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NAPI 开发教程

背景

Node-API 介绍

Node-API以前称为 N-API是用于构建原生插件的 API。它独立于底层 JavaScript 运行时,并作为 Node.js 本身的一部分进行维护。此 API 将在 Node.js 的各个版本中保持稳定的应用二进制接口 (ABI)。它旨在将插件与底层 JavaScript 引擎的变化隔离开来,并允许为一个主要版本编译的模块无需重新编译即可在以后的 Node.js 主要版本上运行。ABI 稳定性 指南提供了更深入的解释。

插件是使用标头为 C++ 插件 的部分中概述的相同方法/工具构建/打包的。唯一的区别是原生代码使用的 API 集。

Node-API 公开的 API 通常用于创建和操作 JavaScript 值。概念和操作通常映射到 ECMA-262 语言规范中指定的想法。API 具有以下属性:

  • 所有 Node-API 调用都会返回 napi_status 类型的状态代码。此状态指示 API 调用是成功还是失败。

  • API 的返回值通过 out 参数传递。

  • 所有 JavaScript 值都被抽象为一个名为 napi_value 的不透明类型。

  • 如果出现错误状态代码,可以使用 napi_get_last_error_info 获取附加信息。可以在错误处理部分 错误处理 中找到更多信息。

Node-API 是一种 C API可确保跨版本和不同编译器级别的 ABI 稳定性。C++ API 可以更容易使用。为了支持使用 C++,该项目维护了一个名为 node-addon-api 的 C++ 封装器模块。这个封装器提供了一个可内联的 C++ API。使用 node-addon-api 构建的二进制文件将取决于 导出的基于 Node-API C 的函数的符号。node-addon-api 是编写调用 Node-API 的代码的更有效方式。


Native APINativeDevelopKit

Native API是OpenHarmony SDK上提供的一组native开发接口与工具集合也称为NativeDevelopKit方便开发者使用C或者C++语言实现应用的关键功能。Native API只覆盖了OHOS基础的一些底层能力如libc图形库窗口系统多媒体压缩库等并没有完全提供类似于JS API上的完整的OHOS 平台能力。在应用中使用Native API会编译成动态库打包到应用中。

名词概念
名词 名词解释
Native API OHOS SDK里面native包提供的面向三方应用开发的Native 接口以及相应编译脚本编译工具链。包括C运行时基础库libc3D图形库opengl面向JS与C跨语言的接口Node-API等具体内容详见下表。
NativeDevelopKit Native Develop Kit的缩写在OHOS上就是Native APINative API是官方名字NativeDevelopKit指代相同意思。
SDK CAPI OHOS Native API中的C语言接口以及工具链部分当前OHOS的Native API里面只包含C语言接口因此Native API与CAPI意思一样建议交流的时候使用CAPI防止Native API与napi缩写混用。
Node-API 曾用名napi是OHOS中提供JS与C跨语言调用的接口是Native API接口中的一部分. 该接口在Node.js提供的Node-API基础上扩展而来但不完全与Node.js中的Node-API完全兼容。
napi Node-API的曾用名当前Node-API头文件中的接口仍然以napi_开头不建议使用。
Native API构成介绍
  • 目录结构

    Native API在SDK包的位置为$(SDK_ROOT)/native目录主要有以下几个部分组成

    目录 功能说明
    build 应用中编译动态库的toolchain cmake脚本这个目录下ohos.toolchain.cmake文件定义了给OHOS交叉编译选项
    build-tools 放置编译构建的工具如cmake
    docs Native API接口参考文档通过doxgen从头文件中提取出来
    sysroot 放置编译链接的依赖文件目录,包含头文件,动态库等
  • API接口

