HarmonyOS NEXT应用开发之NAPI封装ArkTS接口案例

介绍

部分应用的主要开发语言为C/C++，但是HarmonyOS的部分接口仅以ArkTS的形式暴露，因此需要将ArkTS的接口封装为Native接口。本例以DocumentViewPicker的Select方法为例，提供了Napi封装ArkTS API的通用方法，本例包含内容如下：

1. Native侧与ArkTS侧的相互调用
2. Native对象转换为ArkTS对象（包括如何在ArkTS侧调用一般形式的Native方法）
3. 线程安全函数的使用
4. 等待线程安全函数的执行结果
5. 多实例情况下，如何在正确的窗口内执行方法

效果图预览

测试说明：

1. 点击"JS线程调用"按钮，从native侧js线程拉起picker
2. 点击"PThread线程调用"按钮，从native侧pthread子线程中拉起picker
3. 拉起picker后，单击直接选择单个文件，长按可选择多个文件
4. 本例在拉起picker时设置了maxSelectNumber=3，最多个选择3个文件

集成说明：

1. 源码集成
2. 参考aki方式集成

使用说明：

1. [建议]在EntryAbility之外调用registryDocumentViewPickerFn方法，避免多实例下的重复注册
2. [必须]给每个UIAbility生成唯一的ID属性，可使用generateAbilityID方法
3. [必须]在UIAbility的onWindowStageCreate中的windowStage.loadContent的回调中调用addUIContext方法
4. [必须]在UIAbility的onWindowStageCreate中的windowStage.loadContent之后调用setTopAbilityID
5. [建议]在UIAbility的onWindowStageDestroy中调用removeUIContext方法

实现思路

1. native侧需要主动调用ets侧的代码，需要将ets侧代码注入到native侧，并在注册时创建函数的引用及线程安全函数，并保存当前线程（js线程）的id及env供后续调用时使用

   ets侧：

etswrapper.registryDocumentViewPickerFn(documentViewPickerSelect, documentViewPickerSave);
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native侧：
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NODE_API_CALL(env, napi_create_threadsafe_function(env, args[0], nullptr, selectWork, 0, 1, nullptr, nullptr,
   nullptr, tsfn::callJSSelect, &(uniContext->selectTsfn)));
NODE_API_CALL(env, napi_create_threadsafe_function(env, args[1], nullptr, saveWork, 0, 1, nullptr, nullptr,
   nullptr, tsfn::callJSSave, &(uniContext->saveTsfn)));
NODE_API_CALL(env, napi_create_reference(env, args[0], 1, &(uniContext->selectRef)));
NODE_API_CALL(env, napi_create_reference(env, args[1], 1, &(uniContext->saveRef)));
uniContext->pickerEnv = env;
uniContext->jsThreadID = fns::getCurrentThreadID();
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2. 对于某些有返回值的ets函数，为了获取其返回值，需要对调用线程进行区分：如果是js线程，直接通过napi_call_function发起调用并获得返回值；否则需要等异步线程执行完毕并通过全局变量获取结果然后返回

if (uniContext->jsThreadID != fns::getCurrentThreadID()) {
     status = napi_acquire_threadsafe_function(uniContext->selectTsfn);
     status = napi_call_threadsafe_function(uniContext->selectTsfn, selectParam, napi_tsfn_blocking);
     std::unique_lock<std::mutex> unil(uniContext->resultWaitUtil.lock);
     uniContext->resultWaitUtil.cv.wait(unil, [] { return uniContext->resultWaitUtil.isFinished; });
     return;
 } else {
     status = napi_call_function(uniContext->pickerEnv, nullptr, tsSelect, 4, args, &result);
 }
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3. 因为napi中的线程安全函数只能通过napi_threadsafe_function_call_js中的data参数进行传参，因此需要将所需参数全部封装到一个对象中

DocumentViewPickerSelectParam *selectParam = new DocumentViewPickerSelectParam(options, thenWrapper, catchWrapper)
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4. 因为本例中的filepicker是异步的，回调函数需要调用者传入，而napi中若需要将native方法直接封装为ets方法对于函数类型是有要求的。因此这里通过将回调函数封装到对象中，通过对象包装来实现将一般类型的函数封装为ets侧的函数：

