Node.js 扩展 N-API 和应用场景

1 N-API 介绍

1.1 什么是 N-API？

N-API，这是最开始时的名字，现在也叫 Node-API，是专门用于构建 native nodejs 扩展模块的一组 api，在 nodejs 8.0.0 版本的时候引进的，并内置于 nodejs 内部，由官方自己维护。

在 N-API 之前，有一个 NAN（Native Abstractions for Node.js）的库，它是一个很早的 node 原生模块开发工具包，打包了很多原生模块需要的头文件和提供了一些友好封装，但是有一些兼容问题和弊端，下面会提到，目前该库在 github 上 nodejs 组织下， nodejs/nan: Native Abstractions for Node.js (github.com) 。

N-API 主要作用于 nodejs 中 js 引擎和 C/C++ 代码之间，扮演的是一个桥梁的作用，也是一个中间层。

就目前来说 nodejs 的 js 引擎是 v8，然后在 N-API 另一侧的 C/C++ 代码，主要指的是 C/C++ 的扩展模块内容，也就是我们需要编写的代码部分。在这部分中，我们可以直接使用 N-API 去间接调用 v8 的 api 去操作和访问运行时的 js 对象，完成相应的交互。

1.2 N-API 的出现，优化了哪些问题，带来了哪些增强？

1. 解决了因 nodejs 版本问题，导致扩展模块的前后兼容问题

这个兼容问题以前是由模块开发者来维护的，现在全丢给 nodejs 了，基本上兼容问题不需要我们考虑太多，主要体现在，如下两点：

1. 如果使用纯原生方式，写一个扩展模块，因需要访问和操作 js 对象，就需要了解 js 引擎 api，就目前的 nodejs 而言，需要了解 v8 的 api，甚至说，了解 libuv 的 api。然后不同版本的 nodejs，可能存在 v8 版本的不一致，不同版本 v8 api 会有废弃和 break change 等问题，会直接导致，我们先前 nodejs 版本编译好的扩展模块，使用的可能是旧的 v8 api，以至于在后续 nodejs 版本中继续使用之前编译好的扩展模块，会出现一些预期以外的兼容问题，需要我们即使更新模块 api，重新编译打包更新。

2. N-API 是由 nodejs 本身维护在内部的，它的 api 版本兼容是稳定的，因为扩展模块编译之后是二进制文件，所以 N-API 也是 ABI-stable，这里的 ABI 指的是 Application Binary Interface，也就是二进制接口稳定，所以我们只需要关注 N-API 版本和 nodejs 版本的兼容映射关系就可以了，一般来说，一次编译可以在好多版本下试用，无需重复编译。

这里贴一下，N-API 版本 和 nodejs 版本对应关系文档地址， 详见 。

2. 使用 N-API 开发的扩展模块，我们是可以无需关心 nodejs 是否有更换 js 引擎，也无需去了解具体 api，降低了开发的了解和学习成本

这个就很好理解，N-API 的出现，不再需要开发者，去了解具体的 js 引擎 api，它本身是一层 api 的抽象，我们通过它间接去调用 js 引擎的 api，下面都由每个版本的 nodejs 自己在内部衔接处理好。哪天 nodejs 偷偷更换了，比 v8 更好的 js 引擎了，我们也无需关心，我们的扩展代码是否能执行，属于无缝衔接。

3. N-API 让 nodejs 跨语言集成变的更容易

因为 N-API 是 ABI-stable 的，并且 nodejs 的扩展模块，编译之后的二进制文件，都是以 C style API 形式的动态链接库文件。

那么也就是说，只要是任何语言，能编译成 C style 类型的动态链接库，都可以使用 N-API，去为 nodejs，开发扩展模块。

nodejs 与 其它语言，甚至操作系统，他们之间的衔接的纽带，就是 C style 动态链接库，这样一来，很直接的一个使用场景就有了，很多现成的动态链接库，我们不需要再用 js 去实现造一遍轮子了，仅使用 N-API 包装一下，就可以为 nodejs 所使用了。

