Hello, C++ + JavaScript World! - Boost.勉強会 #11 東京
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Boost.勉強会 #11 東京（http://partake.in/events/e75cde86-75c8-47ce-b647-2dbd0495b053）で発表した資料です。補足資料はこちら: http://d.hatena.ne.jp/hecomi/20130604/1370356501
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Hello, C++ + JavaScript World! - Boost.勉強会 #11 東京
- 1. ++ + C++ とJavaScript で広がる世界 @hecomi Boost.勉強会 #11 東京
- 2. Introduction • C++ と JavaScript が関連するお話について、 広く浅く簡単に世界観を紹介したいと思います
- 3. Introduction • 対象者 – C++, JavaScript 知ってる人・興味がある人 • 内容 – C++ と JS が関連した技術群それぞれについて、 Hello world に毛が生えたくらいの内容を紹介します – ちなみに Boost 成分 1 ㍉ もありません…
- 4. 自己紹介 • Name : @hecomi • Blog : http://d.hatena.ne.jp/hecomi/
- 5. 自己紹介 – 未来っぽいお部屋 Node.js 上で動作する自作 C++ モジュールと組み合わせて作った未来っぽいお部屋
- 6. 目次 • C++ + JS の世界感 • V8 • Node.js • Qt Quick • Native Client • Emscripten
- 7. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript と言えばブラウザ…
- 8. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン C++ で書かれている！
- 9. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) ブラウザ以外でも…
- 10. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) サーバサイド JavaScript 他にも有名ドコロで…
- 11. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) サーバサイド JavaScript アプリケーション開発 フレームワーク 他にも有名ドコロで…
- 12. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) サーバサイド JavaScript アプリケーション開発 フレームワーク NativeClient ネイティブアプリを ブラウザ上で動かす ブラウザの話に戻ると…
- 13. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) サーバサイド JavaScript アプリケーション開発 フレームワーク NativeClient ネイティブアプリを ブラウザ上で動かす Emscripten C++ を JS に変換 ブラウザの話に戻ると…
- 14. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン mobile JavaScript Java C++ JNI ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) サーバサイド JavaScript アプリケーション開発 フレームワーク NativeClient ネイティブアプリを ブラウザ上で動かす Emscripten C++ を JS に変換 モバイル周りは更に色々ありますが省略 ex.) Android
- 15. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) サーバサイド JavaScript アプリケーション開発 フレームワーク NativeClient ネイティブアプリを ブラウザ上で動かす Emscripten C++ を JS に変換 mobile JavaScript Java C++ JNI ex.) Android
- 16. C++ + JS の世界感 BrowserBrowser JavaScript エンジン ゲーム用途 例: SimCity (WebKit + v8 で UI を記述) サーバサイド JavaScript アプリケーション開発 フレームワーク NativeClient ネイティブアプリを ブラウザ上で動かす Emscripten C++ を JS に変換 mobile JavaScript Java C++ JNI ex.) Android
- 17. V8 Chrome でおなじみの JavaScript エンジン
- 18. 内容 • Introduction • V8 を使った JS の実行 • C++ の関数 à JavaScript の関数 • C++ のクラス à JavaScript のクラス
- 19. Introduction • V8 は、Chrome にも搭載されている C++ で書か れた JavaScript エンジン その他のオープンなエンジンには SpiderMonkey (C), Rhino (Java), JavaScriptCore (C++) 等があります
- 20. Introduction - インストール h#ps://github.com/v8/v8 or % brew install v8 % sudo ap;tude install libv8-‐dev
- 21. 動かしてみる
- 22. V8 を使った JS の実行 ※ 最近は Context.Dispose で Isolate を引数に指定しない場合は Warning が出るようになったようです
- 24. V8 を使った JS の実行 Context??
- 25. • 独立した JS をある V8 インスタンスの中で実行する環境 • JS は built-in 変数/関数も書換可能なのでグローバル空間を分離 • 2 つ目以降の Context の生成はローコストで可能 • iframe とかイメージすると分かりやすいです Context Context A Built-in func / obj Custom func / obj Context B Built-in func / obj Custom func / obj
- 26. V8 を使った JS の実行 Handle??