    接口分类 接口功能 引入版本
    标准C库 以muslc为基础提供的标准c库接口当前提供了1500+的接口 8
    标准C++库 c++运行时库libcpp_shared此库在打包的时候需要打包或者静态链接到应用中 8
    日志 打印日志到系统的hilog接口 8
    Node-API ArkUI提供的方便应用开发接入JS应用环境的一组类Node-API也叫napi是属于Native API的一部分 8
    XComponent ArkUI XComponent组件中的界面与触屏事件接口方便开发者开发高性能图形应用 8
    libuv ArkUI集成的三方的异步IO库 8
    libz zlib库提供基本的压缩解压接口 8
    Drawing 系统提供的2D图形库可以在界面进行绘制 8
    OpenGL 系统提供的openglv3接口 8
    Rawfile 应用资源访问接口,可以读取应用中打包的各种资源 8
    OpenSLES 用于2D3D音频加速的接口库 8
    Mindspore AI模型接口库 9
    包管理 包服务接口,方便查询应用包信息 8
  • 相关资料


教程介绍

此教程是 Node-API 和 ArkTS 的联合使用版本展示了如何引入Native-C++的lib库和头文件然后通过ArkUI进行展示和直接在 OpenHarmony 设备中运行。它为开发人员提供了在 DevEco Studio 开发中使用 lib库和Native-C++ 的能力,并且通过一系列教程来引导用户了解 Native-C++ 中提供的各种功能。

Native-C++ 教程的目的包括:

  • 帮助将 Native-C++ 应用于 OpenHarmony 应用开发中
  • 帮助 OpenHarmony 社区、开发人员和三方库尤其是C/C++研究人员交互式地访问各种基于 OpenHarmony 的 C/C++ 示例,以帮助理解特定的视觉算法
  • 由于 Native-C++ 能够直接在 OpenHarmony 设备中运行,教程页面具有直观和交互式的特点。例如,利用 ArkUI 和 评估 ArkTS 代码,开发人员可以更改 Native-C++ 函数的参数,并在 OpenHarmony 上进行实时的 C/C++ 编程,以实时查看结果。

为了更好地理解这些教程,建议具备一定的 ArkUINAPI 和 C++ 应用程序开发知识。通过学习 Native-C++ 教程,开发人员可以更好地利用 Native-C++ 在 OpenHarmony 开发中的优势,并通过交互式的方式进行实时的算法处理,从而加深对 Native-C++和Node-API 的理解和应用能力。


步骤

在本教程中,您将学习如何在 OpenHarmony 应用开发里引入和使用 Native API 开发。

请注意,以下是一些步骤供您参考:

  1. 使用napitutorials样例工程

    • IDE版本为DevEco Studio 4.0 ReleaseBuild Version: 4.0.0.600, built on October 17, 2023
  2. 自行开发nativedevkit应用

完成上述步骤后,您就可以在 OpenHarmony 设备上体验 Native API 的能力,并按照 [Node-API](Node-API | Node.js v20 文档) 教程进行进一步的学习和实践了。