2 如何使用 N-API，写一个 nodejs addon，并发布使用？

这里附上一个之前测试编译发布流程时，写的一个简单的 demo  代码仓库地址 。

这个 demo 是导出一个 hello 的函数，打印  hello_world~ ，以这个 demo 为例，拆分开介绍一下，使用 N-API 编写一个 nodejs addon 和 中间一些工具链的配置，以及如何发包到 npm，实际安装使用扩展的原理。

2.1 介绍一下 demo 的目录结构

.├── package.json                        ├── package-lock.json                   ├── .npmrc                              ├── binding.gyp                         使用的是 node-gyp 构建扩展模块，这里是当前项目的构建配置├── build                               这是 node-gyp 构建完的输出目录，不需要用包含在发布的包中├── lib                                 这里放需要包装native扩展的 js 代码，主要用于导出，以及放一些 .d.ts 的类型声明文件│   ├── index.d.ts│   ├── index.mjs│   └── index.cjs                       ├── src                                 主要的 C/C++ 模块代码│   ├── addon.h                         │   ├── addon.cc                        具体addon的代码│   └── main.cc                         注册扩展模块到 nodejs 上的代码└── test                                    └── test.mjs

2.2 介绍一些 binding.gyp 和 package.json 中的配置，以及如何发布 npm 包

package.json

{   "scripts": {        "recompile": "node-gyp build",        "release": "npm publish",        // "install": "node-gyp build",        "test": "node test/test.mjs"    },    // 这个参数是 npm 默认支持的，当在执行 npm install 时，配置成 true，会自动触发，当前包的编译，也就是执行 `node-gyp build` 命令    // 如果在上面"scripts"中的显示指定了"install"命令，gypfile会被忽略掉，使用指定的代替, 如上面注释的"install"命令    "gypfile": true,    // 下面是兼容esm和cjs的默认导出    "types": "./lib/index.d.ts",    "main": "./lib/index.cjs",    "exports": {        "types": "./lib/index.d.ts",        "default": {            "require": "./lib/index.cjs",            "import": "./lib/index.mjs"        }    },    // 配置发布包时的包含文件    "files": [        "lib/**",        "src/**",        "binding.gyp",        "test/**"    ],    // 发包配置，主要是给npm publish用的    "publishConfig": {        "access": "public",        // 指定发布到npm上，也可以更换程github的地址        "registry": "https://registry.npmjs.org"    },    // 这是用到的两个依赖包    "dependencies": {        // 这个是用来导入.node模块的包，它会自动在build目录下查找，我们编译好的.node文件，不用自己再写一个binding.js了        "bindings": "^1.5.0",        // 这个关键，这个包是对N-API的再度封装，也是由nodejs官方维护的，会比直接使用N-API更方便，后面会具体说        "node-addon-api": "^8.1.0"    }}

binding.gyp

这个配置文件，默认放到和 package.json 平级目录下，当执行  node-gyp build  命令是，会自动读取当前配置。

{  "targets": [    {        # 当前构建模块名，对应到node-gyp中的宏定义是 NODE_GYP_MODULE_NAME        "target_name": "node-addon-example",        # 下面这两个是编译C/C++代码是的参数，这个参数是屏蔽掉底层的异常处理代码，下面代码出现异常时，往外抛，我们能在js代码中 catch        "cflags!": [ "-fno-exceptions" ],        "cflags_cc!": [ "-fno-exceptions" ],        # 需要参与编译的源代码文件        "sources": [ "./src/main.cc", "./src/addon.cc" ],        # 需要参与编译的引用头文件目录，node-addon-api 是我们以来的一个包，里面包含我们需要编译时用的头文件        "include_dirs": [            "<!@(node -p \"require('node-addon-api').include\")"        ],        'defines': [             # 这个宏定义和上面那个cflags一样，是给 node-addon-api 这个包用的            'NAPI_DISABLE_CPP_EXCEPTIONS',            # 这个宏定义，是声明 N-API的版本号，默认取的是 nodejs 构建时的配置参数 napi_build_version, 详见 `node -p process.config 中 napi_build_version 的值`            "NAPI_VERSION=<(napi_build_version)",        ],    }  ]}