- 27. Handle • ヒープ内の JS オブジェクトの位置の参照 – GC する度に JS オブジェクトの実体のヒープ位置は変わってしまうので – JS の世界の変数とのやり取りはこの Handle を通じて行う • Local Handle と Persistent Handle の 2 種類がある – Local の寿命は Handle Scope で決定 – Persistent は明示的に Dispose するまで破棄されない Heap “hogehoge” 100 Function Handle Scope Local<String> Local<Number> Persistent<Function>
- 28. V8 を使った JS の実行 Persistent ハンドルを返す Local ハンドルを返す
- 29. 関数を追加したい！
- 30. こんな風にやります
- 32. こんな風にやります Value は JS の基本型（Number, Array, Object…) の基底クラスで、IsNumber() 等で型を確かめ、ToNumber() 等でアッ プキャスト出来ます。 Arguments は各引数（Value 型）に [ ] 演算子でアクセスでき、This や Callee などを参照できます。
- 33. こんな風にやります Context 生成時に global オブジェクト を指定することができます。
- 34. こんな風にやります print という関数を JS で呼ぶと、 ↑の print が実行されるように global オブジェクトにセットします
- 35. こんな風にやります $ clang++ print_test.cpp –o print_test $ ./print_test 100 + 200 = 300 実行 :
- 36. lambda 版
- 37. クラスを追加したい！
- 38. クラスの追加 概要 myClass の internal field に void* で保存 が呼ばれ、 C++ 側であらかじめ登録しておいた関数内で、 プロパティの読み書きやメソッド呼び出しのタイミングで、 事前に登録しておいた C++ の関数が呼ばれる。その内部では、 void* から my_class* へキャストして、メンバ変数 hoge の 読み書きや、メンバ関数 piyo() の呼び出しをする。
- 39. 例えばこんなクラスを…
- 42. こんな風にします
- 43. こんな風にします クラス内部の static 関数経由でのみ 呼ばれるようになるので private 化 setter / getter を JS 側から 呼ばれる形に変換
- 44. こんな風にします JS の世界へ送り出す処理を記述 JS 側で new された時と GC された時の処理 piyo を JS 側から 呼べるようにする
- 49. JS の世界とつなぐ処理 さっきは飛ばしましたが、ここでは 内部に JS からは見えない フィールドを 1 個作成しています new 時に呼ばれるコンストラクタを見てみます
- 50. JS の世界とつなぐ処理 こんな風 this オブジェクトに インスタンスを埋め込みます ( 0 はインデックス )
- 52. JS の世界とつなぐ処理 getter / setter では内部に保存した インスタンスを取り出して使います
- 53. JS の世界とつなぐ処理 getter / setter では内部に保存した インスタンスを取り出して使います
- 55. JS の世界とつなぐ処理 $ ./hello hoge hoge から fuga に書き換えられました fuga piyopiyo 実行 :
- 56. 参考文献 • Chrome V8 Embedder’s Guide – https://developers.google.com/v8/embed?hl=ja
- 58. 内容 • Introduction • Node.js の世界観 • C++ モジュールの作成
- 59. Introduction • V8 をエンジンとして利用したサーバサイドの JavaScript プラットフォーム • ブラウザの JavaScript では出来なそうなことが 色々簡単に出来る環境です
- 63. h#p://nodejs.jp/nodejs.org_ja/ Introduction - インストール h#ps://github.com/hokaccha/nodebrew or バージョン指定出来るのでこっちがオススメ
- 65. Node.js の世界観 JS でつくりたいもの コアモジュール fs, h#p などの組み込みモジュール
- 66. Node.js の世界観 JS でつくりたいもの コアモジュール npm モジュール $ npm install hoge で追加できるモジュール fs, h#p などの組み込みモジュール ※ Node Packaged Modules 31,184 個 (2013/05/31 時点) も 登録されている。 WebSocket を使ったり、DB とつない だり、各サービスにアクセスしたり…
- 67. Node.js の世界観 JS でつくりたいもの コアモジュール npm モジュール 自作モジュール $ npm install hoge で追加できるモジュール fs, h#p などの組み込みモジュール
- 68. Node.js の世界観 未来っぽいお部屋 コアモジュール npm モジュール 自作モジュール twi#er, socket.io, express, serialport, … fs, h#p などの組み込みモジュール 音声認識、発話、各種ガジェット操作、… 例えば冒頭紹介した
