Node.js技术原理分析系列2——如何在Node.js中新增一个内置模块

本文由体验技术团队曹杨毅原创。

Node.js 是一个开源的、跨平台的JavaScript运行时环境，它允许开发者在服务器端运行JavaScript代码。Node.js 是基于Chrome V8引擎构建的，专为高性能、高并发的网络应用而设计，广泛应用于构建服务器端应用程序、网络应用、命令行工具等。

本系列将分为9篇文章为大家介绍 Node.js 技术原理：从调试能力分析到内置模块新增，从性能分析工具 perf_hooks 的用法到 Chrome DevTools 的性能问题剖析，再到 ABI 稳定的理解、基于 V8 封装 JavaScript 运行时、模块加载方式探究、内置模块外置以及 Node.js addon 的全面解读等主题，每一篇都干货满满。

本文内容为本系列第2篇，以下为正文内容。

前言

作为 Node.js 的使用者，想必同学们对“内置模块”这个概念并不陌生：Node.js 内置模块也叫核心模块，预置在 Node.js 运行时中，这些内置模块不需要额外下载安装，可以在 js 代码中通过 require 引入。

常用的内置模块包括 fs、http 等

const fs = require("fs");
const http = require("http");
const url = require("url");

对于这些天天使用的功能，大家有没有好奇过它们是怎么开发出来的呢？

为了更好地了解 Node.js 的底层实现，我把这套流程自己走了一遍。这里可以跟大家分享一下：如何基于 Node.js 开源代码定制开发，添加一组新的内置模块。

所有复杂的功能都是建立在简单的基础之上的，因此我们用作演示的这组内置模块不需要太复杂。我们就实现一个往标准输出流输出信息的功能吧，类似于 console.log() 功能。

我们要实现的效果是这样的：我们的内置模块开发完成之后，我们可以通过这样的一段 js 代码对它进行调用

const my_console = require("my_console");
class a {
   
  constructor() {
   
    this.a = 1;
  }
}
let b = new a();
arr = [1, 2, 3, 4, 5];
my_console.log("Hello World!", 111111, b, arr);

调用的结果是这样的

实现步骤

1、编写核心源码

我们选用 Node.js 22.7.0 源码进行改造，在 Node.js 的 src 文件夹下新增一个源码文件 my_console.cc，在这个文件中编写我们的 C++ 业务代码，实现我们上面提到的功能。

首先引入我们所需要使用的头文件。

为了让我们的程序具备一定的跨平台能力，我们在这里还写了一些条件编译宏，根据平台的不同而使用不同的头文件。

#include "env-inl.h"
#include "node_external_reference.h"
#include "string_bytes.h"

#ifdef __MINGW32__
# include <io.h>
#endif  // __MINGW32__

#ifdef __POSIX__
# include <climits>         // PATH_MAX on Solaris.
#endif  // __POSIX__

#include <array>
#include <cerrno>
#include <cstring>

在编写业务代码之前，我们需要先定义一个命名空间（嵌套在 node 命名空间下，Node.js 里面现有的内置模块普遍遵循这个习惯）

namespace node {
   
namespace my_console {
   

由于我们要使用一些来自其他命名空间的数据类型，所以我们将它们引入进来

using v8::Array;
usingv8::ArrayBuffer;
usingv8::Boolean;
usingv8::Context;
usingv8::Float64Array;
usingv8::FunctionCallbackInfo;