发布和使用 npm 包

关于发布：

基于上面介绍的 package.json 中的  publishConfig  和  files  配置，我们可以直接执行  npm publish  或者  npm run release  命令，直接发布到 npm 上即可，可以配置到 ci 上发布，关于 ci 的就不具体写了。

关于使用：

相同的是，就和使用正常的 npm 包一样，npm install @<tag/version>即可。

不同的是， npm install  时会自动，执行  node-gyp build  根据包里面的  binding.gyp  配置文件，和当前 nodejs 的版本以及 nodejs 的编译配置信息，去编译当前扩展模块，输出到  build  目录中。

关于 nodejs 的 gyp 编译配置文件，详见命令： node -p process.config 

关于 prebuild 扩展模块，这里先不提了，实时安装编译和使用 prebuild，各有利弊，具体根据实际需要选择。

2.3 简单介绍一下 src 下面的代码流程

这个示例代码，这里用的是   node-addon-api   这个包，它的头文件为  napi.h ，不是 N-API 的  node_api.h ，这里不过多介绍，我们可以快速浏览下代码和上面的关键注释。

//----------------------------------------- main.cc -----------------------------------------#include <napi.h>#include "addon.h"
Napi::Object Init(Napi::Env env, Napi::Object exports){       // 在执行模块注册初始化时，往 exports 上挂载需要的导出内容    MountExport(env, exports);    return exports;}
// 可以显示定义 NAPI_VERSION// #define NAPI_VERSION 8
// 由 napi.h 提供的宏定义，注册当前模块给nodeNODE_API_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Init)
//----------------------------------------- addon.h -----------------------------------------#ifndef TEST_JUST_A_J_WOLF_ADDON_H_#define TEST_JUST_A_J_WOLF_ADDON_H_#include <napi.h>
// 声明了一个 mountExport 函数，用于往 exports 挂载导出内容void MountExport(Napi::Env env, Napi::Object exports);
#endif
//----------------------------------------- addon.cc -----------------------------------------#include "addon.h"
// 定义了方法名和方法const char *methodName = "hello";Napi::String Method(const Napi::CallbackInfo &info){    Napi::Env env = info.Env();    return Napi::String::New(env, "hello_world~");}
// mountExport 函数的具体实现void MountExport(Napi::Env env, Napi::Object exports){       exports.Set(Napi::String::New(env, methodName), Napi::Function::New(env, Method));};

3 nodejs 扩展模块，有哪些实用的应用场景？

1. 高性能计算：

• 高精度计算：当需要处理大量数据或进行高精度计算时，C/C++的性能优势尤为明显。Node.js 的 addons 可以封装这些计算密集型任务，从而提高整体应用的性能。

• 图像处理：处理大量图像或进行复杂的图像处理算法时，可以利用 C/C++的库（如 libjpeg、OpenCV 等）来加速处理过程。

2.系统级操作：

• 调用系统 API：Node.js 的 addons 可以直接调用操作系统的 API，实现一些 Node.js 自身难以或无法完成的功能，如访问硬件资源、操作底层文件系统等。

• 与第三方库集成：当 Node.js 没有合适的包或现有包的效率无法满足需求时，可以通过 addons 调用已有的 C/C++库来实现特定功能，如视频格式转换、加密解密等。

3.多语言开发：

• 跨语言互操作性：在多语言开发的项目中，Node.js 的 addons 可以作为桥梁，使 Node.js 能够调用 C/C++编写的类库，从而实现与其他语言（如 Java、Python、Go 等）的互操作。

• 共享代码库：通过 addons，可以在不同的项目或不同语言之间共享 C/C++编写的代码库，提高代码复用性和开发效率。

4.性能瓶颈优化：

• 优化热点代码：对于 Node.js 应用中的性能瓶颈部分，可以通过编写 addons 来优化这些热点代码，从而提高整体应用的响应速度和吞吐量。

• 并发处理：虽然 Node.js 本身擅长处理高并发，但在某些场景下（如需要处理大量 CPU 密集型任务时），通过 addons 可以利用 C/C++的多线程能力来进一步提高并发处理能力。

