基於C++和Rust兩種方式擴展nodejs對比

C++ 方式

1. npm install node-gyp -g
2. mkdir demo && cd Demo && npm init
3. 建立 fib.cc
4. 建立binding.gyp
5. node-gyp configure build
6. 建立 測試 index.js 文件

node-gyp https://github.com/nodejs/nod...

爲了測試性能對比，算法用了斐波那契的遞歸實現。
fib.cc:

// addon.cc
#include <node.h>

namespace demo {
    using v8::Exception;
    using v8::FunctionCallbackInfo;
    using v8::Isolate;
    using v8::Local;
    using v8::Number;
    using v8::Object;
    using v8::String;
    using v8::Value;

    
    unsigned int Fib_Recursive(unsigned int fib) {
        if (fib > 2) {
            return (Fib_Recursive(fib - 1) + Fib_Recursive(fib - 2));
        }
        else if (2 == fib) {
            return 1;
        }
        else if (1 == fib) {
            return 1;
        }
        return 1;
    }

    void Fib(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {
        Isolate* isolate = args.GetIsolate();
       

        if (!args[0]->IsNumber()) {
            isolate->ThrowException(Exception::TypeError(
                String::NewFromUtf8(isolate, "Wrong arguments")));
            return;
        }

        int value = Fib_Recursive(args[0]->NumberValue());
        Local<Number> num = Number::New(isolate, value);

        args.GetReturnValue().Set(num);
    }

    void Init(Local<Object> exports) {
        NODE_SET_METHOD(exports, "fib", Fib);
    }

    NODE_MODULE(Fib, Init)
}  // namespace demo

bing.gyp:

{
    "targets": [
        {
            "target_name": "fib",
            "sources": [ "fib.cc" ]
        }
    ]
}

nodejs 引用使用：

const Fib = require('./build/Release/fib');
// js
console.time('c++')
console.log(Fib.fib(40)); // 'world
console.timeEnd('c++')


function fib(n) {
  if (n === 1 || n === 2) {
    return 1
  }
  return fib(n - 1) + fib(n - 2)
}

function fib2(n) { 
    if (n < 2) { 
        return 1; 
    } 
    var a = 1, b = 1; 
    for (var i = 2; i < n - 1 ;i++ ) { 
        b = a + b; 
        a = b - a; 
    } 
    return a + b; 
}


// js
console.time('node')
console.log(fib(40))
console.timeEnd('node')

console.log(process.memoryUsage());

最後執行 node index.js 輸出

102334155
c++: 273.243ms
102334155
node: 1081.281ms
{ rss: 22708224,
  heapTotal: 7159808,
  heapUsed: 4478104,
  external: 8236 }

註釋掉c++代碼再次執行 輸出：

node: 1037.292ms
{ rss: 22581248,
  heapTotal: 7159808,
  heapUsed: 4457040,
  external: 8236 }

這個主要看c++代碼的內存使用狀況： 4457040 - 4478104 = 20k。
總體性能提升不少，消耗內存較少。

基於Rust擴展

Rust語言特色：
優勢:

• AOT編譯器
• 沒有垃圾收集器
• 內存安全默認
• 編譯的可執行文件性能相似於C ++
• 具備依賴關係管理的包管理器
• Packages host
• 更好的社區
• 比C++寫起來容易

缺點:

• 入門曲線很是陡峭，足以讓不少人望而卻步
• 對編程意識要求較高，要能主動分辨去除可能會出現的同時讀寫的變量的狀況，不然編譯不會經過
• 雖然官方的文檔是中文的，可是官方的標準庫的文檔是英文的

實現步驟：

1. 安裝Rust：curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh
2. 安裝carco ： $ curl -sSf https://static.rust-lang.org/... | sh
3. cargo new demo
4. cd demo && npm init -y
5. npm i ffi —save
6. 在src/lib下 編寫lib.rs
7. 設置 Cargo.toml 爲crate-type = [「dylib」]
8. cargo build --release
9. 編寫測試index.js

lib.rs

#[no_mangle]
pub extern fn fib(n: i32) -> i32 {
  return match n {
    1 | 2 => 1,
    n => fib(n - 1) + fib(n - 2)
  }
}

Cargo.toml

[package]
name = "cargo_test"
version = "0.1.0"
authors = ["zhangpeng53 <zhangpeng53@baidu.com>"]

[lib]
name = "ffi"
crate-type = ["dylib"]

測試index.js

const ffi = require('ffi');

const rust = ffi.Library('target/release/libffi', {
  fib: ['int', ['int']]
});

// rust
console.time('rust');
console.log(rust.fib(40));
console.timeEnd('rust');

function fib(n) {
  if (n === 1 || n === 2) {
    return 1
  }
  return fib(n - 1) + fib(n - 2)
}

function fib2(n) { 
    if (n < 2) { 
        return 1; 
    } 
    var a = 1, b = 1; 
    for (var i = 2; i < n - 1 ;i++ ) { 
        b = a + b; 
        a = b - a; 
    } 
    return a + b; 
}



// js
console.time('node')
console.log(fib(40))
console.timeEnd('node')

console.log(process.memoryUsage());

執行node index 輸出結果：

102334155
rust: 221.232ms
102334155
node: 1031.842ms
{ rss: 24068096,
  heapTotal: 10330112,
  heapUsed: 5375584,
  external: 46765 }

註釋rust代碼輸出結果

102334155
node: 1051.661ms
{ rss: 22671360,
  heapTotal: 7708672,
  heapUsed: 4460048,
  external: 8236 }

rust 內存使用： 5375584 - 4460048 = 915k

總結：二者對比性能類似，rust使用內存較高，開發相對簡單。看你如何取捨了。