鸿蒙HarmonyOS应用开发之使用Node-API实现跨语言交互开发流程

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了鸿蒙HarmonyOS应用开发之使用Node-API实现跨语言交互开发流程。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

使用Node-API实现跨语言交互,首先需要按照Node-API的机制实现模块的注册和加载等相关动作。

  • ArkTS/JS侧:实现C++方法的调用。代码比较简单,import一个对应的so库后,即可调用C++方法。

  • Native侧:.cpp文件,实现模块的注册。需要提供注册lib库的名称,并在注册回调方法中定义接口的映射关系,即Native方法及对应的JS/ArkTS接口名称等。

此处以在ArkTS/JS侧实现add()接口、在Native侧实现Add()接口,从而实现跨语言交互为例,呈现使用Node-API进行跨语言交互的流程。

创建Native C++工程

  • 在DevEco Studio中New > Create Project,选择Native C++模板,点击Next,选择API版本,设置好工程名称,点击Finish,创建得到新工程。
  • 创建工程后工程结构可以分两部分,cpp部分和ets部分,具体可见下文的工程目录介绍。

主要工程目录介绍

鸿蒙HarmonyOS应用开发之使用Node-API实现跨语言交互开发流程,Harmony OS,OpenHarmony,鸿蒙,harmonyos,交互,华为,移动开发,鸿蒙开发,android

  • entry > src > main > cpp > types:用于存放C++的API接口描述文件。
  • entry > src > main > cpp > types > libentry > index.d.ts:描述C++ API接口行为,如接口名、入参、返回参数等。
  • entry > src > main > cpp > types > libentry > oh-package.json5:配置.so三方包声明文件的入口及包名。
  • entry > src > main > cpp > CMakeLists.txt:C++源码编译配置文件,提供CMake构建脚本。
  • entry > src > main > cpp > hello.cpp:定义C++ API接口的文件。
  • entry > src > main > ets:用于存放ArkTS源码。

Native侧方法的实现

  • 设置模块注册信息

    ArkTS侧import native模块时,会加载其对应的so。加载so时,首先会调用napi_module_register方法,将模块注册到系统中,并调用模块初始化函数。

    napi_module有两个关键属性:一个是.nm_register_func,定义模块初始化函数;另一个是.nm_modname,定义模块的名称,也就是ArkTS侧引入的so库的名称,模块系统会根据此名称来区分不同的so。

// entry/src/main/cpp/hello.cpp

// 准备模块加载相关信息,将上述Init函数与本模块名等信息记录下来。
static napi_module demoModule = {
    .nm_version = 1,
    .nm_flags = 0,
    .nm_filename = nullptr,
    .nm_register_func = Init,
    .nm_modname = "entry",
    .nm_priv = nullptr,
    .reserved = {0},
};

// 加载so时,该函数会自动被调用,将上述demoModule模块注册到系统中。
extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterDemoModule() { 
    napi_module_register(&demoModule);
 }
  • 模块初始化

    实现ArkTS接口与C++接口的绑定和映射。

// entry/src/main/cpp/hello.cpp
EXTERN_C_START
// 模块初始化
static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
    // ArkTS接口与C++接口的绑定和映射
    napi_property_descriptor desc[] = {
        {"callNative", nullptr, CallNative, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr},
        {"nativeCallArkTS", nullptr, NativeCallArkTS, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr},
    };
    // 在exports对象上挂载CallNative/NativeCallArkTS两个Native方法
    napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);
    return exports;
}
EXTERN_C_END

// 模块基本信息
static napi_module demoModule = {
    .nm_version = 1,
    .nm_flags = 0,
    .nm_filename = nullptr,
    .nm_register_func = Init,
    .nm_modname = "entry",
    .nm_priv = nullptr,
    .reserved = {0},
};
  • 在index.d.ts文件中,提供JS侧的接口方法。
// entry/src/main/cpp/types/libentry/index.d.ts
export const callNative: (a: number, b: number) => number;
export const nativeCallArkTS: (cb: (a: number) => number) => number;
  • 在oh-package.json5文件中将index.d.ts与cpp文件关联起来。
{
  "name": "libentry.so",
  "types": "./index.d.ts",
  "version": "",
  "description": "Please describe the basic information."
}
  • 在CMakeLists.txt文件中配置CMake打包参数。
# entry/src/main/cpp/CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
project(MyApplication2)

set(NATIVERENDER_ROOT_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

include_directories(${NATIVERENDER_ROOT_PATH}
                    ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/include)

