napi系列学习基础篇——如何通过DevEco Studio开发一个NAPI工程

简介

NAPI(Native API)是OpenHarmony系统中的一套原生模块扩展开发框架,它基于Node.js N-API规范开发,为开发者提供了JavaScript与C/C++模块之间相互调用的交互能力。如下图所示:

这套机制对于鸿蒙系统开发的价值有两方面:

  • OpenHarmony系统系统可以将框架层丰富的模块功能通过js接口开放给上层应用使用。
  • 应用开发者也可以选择将一些对性能、底层系统调用有要求的核心功能用C/C++封装实现,再通过js接口使用,提高应用本身的执行效率。

本文将通过一个Hello world的实例来演示如何在DevEco Studio上开发一个NAPI工程的过程。

工程准备

DevEco Studio下载

本实例中使用的是DevEco Studio 3.0 Release版本的IDE,我们需要在官网下载DevEco Studio 3.0 Release版即可,DevEco Studio的安装使用请参照DevEco Studio使用指南。

SDK下载

下载安装完DevEco Studio工具后,我们需要下载OpenHarmony的SDK,具体步骤如下(更多详细信息请参照DevEco Studio使用之配置开发环境):

  • 运行已安装的DevEco Studio,首次使用,请选择Do not import settings,单击OK。

  • 进入DevEco Studio操作向导页面,修改npm registry,DevEco Studio已预置对应的仓(默认的npm仓,可能出现部分开发者无法访问或访问速度缓慢的情况),直接单击Start using DevEco Studio进入下一步。 [图片上传失败…(image-2e56d3-1713015725747)]

  • 设置Node.js信息,可以指定本地已安装的Node.js(Node.js版本要求为v14.19.1及以上,且低于v15.0.0;对应的npm版本要求为6.14.16及以上,且低于7.0.0版本);如果本地没有合适的版本,可以选择Download按钮,在线下载Node.js。本示例以下载Node.js为例,选择下载源和存储路径后,单击Next进入下一步。

  • 等待Node.js安装完成,然后单击Finish进入下一步。

  • SDK Componets Setup界面,设置OpenHarmony SDK下载路径,如果需要开发HarmonyOS应用,请勾选上HarmonyOS SDK,单击Next进入下一步。

  • 在弹出的SDK下载信息页面,单击Next,并在弹出的License Agreement窗口,阅读License协议,需同意License协议后,单击Next开始下载SDK。

  • 等待OpenHarmony SDK及工具下载完成,单击Finish,这样SDK就安装完成。

创建工程

下载并配置完SDK后,我们就可以开始创建工程了。DevEco Studio已经自带了一个Native C++ hello的模板,我们只需新建该模板的一个工程即可。

  • 打开DevEco Studio,点击左边Create Project,将会弹出对应新建工程界面。
  • 选择OpenHarmony下的Native C++模板,单击Next。

  • 配置工程 选择完模板后,会弹出配置工程界面,在该界面我们需要配置工程名字,SDK版本以及Model,配置完后点击Finish,这样我们一个helloworld工程就创建完成了。

源码实现

新建完工程后,实现napi接口的hello.cpp源码在工程的entry/src/main/cpp目录下。

注册napi模块

先定义一个模块,对应结构体为napi_module,指定当前NAPI模块对应的模块名以及模块注册对外接口的处理函数,具体扩展的接口在该函数中声明,后面说明。 模块定义好后,调用NAPI提供的模块注册函数napi_module_register(napi_module* mod)函数注册到系统中。

static napi_module demoModule = {.nm_version =1,.nm_flags = 0,.nm_filename = nullptr,.nm_register_func = Init,.nm_modname = "hello",.nm_priv = ((void*)0),.reserved = { 0 },
};
extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterHelloModule(void)
{napi_module_register(&demoModule);
}

接口定义

napi_property_descriptor结构体中声明了napi中对应的接口,如下所示,其中Add对应的使Native C++的接口,其应用端的接口对应为add,napi通过napi_define_properties接口将napi_property_descriptor结构体中的2个接口绑定在一起,并通过exports变量对外导出,使应用层可以调用add方法。

static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports)
{napi_property_descriptor desc[] = {{ "getHelloString", nullptr, getHelloString, nullptr, nullptr, nullptr,napi_default, nullptr }};napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);return exports;
}

接口实现

以下为getHelloString接口业务实现代码:

static napi_value getHelloString(napi_env env, napi_callback_info info) {napi_value result;std::string words = "Hello Napi";if (napi_create_string_utf8(env, words.c_str(), words.length(), &result) != napi_ok) {return nullptr;}return result;
}

到此,我们已经对外导出了1个napi接口,应用端可以调用这个接口。

调用接口

首先,在调用napi前,我们需要导入napi库:

import testNapi from "libentry.so"

导入完库后,我们就可以通过导入的变量直接调用对应的napi接口:

testNapi.getHelloString();

而工程创建后,在index.ets文件(在工程的entry/src/main/ets/pages目录下)中系统已经默认生成了一个hello world的文本区域,且通过点击文本区域,可以调用getHelloString的napi接口,代码如下:

import testNapi from "libentry.so"
@Entry
@Component
struct Index {@State message: string = 'Hello World'build() {Row() {Column() {Text(this.message).fontSize(50).fontWeight(FontWeight.Bold).onClick(() => {this.message = testNapi.getHelloString()console.log("Test NAPI get string : " + this.message);})}.width('100%')}.height('100%')}
}

这时DevEco Studio工具会提示getHelloString接口未定义,我们需要在对应的index.d.ts文件(在工程的entry/src/main/cpp/types/libentry目录下)中加上该接口的定义:

export const getHelloString: () => string;

至此,源码实现已完成,我们可以通过点击DevEco Studio工具上Build选项中的Build Hap(s)进行编译。

安装调试

应用通过DevEco Studio工具安装到开发板的步骤:

连接开发板

将开发板连接电脑,工具会自动识别到设备,如下图

配置签名

应用第一次安装到设备上的时候,是需要进行签名配置,否则无法进行安装。具体签名步骤:

  • 点击工程配置按钮 点击DevEco Studio工具右上角的Project Structure按钮,弹出工程配置界面

  • 配置自动签名 弹出工程配置界面,选择Project >>Signing Configs页面,在选中自动签名即可,此时工具会自动生成签名信息:

  • 确定签名 工具在自动生成签名信息后,直接点击ok按钮即可完成自动签名操作

安装运行

配置完签名后,我们就可以直接点击DevEco Studio工具上运行按钮进行安装运行应用了

调试

应用安装运行后,在板子上我们可以在屏幕的中央看到Hello World的显示,并且我们点击Hello World后可以在DevEco Studio工具的Log窗口查看到对应的调试信息

由于系统的调试信息也在log窗口显示,且信息量大,不方便我们查看自己的调试信息,所以我们可以在log窗口设置过滤信息,让窗口只显示我们过滤关键字的信息。

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