5.游戏开发：

• 游戏引擎集成：在游戏开发中，可能需要集成一些高性能的游戏引擎或物理引擎（这些引擎往往是用 C/C++编写的）。通过 Node.js 的 addons，可以方便地将这些引擎集成到 Node.js 应用中，从而利用 Node.js 的异步 IO 和网络通信能力来构建游戏的后端服务。

4 nodejs 的 addons 是什么？

Node.js 的 addons 是 Node.js 的原生扩展，是使用 C/C++ 编写的动态链接共享对象，显示为 .node  后缀文件，它们可以通过 Node.js 的 require() 方法加载，并像其他普通的 Node.js 模块一样使用。

addons 的主要优势在于能够利用 C/C++ 的高性能特性，以及直接访问 系统级 API 的能力，从而在某些场景下显著提升 Node.js 应用的性能或实现特定功能。

4.1 nodejs 的 组成结构及模块关系





4.2 nodejs 的 addons 的结构组成

这里引用一下官方文档中的一个纯 native 方式编写的代码示例： hello 。

可以对比一下 上面 demo 中的 N-API 的使用方式，可以发现，纯原生 addon，少了一个封装的头文件  node_api.h  或者  napi.h 。

有了上面的 demo 代码结构示例，再来快速瞅一下，这个原生态的结构，也就很容易理解了。

// node 头文件#include <node.h>
// 定义模块命名空间作用域namespace demo {
// 引用 v8 apiusing v8::FunctionCallbackInfo;using v8::Isolate;using v8::Local;using v8::Object;using v8::String;using v8::Value;
// 具体扩展方法实现，这里直接使用的 v8 apivoid Method(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {  Isolate* isolate = args.GetIsolate();  args.GetReturnValue().Set(String::NewFromUtf8(      isolate, "world").ToLocalChecked());}
// 模块初次load时，初始化方法void Initialize(Local<Object> exports) {   // 建立导出关系   NODE_SET_METHOD(exports, "hello", Method);}
// 注册扩展模块给nodeNODE_MODULE(NODE_GYP_MODULE_NAME, Initialize)
}

简单说明一下，addons 的结构，主要分 3 部分：

这里相关代码参考，node v20.13.1

1. 注册模块给 node，这里使用的是 node 中的宏定义，主要有三个，分别是

 NODE_MODULE 

这个宏定义，默认是注册到全局

 NODE_MODULE_INIT 

这个宏定义，在  NODE_MODULE  的基础之上，支持  Context  参数，支持用于上下文隔离，也就是多实例（跨线程）。

  NODE_MODULE_INIT  是  NODE_MODULE  的 增强实现，可以看下具体宏代码实现。

 NODE_MODULE_INITIALIZER 

这个宏定义，同  NODE_MODULE_INITIALIZER  作用一样，但是实现方式不一样。

2.node 初次加载 模块时的 初始化函数

  Initialize 

这个函数是作为参数出现的，函数名不限制。

示例用到了，另一个宏定义， NODE_SET_METHOD ，使用 node 封装的导出函数，导出对方法。

3.具体 addons 的功能实现

这里需要直接使用到 v8 的 api，来操作对象和参数了，因此需要我们，去了解下  v8 相关的文档 。

看完这个结构，也能感到 N-API 的其中一个作用，就是集中抽象封装原生 api，在 nodejs 内部维护，尽可能降低开发 addon 的学习和维护成本。

4.3 nodejs 的模块加载机制，以及集成 addons 原理

模块加载：

1、对于 addons 模块的加载，node 提供了   process.dlopen   函数，可用于直接加载 addons。

2、由于 addons 的模块，后缀名为  .node ，不是标准的 es 模块，只是 nodejs 自己的扩展模块，所以，目前  esm  是不支持直接使用  import  进行加载的，可以自行使用  process.dlopen  来封装，下面贴一段，官方文档给的示例代码。

import { dlopen } from 'node:process';import { constants } from 'node:os';import { fileURLToPath } from 'node:url';
const module = { exports: {} };dlopen(module, fileURLToPath(new URL('local.node', import.meta.url)), constants.dlopen.RTLD_NOW);module.exports.foo();