- 69. Node.js の世界観 未来っぽいお部屋 コアモジュール npm モジュール 自作モジュール twi#er, socket.io, express, serialport, … fs, h#p などの組み込みモジュール C++ と組み合わせれば 出来ることの幅が拡がる！ 音声認識、発話、各種ガジェット操作、… 例えば冒頭紹介した
- 70. どうやって作るの？
- 71. C++ モジュールの作成
- 72. C++ モジュールの作成 JS の世界へ送り出す関数 Node.js の世界へ C++ の 関数を送り出す処理
- 73. C++ モジュールの作成 v8 で global に関数をセットした時と 同じ形に展開
- 74. C++ モジュールの作成 hello という名前のモジュールを作成 & JS 側へ変数/関数をセットする関数を指定（init）
- 75. C++ モジュールの作成 hello という名前のモジュールを作成 & JS 側へ変数/関数をセットする関数を指定（init）
- 76. C++ モジュールの作成 $ npm install node-gyp -g $ node-gyp configure build binding.gyp コンパイル : 先ほどと同じモジュール名 gyp (generate your projects) 用の 設定を json 形式で記述 ビルドは node 用の gyp (node-gyp) を用いる
- 77. C++ モジュールの作成 $ node hello world hello.js 実行 :
- 78. C++ モジュールの作成 $ node hello world hello.js 実行 :
- 79. 参考文献 • Node.js マニュアル & ドキュメンテーション – http://nodejs.jp/nodejs.org_ja/api/addons.html
- 80. QT QUICK UI 記述言語 QML でクロスプラットフォームアプリを簡単に作成
- 81. 内容 • Introduction • QML の例 • C++ バインディング
- 82. Introduction • Qt – C++ で書かれたクロスプラットフォーム対応のアプリケー ション開発フレームワーク • 実績: Skype / Google Earth / Photoshop Elements • Qt Quick – C++ でなく QML という JavaScriptをベースにした言語で UI 周りを記述する環境 • Qt 4.x (Qt Quick 1) では WebKit の JavaScriptCore がエンジン だったが、Qt 5 (Qt Quick 2) からは V8 がエンジンになりました
- 83. Introduction • インストール – 開発には C++ と JS の世界をまたがってコード補完して くれる Qt Creator が便利です • http://qt-project.org/downloads
- 85. QML の例 ProgressBar.qml main.qml JS が使える！
- 87. QML の例 ProgressBar.qml main.qml プログレスバーつき WebView
- 88. QML の例 ProgressBar.qml main.qml プログレスバーつき WebView 簡単！
- 89. C++ バインディング • QML だけでは込み入ったことは出来ない – 例えばローカルファイル IO とか • そこで C++ バインディング！
- 90. C++ バインディング • 色々な方法がある – QML の要素を C++ で使う – QML の関数を C++ から呼ぶ – C++ のクラスを QML から使う – C++ で QML で使える型を定義する
- 91. C++ バインディング • 色々な方法がある – QML の要素を C++ で使う – QML の関数を C++ から呼ぶ – C++ のクラスを QML から使う – C++ で QML で使える型を定義する その他の方法については以下を参照！： http://d.hatena.ne.jp/hecomi/20130503/1367594609 JS に関係する所
- 92. QML の関数を C++ から呼ぶ C++ QML
- 93. QML の関数を C++ から呼ぶ arr と obj を受け取り output に出力する関数 C++ QML
- 94. QML の関数を C++ から呼ぶ QMLを表示 C++ QML
- 95. QML の関数を C++ から呼ぶ 配列と オブジェクト を作成 C++ QML
- 96. QML の関数を C++ から呼ぶ setText を呼ぶ！ C++ QML
- 97. QML の関数を C++ から呼ぶ setText を呼ぶ！ C++ QML
- 98. QML の関数を C++ から呼ぶ setText を呼ぶ！ 簡単！ C++ QML
- 99. C++ のクラスを QML から使う myclass.h main.qml main.cpp
- 100. C++ のクラスを QML から使う myclass.h main.qml main.cpp my という名前で MyClass をセット
- 101. C++ のクラスを QML から使う myclass.h main.qml main.cpp my という名前で MyClass をセット そのまま使える！
