插件式架构 UML 插件系统设计

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mob64ca1417b0c6 2023-09-28 21:42:24

文章标签 插件式架构 UML PhoneGap 回调函数 javascript 文章分类 架构后端开发

上文对PhoneGap的架构进行了简单介绍，本篇则具体对nodejs插件系统做介绍

二、NodeJS插件系统设计与实现

1、NodeJS概述：

NodeJS从实质上来说与PhoneGap具备的部分核心功能是一致的。

① NodesJS平台的构建基于Chrome`sJavascript runtime，即对google v8引擎进行了封装，作为NodeJS的JavaScript解析引擎。

② NodeJS支持插件（addon）模块，从而进行原生扩展。

2、NodeJS插件系统定义：

本质是将NodeJS的插件（addon）模块进行封装成一个插件池（PluginPool），通过PluginPool来管理自定义的插件，并提供标准化接口给NodeJS，最终暴露给js环境。

3、插件池（PluginPool）设计：

PluginPool的设计在架构上参照PhoneGap的插件系统架构进行了C++实现。其类图如下：

插件式架构 UML 插件系统设计_插件式架构 UML

主要包含的模块有：

PluginPool、NativePool类：

遵循NodeJS插件开发方法，完成插件池c++方法暴露到js环境的功能。

CPlugin类：

是所有插件的基类，在其中定义了插件的基本方法，但并不实现

CPluginManager类：

插件管理类，完成的功能包括：

① 根据xml文件动态加载插件及插件对象的初始化。

② 使用容器来保存加载的插件。

③ 提供标准接口供插件池PluginPool调用，并根据调用参数匹配出目标插件（容器遍历），调用目标插件的目标方法。

④ 不同于PhoneGap，这里将对插件接口的同步、异步调用的实现放到插件自身，PluginPool提供标准的回调函数供异步回调（同步则直接调用返回）。

ExecArgs类：

PhoneGap中使用JSON作为结果返回，在PluginPool则封装了ExecArgs类来实现JSON的功能，目标是将多个多种类型返回数据组合，标准化返回，其主要特点有：

① 支持多种类型数据入队：NodeJS支持对js传递参数类型的判断，根据判断结果将数据按类型入队；

② 支持数据类型判断：NodeJS支持向js环境返回数组，数组元素可以为不同数据类型。

PluginResult类：

结果返回类的标准化，定义了多种返回状态类型，主要返回内容以ExecArgs对象的形式体现。

CallBackManager模块：

负责所有向js环境回调函数的保存与调用，具体包括：

① js回到函数保存：回调函数以V8的持久性数据类型Persistant<Function>保存在容器中，并生成自增长的callbackid用以唯一指定该回调函数。

② 提供一个面向所有插件的标准的回调函数，用于执行插件的回调，根据callbackid在容器中遍历查找匹配的js回调函数。

③ 采用libuv库在C++环境中创建js运行环境，在js运行环境中执行匹配出的js回调函数

④ 容器中保存的js回调函数是否释放将根据插件的回调传递参数来判定。

4、NodeJS插件系统通信过程描述

NodeJS插件系统的通信主要是从应用前端（javascript）到NodeJS中间层到插件池，再到用户插件（custom plugin）层，最后到原生API。

前端到NodeJS中间层通信：

① 由NodeJS的插件（addon）机制暴露接口给javascript环境直接调用

② Google V8模块在C++环境下解析javascript方法来响应调用。

③ 解析javascript得到js回调函数用来回调。

NodeJS中间层到插件池：

直接调用。

插件池到用户插件层：

依据C++的多态性，在运行时插件池动态调用匹配的目标插件的目标方法。

用户插件层直接调用原生API。

5、用户插件设计

用户插件为动态库，插件主体CNativePlugin继承自CPlugin并对类进行具体实现，动态库的唯一导出函数中创建并返回CNativePlugin对象的指针。其类图如下：

插件式架构 UML 插件系统设计_PhoneGap_02

6、关于NodeJS插件系统的几点补充

插件池对插件的异步回调实现

考虑到两个问题：

① 用户插件的异步调用的唤醒，在PhoneGap体系中是由PhoneGap中间层PluginManager通过是否创建线程的方式创造异步执行条件，即由PhoneGap中间层唤醒异步调用，这样的形式对用户插件自身需要实现回调的情况（如语音+接口）支持不够，因而NodeJS插件系统中将异步调用的唤醒权放给用户插件中以更好地兼容。

② 用户插件异步结果的返回，设计中考虑到两种方式，一个是当前的传递函数指针方式，另一个是windows消息机制（SendMessage、PostMessage），这两种方式皆可，但从实现难度上，指针传递方式较为方便，在跨平台情况下该方法也可以直接迁移。