# 添加名为entry的库
add_library(entry SHARED hello.cpp)
# 构建此可执行文件需要链接的库
target_link_libraries(entry PUBLIC libace_napi.z.so)
  • 实现Native侧的CallNative以及NativeCallArkTS接口。具体代码如下:
// entry/src/main/cpp/hello.cpp
static napi_value CallNative(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    size_t argc = 2;
    // 声明参数数组
    napi_value args[2] = {nullptr};

    // 获取传入的参数并依次放入参数数组中
    napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr);

    // 依次获取参数
    double value0;
    napi_get_value_double(env, args[0], &value0);
    double value1;
    napi_get_value_double(env, args[1], &value1);

    // 返回两数相加的结果
    napi_value sum;
    napi_create_double(env, value0 + value1, &sum);
    return sum;
}

static napi_value NativeCallArkTS(napi_env env, napi_callback_info info)
{    
    size_t argc = 1;
    // 声明参数数组
    napi_value args[1] = {nullptr};

    // 获取传入的参数并依次放入参数数组中
    napi_get_cb_info(env, info, &argc, args , nullptr, nullptr);

    // 创建一个int,作为ArkTS的入参
    napi_value argv = nullptr;    
    napi_create_int32(env, 2, &argv );

    // 调用传入的callback,并将其结果返回
    napi_value result = nullptr;
    napi_call_function(env, nullptr, args[0], 1, &argv, &result);
    return result;
}

ArkTS侧调用C/C++方法实现

ArkTS侧通过import引入Native侧包含处理逻辑的so来使用C/C++的方法。

// entry/src/main/ets/pages/Index.ets
// 通过import的方式,引入Native能力。
import nativeModule from 'libentry.so'

@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = 'Test Node-API callNative result: ';
  @State message2: string = 'Test Node-API nativeCallArkTS result: ';
  build() {
    Row() {
      Column() {
        // 第一个按钮,调用add方法,对应到Native侧的CallNative方法,进行两数相加。
        Text(this.message)
          .fontSize(50)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
          .onClick(() => {
            this.message += nativeModule.callNative(2, 3);
            })
        // 第二个按钮,调用nativeCallArkTS方法,对应到Native的NativeCallArkTS,在Native调用ArkTS function。
        Text(this.message2)
          .fontSize(50)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
          .onClick(() => {
            this.message2 += nativeModule.nativeCallArkTS((a: number)=> {
                return a * 2;
            });
          })
      }
      .width('100%')
    }
    .height('100%')
  }
}

Node-API的约束限制

SO命名规则

导入使用的模块名和注册时的模块名大小写保持一致,如模块名为entry,则so的名字为libentry.so,napi_module中nm_modname字段应为entry,ArkTS侧使用时写作:import xxx from ‘libentry.so’。

注册建议

  • nm_register_func对应的函数(如上述Init函数)需要加上static,防止与其他so里的符号冲突;
  • 模块注册的入口,即使用__attribute__((constructor))修饰的函数的函数名(如上述RegisterDemoModule函数)需要确保不与其它模块重复。

多线程限制

每个引擎实例对应一个JS线程,实例上的对象不能跨线程操作,否则会引起应用crash。使用时需要遵循如下原则:

  • Node-API接口只能在JS线程使用。
  • Native接口入参env与特定JS线程绑定只能在创建时的线程使用。

为了能让大家更好的学习鸿蒙(HarmonyOS NEXT)开发技术,这边特意整理了《鸿蒙开发学习手册》(共计890页),希望对大家有所帮助:https://qr21.cn/FV7h05

《鸿蒙开发学习手册》:

如何快速入门:https://qr21.cn/FV7h05

  1. 基本概念
  2. 构建第一个ArkTS应用
  3. ……

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开发基础知识:https://qr21.cn/FV7h05

  1. 应用基础知识
  2. 配置文件
  3. 应用数据管理
  4. 应用安全管理
  5. 应用隐私保护
  6. 三方应用调用管控机制
  7. 资源分类与访问
  8. 学习ArkTS语言
  9. ……

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基于ArkTS 开发:https://qr21.cn/FV7h05

  1. Ability开发
  2. UI开发
  3. 公共事件与通知
  4. 窗口管理
  5. 媒体
  6. 安全
  7. 网络与链接
  8. 电话服务
  9. 数据管理
  10. 后台任务(Background Task)管理
  11. 设备管理
  12. 设备使用信息统计
  13. DFX
  14. 国际化开发
  15. 折叠屏系列
  16. ……

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鸿蒙开发面试真题(含参考答案):https://qr18.cn/F781PH

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鸿蒙开发面试大盘集篇(共计319页):https://qr18.cn/F781PH

1.项目开发必备面试题
2.性能优化方向
3.架构方向
4.鸿蒙开发系统底层方向
5.鸿蒙音视频开发方向
6.鸿蒙车载开发方向
7.鸿蒙南向开发方向

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