样例能力

模块 接口 是否支持 备注
环境生命周期API napi_set_instance_data 不支持 缺少对应库
napi_get_instance_data
基本Node-API数据类型
napi_status
napi_extended_error_info
napi_env
napi_value
napi_threadsafe_function
napi_threadsafe_function_release_mode
napi_threadsafe_function_call_mode
Node-API内存管理类型 napi_handle_scope
napi_escapable_handle_scope
napi_ref
napi_type_tag
napi_async_cleanup_hook_handle
Node-API回调类型 napi_callback_info
napi_callback
napi_finalize
napi_async_execute_callback
napi_async_complete_callback
napi_threadsafe_function_call_js
napi_cleanup_hook
napi_async_cleanup_hook
错误处理
返回值 napi_get_last_error_info
异常 napi_throw
napi_throw_error
napi_throw_type_error
napi_throw_range_error
node_api_throw_syntax_error
napi_is_error
napi_create_error
napi_create_type_error
napi_create_range_error
node_api_create_syntax_error
napi_get_and_clear_last_exception
napi_is_exception_pending
napi_fatal_exception
致命错误 napi_fatal_error
对象生命周期管理
使句柄寿命短于本地方法 napi_open_handle_scope
napi_close_handle_scope
napi_open_escapable_handle_scope
napi_close_escapable_handle_scope
napi_escape_handle
对生命周期比原生方法长的值的引用 napi_create_reference
napi_delete_reference
napi_reference_ref
napi_reference_unref
napi_get_reference_value
当前 Node.js 环境退出时的清理 napi_add_env_cleanup_hook
napi_remove_env_cleanup_hook
napi_add_async_cleanup_hook
napi_remove_async_cleanup_hook
Node.js环境退出时完成
模块注册
使用JavaScript值
枚举类型 napi_key_collection_mode
napi_key_filter
napi_key_conversion
napi_valuetype
napi_typedarray_type
对象创建函数 napi_create_array
napi_create_array_with_length
napi_create_arraybuffer
napi_create_buffer
napi_create_buffer_copy
napi_create_date
napi_create_external
napi_create_external_arraybuffer
napi_create_external_buffer
napi_create_object
napi_create_symbol
node_api_symbol_for
napi_create_typedarray
napi_create_dataview
从 C 类型转换为 Node-API 的函数 napi_create_int32
napi_create_uint32
napi_create_int64
napi_create_double
napi_create_bigint_int64
napi_create_bigint_uint64
napi_create_bigint_words
napi_create_string_latin1
node_api_create_external_string_latin1
napi_create_string_utf16
node_api_create_external_string_utf16
napi_create_string_utf8
从Node-API转换为C类型的函数 napi_get_array_length
napi_get_arraybuffer_info
napi_get_buffer_info
napi_get_prototype
napi_get_typedarray_info
napi_get_dataview_info
napi_get_date_value
napi_get_value_bool
napi_get_value_double
napi_get_value_bigint_int64
napi_get_value_bigint_uint64
napi_get_value_bigint_words
napi_get_value_external
napi_get_value_int32
napi_get_value_int64
napi_get_value_string_latin1
napi_get_value_string_utf8
napi_get_value_string_utf16
napi_get_value_uint32
获取全局实例的函数 napi_get_boolean
napi_get_global
napi_get_null
napi_get_undefined
使用JavaScript值和抽象操作 napi_coerce_to_bool
napi_coerce_to_number
napi_coerce_to_object
napi_coerce_to_string
napi_typeof
napi_instanceof
napi_is_array
napi_is_arraybuffer
napi_is_buffer
napi_is_date
napi_is_error
napi_is_typedarray
napi_is_dataview
napi_strict_equals
napi_detach_arraybuffer
napi_is_detached_arraybuffer
使用JavaScript属性
结构 napi_property_attributes napi_property_descriptor
函数 napi_get_property_names
napi_get_all_property_names
napi_set_property
napi_get_property
napi_has_property
napi_delete_property
napi_has_own_property
napi_set_named_property
napi_get_named_property
napi_has_named_property
napi_set_element
napi_get_element
napi_has_element
napi_delete_element
napi_define_properties
napi_object_freeze
napi_object_seal
使用JavaScript函数 napi_call_function
napi_create_function
napi_get_cb_info
napi_get_new_target
napi_new_instance
对象封装 napi_define_class
napi_wrap
napi_unwrap
napi_remove_wrap
napi_type_tag_object
napi_check_object_type_tag
napi_add_finalizer
node_api_post_finalizer
简单的异步操作 napi_create_async_work
napi_delete_async_work
napi_queue_async_work
napi_cancel_async_work
自定义异步操作 napi_async_init
napi_async_destroy
napi_make_callback
napi_open_callback_scope
napi_close_callback_scope
版本管理 napi_get_node_version
napi_get_version
内存管理 napi_adjust_external_memory
Promise napi_create_promise
napi_resolve_deferred
napi_reject_deferred
napi_is_promise
脚本执行 napi_run_script
libuv事件循环 napi_get_uv_event_loop
异步线程安全函数调用 调用线程安全的函数
线程安全函数的引用计数
决定是否保持进程运行
napi_create_threadsafe_function
napi_get_threadsafe_function_context
napi_call_threadsafe_function
napi_acquire_threadsafe_function
napi_ref_threadsafe_function
napi_unref_threadsafe_function
使用工具 node_api_get_module_file_name