3、对于  commonjs  使用的  require ，是支持加载  .node  模块的，下面贴一下 node 代码实现 和  源码位置 。

/** * Native handler for `.node` files. * @param {Module} module The module to compile * @param {string} filename The file path of the module */Module._extensions['.node'] = function(module, filename) {  // 这是一些node后来补充的关于安全性策略的东西，根据配置来影响模块加载，这里可以忽略跳过  const manifest = policy()?.manifest;  if (manifest) {    const content = fs.readFileSync(filename);    const moduleURL = pathToFileURL(filename);    manifest.assertIntegrity(moduleURL, content);  }  // 可以看到这里没有第三个参数，默认是os.constants.dlopen.RTLD_LAZY，详见：https://github.com/nodejs/node/blob/v20.13.1/src/node_binding.cc#L444  return process.dlopen(module, path.toNamespacedPath(filename));};

这里可以看到  process.dlopen(module, path.toNamespacedPath(filename)); ，这里也是直接使用了  process.dlopen  函数。与直接使用  process.dlopen  不同的是，我们不需要自己去构造参数，并且，也不需要自己去维护，模块的缓存，都交给了  require ，来统一管理。

集成 addons 原理：

node 的扩展模块，后缀名是  .node ，这个只是为了便于，node 加载模块时识别使用。

实际上的  .node  其实是一个  动态链接库 ：

• 在 linux 系统下时，是  .so  结尾

• 在 windows 系统下时，是  .dll  结尾

对于  动态链接库  的跨系统加载，主要依靠  libuv  的封装 api，进行系统级别的调用，来完成  动态链接库  的内容加载和调用。

node 完成的加载流程如下：





5 nodejs addon 模块的所有编写方式

5.1 纯 native 写 addons

文档示例： C++ addons | Node.js v20.13.1 Documentation (nodejs.org) 

这个直接引用  node.h  头文件，以及  v8.h ，等内置的 api 和 依赖库 api，直接写很原生态。

需要自己从 node 源码中获取必要头文件。

5.2 nan（Native Abstraction for Node.js）

仓库地址： nodejs/nan: Native Abstractions for Node.js (github.com) 

这个是 nodejs 很早给出的 addons 实现方案，进行了少量的抽象和封装，以及打包了必要头文件，但是还是需要了解 v8 相关 api。

核心问题： nan 这个库并不是 nodejs 内置的 api，属于是一个外在衍生的吧，它里面依赖的 v8 等版本的 api，没办法和 nodejs 保持一致，这是不如后来的 N-API 的地方，也是出现兼容性问题的地方。

5.3 nodejs 提供 native 封装 => node-api

文档地址： Node-API | Node.js v20.13.1 Documentation (nodejs.org) 

这个是目前 nodejs 推荐使用的方式，以前叫  N-API 现在叫  Node-API , 它隐层了很多 node 层面内容, 定义了一组专门用于 addons 的 C style API, 也就是生成 node 扩展  动态链接库  的规范, 大家只需要关注  node-api  即可, 减少了很多和 node 版本的 兼容性问题.

与 nan 的最大的区别是，这个维护在 nodejs 内部，且 api 稳定，所以使用了 api 的扩展模块也稳定，以前的兼容问题都抛给 node 内部去维护了。

5.4 基于 node-api 的跨语言交互

C++

我们可以使用   node-addon-api  这个包，去获取需要的头文件和更高级抽象的 api：

仓库地址： nodejs/node-addon-api: Module for using Node-API from C++ (github.com) 

文档地址： node-addon-api/doc at main · nodejs/node-addon-api (github.com) 

这个包代码不是 nodejs 的一部分，它是对  node-api 的扩展，是 C++ 基于  N-API  扩展的一个实现，用于更好的集成 C++ 代码，使 N-API 使用起来更方便。可以看到这个仓库是被固定在 nodejs 组织下的，懂得都懂。



