nodejs调用rust

调用rust的方式目前分为打包dll库调用和wasm

性能和跨平台兼容性分别有不同优缺点可根据各自需求

nodejs 调用rust的方式目前分为打包dll库调用和wasm

1. 调用 Rust 打包的 DLL 库

优点:
- 性能更高：DLL 是直接编译为本地机器代码的动态链接库，几乎没有额外的运行时开销。
- 直接访问系统资源：可以使用操作系统的底层功能，调用成本低。
- 适用于高性能需求：如果需要频繁调用复杂的计算逻辑，DLL 是更优的选择。
- 跨语言调用成熟 ：通过 Node.js 的 ffi-napi 或 napi-rs 等库，可以高效与 Rust 的 DLL 交互。
缺点:
- 跨平台兼容性复杂：需要为 Windows（DLL）、macOS（.dylib）和 Linux（.so）分别构建对应的动态库。
- 部署复杂：需要在目标环境中正确配置动态库的路径。
- 线程安全性：如果你的 DLL 代码设计不当，可能导致线程冲突。

2. 调用 Rust 编译的 WASM

优点:
- 跨平台性：WASM 是平台无关的，运行时在所有支持 WebAssembly 的环境中都一致。
- 容易部署 ：Rust 编译为 WASM 后，生成一个 .wasm 文件，可以直接加载，不需要担心动态库路径。
- 安全性：WASM 在沙盒环境中运行，不直接访问底层资源，隔离更好。
缺点:
- 性能开销：
  - WebAssembly 的沙盒环境导致运行时性能稍逊于本地代码。
  - 如果需要频繁调用小粒度函数，调用开销可能显著。
- 与 Node.js 的绑定层次较浅 ：通过 @wasmer/wasi 或 @wasm-tool/wasm-pack-plugin 等工具加载后，可能需要额外处理复杂的内存管理或数据交换问题。

性能比较

执行效率 : DLL > WASM
DLL 是本地执行的动态链接库，几乎没有额外开销；WASM 有一定的沙盒化运行开销。
调用成本 : DLL < WASM
调用 DLL 是直接的本地调用，而调用 WASM 涉及到序列化和反序列化。
部署复杂性 : DLL > WASM
DLL 需要根据操作系统生成多个文件，WASM 只需一个文件即可运行。

如果你的 Rust 逻辑以高密度计算为主，例如数据处理、压缩等，推荐 DLL。如果是需要兼容多个环境，并且以一次性任务为主，推荐 WASM。

nodejs 调用rust

先写点rust代码，并自动开启多线程处理数据

rust 复制代码

use rayon::prelude::*;

#[no_mangle]  
pub extern "C" fn add_to_array(arr: *const i32, len: usize, num: i32, result: *mut i32) {
    let slice = unsafe { std::slice::from_raw_parts(arr, len) };
    let output = unsafe { std::slice::from_raw_parts_mut(result, len) };

    // 并行操作输出数组
    output
        .par_iter_mut()
        .enumerate()
        .for_each(|(i, out)| {
            *out = slice[i] + num;
        });
}

Cargo.toml 文件

rust 复制代码

[package]
name = "rust_napi"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]
napi = { version = "2.11.0" }
rand = "0.8"
rayon = "1.7"

[lib]
crate-type = ["cdylib"] // mac 打包cdylib， windows 打包dll

如何将rust打包cdylib或者dll

js 复制代码

// mac 指定架构
cargo build --release --target x86_64-apple-darwin
// window
cargo build --release

打包后会在当前目录生成target文件夹

x86_64-apple-darwin这个文件夹就是打包后生成的指定架构的包

node 调用cdylib，并执行

node 调用cdylib需要使用到ffi-napi

js 复制代码

// cargo build --release --target x86_64-apple-darwin
const path = require("path");

const ffi = require("ffi-napi");
const ref = require("ref-napi");

// 动态确定库文件路径 "/rust_napi/target/x86_64-apple-darwin/release/librust_napi.dylib"

const libName =
  process.platform === "win32"
    ? "librust_napi.dll"
    : process.platform === "darwin"
    ? "/rust_napi/target/x86_64-apple-darwin/release/librust_napi.dylib"
    : "librust_napi.so";

const libPath = path.join(__dirname, libName);

// 加载 Rust 库
const rustLib = ffi.Library(libPath, {
  add_to_array: ["void", ["pointer", "size_t", "int", "pointer"]],
});

function addToArray(arr, num) {
  const arrayLength = arr.length;
  const inputBuffer = Buffer.alloc(arrayLength * 4); // 每个 i32 占 4 字节
  const outputBuffer = Buffer.alloc(arrayLength * 4);

  // 将 JavaScript 数组写入输入缓冲区
  arr.forEach((value, index) => {
    inputBuffer.writeInt32LE(value, index * 4);
  });

  // 调用 Rust 函数
  rustLib.add_to_array(inputBuffer, arrayLength, num, outputBuffer);

  // 从输出缓冲区读取结果数组
  const result = [];
  for (let i = 0; i < arrayLength; i++) {
    result.push(outputBuffer.readInt32LE(i * 4));
  }
  return result;
}

const generateRandomIntArray = (size, min, max) => {
  return Array.from({ length: size }, () =>
    Math.floor(Math.random() * (max - min) + min)
  );
};

let listy = generateRandomIntArray(4e7, 1, 100);

let start = Date.now();
addToArray(listy, 100);
console.log(Date.now() - start, 4); // rust 974

module.exports = { addToArray };