.js的主线程。
• 在线程间传递数据时要注意线程安全问题，如使用互斥锁保护共享资源。
• 确保在使用完异步工作后清理资源，包括删除引用和释放内存。

此示例仅用于演示目的，实际应用中可能需要更复杂的错误处理和性能优化。