下面附上一个用 node-addon-api 这个包开发的开源库示例：仓库地址： lovell/sharp: High performance Node.js image processing, the fastest module to resize JPEG, PNG, WebP, AVIF and TIFF images. Uses the libvips library. (github.com) 这个库利用 N-API 的优势，包装了  libvips  这个 C++ 处理图片的库，一来避免了 js 重复造轮子，二来也一定程度上提高了性能。我们看一下，它的  package.json  的依赖以及它的 src 入口代码，这个库，没有使用 bindings 那个包，是自己写的 预编译和 binding 代码。

有兴趣的话，可以以 pipeline 这个方法为例，看一下它的代码，它里面使用了 N-API 提供的异步实现，就像写 js 去写个异步一样，不同的是，这里的的异步，借用了 libuv 的工作线程，在 js 层面只有 IO 才能用，或者显示 使用 worker_threads 模块。





Rust

我们也可以使用热门新秀语言： rust ，去开发 nodejs 的 addon，主要使用的是这么一个库  napi-rs ：

仓库地址： napi-rs/napi-rs: A framework for building compiled Node.js add-ons in Rust via Node-API (github.com) 

文档地址： Home – NAPI-RS 

这个库其实在，C++那个库的文档最后，也是有所提及的： node-addon-api/doc at main · nodejs/node-addon-api (github.com) 

这是一个  rust  版本的基于  N-API  的实现,  rust  本身是可以编译成  动态链接库  的, 这个包遵循  N-API  的约定, 用于将  rust  代码, 生成 node 可以用的  动态链接库 , 从而以 addons 的形式被 node 使用的目的.

Rust 也是 js 的另一个运行时  Deno （Nodejs 的兄弟）的核心开发语言，当初 Nodejs 作者，感觉到 Nodejs 的发展背离了初衷，主要是安全性问题，就重新写了 Deno，下层使用的是 Rust 和 V8，这可能是 Rust 支持 Nodejs 的一个原因吧，为了生态融合，去了解 Deno 的 api，会发现他们做了很多，与 Nodejs 兼容的东西。

这个库目前比较友好，相关的打包发布工具链也挺全的，一套代码, 可以支持同时构建成多个平台的 预编译版本 , 发布到 npm.

使用这个库，开发的包，如： @swc/core 

然后这里提一下  预编译版本 ，说下明显的优缺点：

•  优点 : 提前通过  ci  等发布环境，提前编译好了，可能的系统环境下的  .node  包， npm install  时候不用再实时编译，也就不需要依赖编译环境。

•  缺点 ：每次安装时候，可能需要下载好几个，预编译的  .node  文件，时间挺长的。

拿  @swc/core  来说，他会检测当前系统满足的  .node , 全都下载来。

看了每个 .node 大概 40 多 mb，多下载一个相当于时间翻倍，之前就说每次重新安装  @swc/core  这个包时，网络不好时，总是卡了很久。。。

6 nodejs 扩展模块 和 纯 js 模块的优缺点

因为扩展模块，可以跨语言，这里先以 C++ 作为代表，简单从如下三方面来说下：

1、执行速度：

c++ 扩展通常具有更快的执行速度，因为 c++ 是编译型语言，其代码在执行前已经被编译成机器码，而 nodejs 中的 js 代码则是通过 v8 引擎即时编译（jit）的，中间会多一步编译的过程。在计算密集型任务中，c++ 扩展的优势尤为明显。

因为 nodejs 是单线程，除了这些任务外 —— timer 定时器任务(异步检查)，文件/网络 io 的数据读取任务(工作线程异步读取)，所有 js 代码还都是跑在主线程上，会阻塞主线程。

所以对于 js 计算任务，无论你是否使用 async/await 或 promise 去 wrapper 拆分，它总计算任务量是不变的，唯一的区别，就是将原本同一个时间点需要执行的大整块的长时间的任务，拆分成多个短时间的小任务，在不同的时间点串/并行执行，从而一定程度上提高任务承载能力，但是终究主线程是单线程，这种计算任务承载力是有限的。

就算使用 c++ 扩展模块也一样，只要是同步代码都是一样的，同步执行意味着串行和等待。但是在都不考虑使用工作线程的情况下，对于计算密集型任务 c++ 有语言上的优势。

此外，nodejs 提供了，工作线程模块  worker_threads  可以在 js 层面，显式的使用工作线程，去做计算型任务，每个线程是一个独立的 v8 实例，可以独立执行计算任务，不阻塞主线程。