   native侧：

// step：类型声明
class DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper {
public:
    documentSelectThenFn thenFn;
    DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper(documentSelectThenFn fn) : thenFn(fn) {}
    /**
     * 将对象实例包装为js对象
     */
    napi_value convert2NapiValue(napi_env env);
    /**
     * 参数是string[]，这里面会调用thenFn，ets侧调用
     */
    static napi_value call(napi_env env, napi_callback_info info);
};
// step2：convert2NapiValue方法实现
napi_value etswrapper::DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper::convert2NapiValue(napi_env env) {
    napi_value object;
    DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper *thenWrapper = new DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper(this->thenFn);
    NODE_API_CALL(env, napi_create_object(env, &object));
    NODE_API_CALL(env, napi_wrap(
                           env, object, thenWrapper,
                           [](napi_env env, void *finalize_data, void *finalize_hint) -> void {
                               delete reinterpret_cast<DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper *>(finalize_data);
                           },
                           nullptr, nullptr));
    napi_property_descriptor desc[] = {
        {"call", nullptr, DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper::call, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default,
         nullptr},
    };
    NODE_API_CALL(env, napi_define_properties(env, object, sizeof(desc) / sizeof(*desc), desc));
    return object;
}
// step3：call方法实现
napi_value etswrapper::DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper::call(napi_env env, napi_callback_info info) {
    // ...
    napi_value thisArg;
    NODE_API_CALL(env, napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, &thisArg, nullptr));
    DocumentViewPickerSelectThenCbWrapper *thenWrapper;
    NODE_API_CALL(env, napi_unwrap(env, thisArg, reinterpret_cast<void **>(&thenWrapper)));
    // ...
    thenWrapper->thenFn(data);
    return nullptr;
}
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ets侧：
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function documentViewPickerSelect(uiContext: UIContext, options: picker.DocumentSelectOptions, thenWrapper:
StringArrayThenCbWrapper, catchWrapper: CatchCbWrapper): void {
  let documentViewPicker: picker.DocumentViewPicker = new picker.DocumentViewPicker();
  documentViewPicker.select(options).then((value: string[]) => {
    thenWrapper.call(value);
  }).catch((error: BusinessError) => {
    // ...
  })
}
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5. 多实例情况下，需要在正确的窗口/UIAbility内执行方法。本例通过监听windowStage的状态加上UIContext.runScopedTask方法来实现：

// step1：
windowStage.on("windowStageEvent", (data: window.WindowStageEventType) => {
  if (data === window.WindowStageEventType.ACTIVE) {
    etswrapper.setTopAbilityID(abilityID);
  }
}

// step2：
function documentViewPickerSelect(uiContext: UIContext, options: picker.DocumentSelectOptions, thenWrapper:
StringArrayThenCbWrapper, catchWrapper: CatchCbWrapper): void {
  uiContext.runScopedTask(() => {
    // ...
  })
}
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工程结构&模块类型

   dragtoswitchpictures                             // har包
   |---cpp                                          // cpp源码
   |   |---include                                  // 头文件
   |   |---src                                      // 源码
   |---ets/view
   |   |---MockNativeCallPickerView.ets             // 模拟cpp侧发起调用
   |---ets/wrapper
   |   |---wrapper.ets                              // 封装的js方法
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模块依赖

1. routermodule：模块动态导入使用
2. common/utils：使用功能描述组件

高性能知识点

不涉及

参考资料

1. NAPI
2. aki

其他说明

1. 本例仅实现了DocumentViewPicker的Select方法，对于Save方法，本例搭建了整体框架，因其实现流程基本与Select方法别无二致，因此本例没有具体实现
2. TODO：当前使用的是windowStage.on(“windowStageEvent”) 来获取当前活跃窗口对应的UIContext，从理论上来讲，因为事件的处理流程有如下两条并行路径，因此在2in1设备的多实例场景下，直接点击失焦窗口的按钮时，可能会在错误的窗口内响应事件:

                 |->焦点切换->on事件分发
多模事件输入->窗口管理
                 |->arkui->button事件触发
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《鸿蒙开发学习手册》：

如何快速入门：https://qr21.cn/FV7h05

1. 基本概念
2. 构建第一个ArkTS应用
3. ……

开发基础知识：https://qr21.cn/FV7h05

1. 应用基础知识
2. 配置文件
3. 应用数据管理
4. 应用安全管理
5. 应用隐私保护
6. 三方应用调用管控机制
7. 资源分类与访问
8. 学习ArkTS语言
9. ……

基于ArkTS 开发：https://qr21.cn/FV7h05

1. Ability开发
2. UI开发
3. 公共事件与通知
4. 窗口管理
5. 媒体
6. 安全
7. 网络与链接
8. 电话服务
9. 数据管理
10. 后台任务(Background Task)管理
11. 设备管理
12. 设备使用信息统计
13. DFX
14. 国际化开发
15. 折叠屏系列
16. ……

鸿蒙开发面试真题（含参考答案）：https://qr18.cn/F781PH

鸿蒙开发面试大盘集篇（共计319页）：https://qr18.cn/F781PH

1.项目开发必备面试题
2.性能优化方向
3.架构方向
4.鸿蒙开发系统底层方向
5.鸿蒙音视频开发方向
6.鸿蒙车载开发方向
7.鸿蒙南向开发方向

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