- 102. C++ のクラスを QML から使う myclass.h main.qml main.cpp 超簡単！
- 103. C++ のクラスを QML から使う myclass.h main.qml main.cpp 超簡単！ このオマジナイは何？
- 104. moc • Qt には Meta Object Compiler (moc) という ツールがある • qmake すると C++ から C++ を吐き出す – Q_INVOKABLE や signal / slot などのキーワードをア ノーテーションとして解釈してコードを生成 • キーワードは C++ に影響を与えないよう define されている – Q_OBJECT はそこに必要な幾つかのメンバを展開する • 例えば qt_static_metacall という静的なメンバ関数を展開、こ の中で Q_INVOKABLE のついたメンバ関数を呼ぶ
- 105. 自動生成されたコード例 moc_myclass.cpp myclass.h 内の Q_OBJECT で qt_static_metacall の宣言が生成され、 定義は別途生成された moc_myclass.cpp にて行われる。 ここで呼ばれる
- 106. 参考文献 • Using QML Bindings in C++ Applications – http://harmattan-dev.nokia.com/docs/platform-api- reference/xml/daily-docs/libqt4/qtbinding.html • QtQuick での C++ × QML バインディングについ てまとめてみた – http://d.hatena.ne.jp/hecomi/20130503/1367594609
- 108. 内容 • Introduction • Hello World を動かしてみる
- 109. Introduction • Native Client (NaCl: 塩) はブラウザ上で安全にネ イティブコードを実行 – サンプル: https://developers.google.com/showcase/ • JS とやり取りも出来る！ Chrome extension としても利用可能 (↑ SSH Client が動く Secure Shell)
- 110. Install • 参照 – Native Client の導入と Hello World までのまとめ • http://d.hatena.ne.jp/hecomi/20130128/1359372772
- 111. Native Client の世界観 ① HTML nmf C++ nexe make アーキの振り分け embed タグを起点としてロード
- 112. Native Client の世界観 ② NaClPepper APIJavaScript ローカルファイル IO 2D/3D グラフィックス (OpenGL ES 2.0) オーディオ マウス/キーボード/ ゲームパッド 等々… Pepper Plugin API (PPAPI) を経由して ブラウザを超えた機能にアクセスする
- 113. Native Client の世界観 ② NaClPepper API NaCl (塩) に対し Pepper (胡椒) JavaScript ローカルファイル IO 2D/3D グラフィックス (OpenGL ES 2.0) オーディオ マウス/キーボード/ ゲームパッド 等々… Pepper Plugin API (PPAPI) を経由して ブラウザを超えた機能にアクセスする
- 114. Native Client の世界観 ③ JavaScript C++ PostMessage() postMessage() HandleMessage ‘message’ Event Listener
- 115. Hello World を動かしてみる
- 116. Hello World を動かしてみる まず embed タグ生成時に pp::CreateModule が呼ばれる pp::Module* を返すので継承したクラスを作成
- 118. Hello World を動かしてみる pp::Instance* を返すので 継承したクラスを作成する
- 119. Hello World を動かしてみる
- 120. Hello World を動かしてみる JavaScript からのメッセージを受け取る
- 122. Hello World を動かしてみる JS からのメッセージを受け取ったので 今度は JS 側へメッセージを送ってみる
- 123. Hello World を動かしてみる
- 124. Hello World を動かしてみる 読み込まれたら hello を C++ 側へ送る (HandleMessage が呼ばれる)
- 125. Hello World を動かしてみる C++ 側からのメッセージを受け取る （HandleMessage 内の PostMessage）
- 126. Hello World を動かしてみる C++ 側からのメッセージを受け取る （HandleMessage 内の PostMessage）
- 127. 参考文献 • Native Client の導入と Hello World までのまとめ – http://d.hatena.ne.jp/hecomi/20130128/1359372772 • Native Client — Google Developers – https://developers.google.com/native-client/
