Electron中C++与Objective-C原生功能如何暴露给JavaScript

C++或Objective-C写的Electron功能如何被JavaScript访问，以便最终用户可以使用？Electron是一个JavaScript平台，旨在让开发者轻松构建跨平台桌面应用，但核心功能仍以C++或Objective-C等系统语言编写。实际上，Electron处理了原生代码细节，使开发者能专注于统一的JavaScript API。那么，这些原生功能是如何暴露给JavaScript的呢？

背景

Electron通过绑定机制将原生代码功能连接到JavaScript。例如，在Electron的app模块中，可以看到以下代码：

const binding = process.electronBinding('app');

这行代码直接指向Electron的绑定机制，用于将C++或Objective-C模块绑定到JavaScript供开发者使用。该函数由ElectronBindings类的头文件和实现文件创建。

process.electronBinding

process.electronBinding函数类似于Node.js的process.binding，后者是Node.jsrequire()方法的底层实现，允许加载原生代码而非JS代码。这个自定义的process.electronBinding函数赋予了从Electron加载原生代码的能力。当顶级JavaScript模块（如app）需要原生代码时，如何确定和设置原生代码的状态？方法和属性又在哪里暴露给JavaScript？

native_mate

答案在于native_mate，它是Chromiumgin库的一个分支，简化了C++和JavaScript之间的类型交互。在native_mate目录中，object_template_builder的头文件和实现文件允许我们构建符合JavaScript开发者期望的模块形状。

mate::ObjectTemplateBuilder

如果将每个Electron模块视为一个对象，就更容易理解为何使用object_template_builder来构建它们。这个类建立在V8暴露的类之上，V8是Google开源的高性能JavaScript和WebAssembly引擎，用C++编写。V8实现了JavaScript（ECMAScript）规范，因此其原生功能实现可以直接关联到JavaScript中的实现。例如，v8::ObjectTemplate提供了没有专用构造函数和原型的JavaScript对象，它使用Object[.prototype]，在JavaScript中相当于Object.create()。

在实际应用中，可以查看app模块的实现文件atom_api_app.cc，底部有以下代码：

mate::ObjectTemplateBuilder(isolate, prototype->PrototypeTemplate())
    .SetMethod("getGPUInfo", &App::GetGPUInfo)

在这里，.SetMethod被调用在mate::ObjectTemplateBuilder上。.SetMethod可以在任何ObjectTemplateBuilder类实例上调用，以在JavaScript的Object原型上设置方法，语法如下：

.SetMethod("method_name", &function_to_bind)

这相当于JavaScript中的：

function App{}
App.prototype.getGPUInfo = function () {
  // 实现代码
}

此外，这个类还包含设置模块属性的函数：

.SetProperty("property_name", &getter_function_to_bind)

或

.SetProperty("property_name", &getter_function_to_bind, &setter_function_to_bind)

这些分别对应JavaScript中的Object.defineProperty实现：

function App {}
Object.defineProperty(App.prototype, 'myProperty', {
  get() {
    return _myProperty
  }
})

和

function App {}
Object.defineProperty(App.prototype, 'myProperty', {
  get() {
    return _myProperty
  }
  set(newPropertyValue) {
    _myProperty = newPropertyValue
  }
})

通过这种方式，可以创建符合开发者预期的JavaScript对象，并更清晰地推理底层系统级别实现的函数和属性。关于在何处实现特定模块方法的决策本身是复杂且往往非确定性的，这将在未来的文章中探讨。