另外 c++ 扩展也可以不占用主线程，在代码中利用 libuv 提供的下层工作线程，如同在 js 层面使用  worker_threads  一样，去异步工作。

无论是异步还是同步，对于计算行任务，同场景下来说，大多数情况下 c++ 执行速度是优于 js 的。

2、内存使用：

c++ 扩展通常能更有效地使用内存，因为它们可以直接操作内存地址，绕开了 js 对象，也避开 v8 引擎的 js 内存限制，因此不占用 v8 的内存限制指标。

这会帮助在 c++ 扩展中，处理复杂计算或大量数据时，内存使用更为便捷和高效，弊端内存管理不好，容易 OOM。

注：nodejs 中的 buffer 数据也不会占用 v8 的内存指标，buffer 不是 v8 中的内容，是 nodejs 下层自己的 c++ 内置模块。

3、开发效率：

js 代码的开发效率通常更高，因为它具有更简洁的语法和丰富的库支持。

c++ 扩展的开发则相对复杂，需要更多的编译和调试工作，整体开发成本较高。

总结

这篇主要目的是以介绍 N-API 和如何编写 node 扩展模块为主线，也罗列了下它的使用场景，最后结合我们对平时代码的思考，整体概括总结一下：

1、N-API 是 nodejs 官方对外提供的一套统一的标准接口（有点类似于 open api 这种意思），api 很稳定，官方再 nodejs 内部维护，但凡遵循这套接口的定义，使用 N-API 开发的动态链接库，无论啥语言开发的，都可以为 nodejs 所使用，如同正常 js 模块一样。

2、N-API 也简化，开发 nodejs 扩展模块的流程，让我们可以将注意力，集中在 api 的使用上，而不是花一些时间去考虑各种兼容问题以及与 js 交互问题上，然后如需写扩展，可以优先考虑封装和抽象程度更高的这两个：

• 使用 C++ 的话，就   node-addon-api   这个包，可以参考最上面的   demo   或者   sharp   这个库代码。

• 使用 Rust 的话，就   napi-rs   详细看下这个库的文档吧，文档将 N-API 映射到 Rust 自己的 api，以及一些数据类型映射，它的配套工具链挺完善，可以参考   swc-project/swc: Rust-based platform for the Web  这个包代码。

3、N-API 最实用使用场景，就是 wrapper 现成的第三方库，快速为 nodejs 提供快速的扩展能力，如 sharp 这个库。

我们不造轮子，我们只是轮子的搬运工(^_^)~

4、对于 nodejs 正常开发任务 或者 优化代码，我们应该遵循能简单绝不复杂的原则，主要思路为  提高整体承载能力  和  降低主线程的拥堵度  两方面，优先考虑使用 js 代码。

提高整体承载能力

代码层面（脚本/项目）

对于 js 计算任务，优先考虑，使用 async/await 或 promise 进行任务拆分，异步并行在主线程中执行。

基本上这是平时大家用的最多的方式了。

需要再度优化了，可考虑 js 代码，使用  wasm  代替，编译之后也是二进制，浏览器中也能使用，目前主流浏览器都支持了  WebAssembly 。

最后再考虑引入 c++ 扩展。

node 层面

考虑使用多个 node 进程启动 脚本/项目

  child_process 

  cluster 

第三方工具，如： pm2 

再往大说，部署多容器，多机器。

降低主线程的拥堵度

优先考虑，使用  worker_threads  模块，丢给工作线程去跑。

线程与进程共享内存，可以减少数据序列化和反序列化的开销。

c++ 扩展，可考虑，直接使用 N-API 的  AsyncWorker ，使用工作线程异步执行。

其次使用  child_process  模块，fork 子进程去跑。

子进程与主进程完全隔离，它们通过 IPC 通信，开销代价高于  worker_threads 。

最后想说，使用 nodejs 开发，也并不总是 c++ addons 就一定效率高，理论上终究是理论上，方向是对的，大多数情况下也是对的，具体还需要结合具体业务和需要来决定，必要时也要需要一定的测试对比。