- 128. EMSCRIPTEN C++ のコードを JavaScript へ変換
- 130. Introduction • LLVM-IR を JavaScript に変換！ – LLVM … Clang のバックエンドにもなっているコンパイ ラ基盤 – LLVM-IR … LLVM の中間表現 LLVM のロゴかこいい
- 131. Introduction C++ LLVM-IR JavaScript Clang Emscripten
- 135. Introduction • 色々なものが変換されています – https://github.com/kripken/emscripten/wiki mruby gnuplot unreal engine
- 136. Introduction • 色々なものが変換されています – https://github.com/kripken/emscripten/wiki mruby gnuplot unreal engine Qt
- 137. インストール • 参照 – Emscripten で C++ の Hello World を JavaScript に 変換してみた • http://d.hatena.ne.jp/hecomi/20130416/1366124901
- 139. Hello world を変換してみる $ em++ hello.cpp –o hello.js $ node hello.js Hello, world! hello.cpp
- 140. Hello world を変換してみる $ em++ hello.cpp –o hello.js $ node hello.js Hello, world! $ em++ hello.cpp –o hello.html $ open hello.html hello.cpp
- 141. Hello world を変換してみる $ em++ hello.cpp –o hello.js $ node hello.js Hello, world! $ em++ hello.cpp –o hello.html $ open hello.html hello.cpp
- 142. Hello world を変換してみる $ em++ hello.cpp –o hello.js $ node hello.js Hello, world! $ em++ hello.cpp –o hello.html $ open hello.html hello.cpp ( ＾ω＾) cpp ここに cpp があるじゃろ？
- 143. Hello world を変換してみる $ em++ hello.cpp –o hello.js $ node hello.js Hello, world! $ em++ hello.cpp –o hello.html $ open hello.html hello.cpp ( ＾ω＾) これを em++ すると…
- 144. Hello world を変換してみる $ em++ hello.cpp –o hello.js $ node hello.js Hello, world! $ em++ hello.cpp –o hello.html $ open hello.html main 関数 hello.cpp hello.js ( ＾ω＾) こうじゃ
- 145. Hello world を変換してみる $ em++ hello.cpp –o hello.js $ node hello.js Hello, world! $ em++ hello.cpp –o hello.html $ open hello.html main 関数 123536 行！ hello.jshello.cpp ( ＾ω＾) こうじゃ
- 146. 速度どうなの？ • 普通に JS 書くよりは数倍程度遅い…、が、
- 147. 速度どうなの？ • Emscripten は asm.js 形式の js を吐き出す – asm.js は JavaScript を拡張せずに型付をして高速化を はかる JavaScript のサブセット – ex. (x + y) | 0 // int32 • asm.js 実装した JS エンジン OdinMonkey を積む Firefox (nightly) でデモ動かすとヌルヌル – http://www.unrealengine.com/html5/
- 148. 速度どうなの？
- 149. 参考文献 • “実戦 Emscripten – http://www.mozilla.jp/static/docs/events/vision/2012/06- ushiroad.pdf • asm.js spec – http://asmjs.org/spec/latest/ • BIG WEB APP? COMPILE IT! – http://kripken.github.io/mloc_emscripten_talk/
- 150. まとめ • C++ と JavaScript が関連する世界を幾つか紹介 – V8 – Node.js – Qt Quick – NaCl – Emscripten • コレ以外にも色々あると思いますのでご存知でしたら 教えて下さい m(_ _)m
- 151. ++ + C++ とJavaScript で広がる世界 @hecomi Boost.勉強会 #11 東京