摘要：注意句柄棧并不是調用棧中的一部分，但句柄域卻在棧中。一個依賴于構造函數和析構函數來管理下層對象的生命周期。對象模板用來配置將這個函數作為構造函數而創建的對象。

如果你已經閱讀過了上手指南，那么你已經知道了如何作為一個多帶帶的虛擬機使用 V8 ，并且熟悉了一些 V8 中的關鍵概念，如句柄，域 和上下文。在本文檔中，還將繼續深入討論這些概念并且介紹其他一些在你的 C++ 應用中使用 V8 的關鍵點。

V8 的 API 提供了編譯和執行腳本，訪問 C++ 方法和數據結構，處理錯誤和啟用安全檢查的函數。你的應用可以像使用其他的 C++ 庫一樣使用 V8 。你的 C++ 應用可以通過引入頭文件 include/v8.h 來訪問 V8 API 。

當你想要優化你的應用時，V8 設計概要文檔可以提供很多有用的背景知識。

這篇文檔的受眾是那些想要在自己的 C++ 程序中使用 V8 JavaScript 引擎的人。它將能幫助你在 JavaScript 中使用你應用中的 C++ 對象和方法，亦能幫助你在 C++ 應用中使用 JavaScript 對象和方法。

一個句柄提供了對在堆中的一個 JavaScript 對象地址的引用。V8 的垃圾回收器會在該對象不能再次被訪問到時，將其回收。在垃圾回收的過程中，垃圾回收器可能會改變對象在堆中的位置。當垃圾回收器移動對象時，所有引用到該對象的句柄也會被一同更新。

當一個對象在 JavaScript 中已經不可被訪問并且沒有任何指向它的句柄時，它就會被垃圾回收。V8 的垃圾回收機制是 V8 性能表現的關鍵。更多信息可參閱 V8 設計概要文檔。

句柄分為許多種：

本地句柄會被分配在棧中，并且當對應的析構函數被調用時，它也會被刪除。這些本地句柄的生命周期取決于它對應的句柄域（handle scope），句柄域通常在一個函數調用的開始被創建。當句柄域被刪除時，垃圾回收器就可以清除之前分配在該句柄域中的所有句柄了，因為它們不能再被 JavaScript 或其他句柄所訪問到。這也正是在上手指南中使用的句柄。
本地句柄可通過類 Local 創建。

注意：句柄棧并不是 C++ 調用棧中的一部分，但句柄域卻在 C++ 棧中。故句柄域不可通過 new 關鍵字來分配。

持久句柄提供了對分配在堆中的 JavaScript 對象的引用。當你需要在超過一次函數中保持對一個對象的引用時，或者句柄的生命周期與 C++ 的塊級域不相符時，你應使用持久句柄。例如，在 Google Chrome 中，持久句柄被用來引用 DOM 節點。一個持久句柄可以通過 PersistentBase::SetWeak ，變為弱（weak）持久句柄，當一個對象所剩的唯一引用是來自于一個弱持久句柄時，便會觸發垃圾回收。

一個 UniquePersistent 依賴于 C++ 構造函數和析構函數來管理下層對象的生命周期。

一個 Persistent 可以通過自身的構造函數來創建，但必須手動地通過 Persistent::Reset 來清除。

還有兩種很少會被使用到的句柄，在這里我們僅對它們做一個簡單的介紹：

永久（Eternal）句柄是一種為被認為永遠不會被刪除的 JavaScript 對象所設計的持久句柄。它的創建開銷更低，因為它不需要被垃圾回收。

Persistent 和 UniquePersistent 都不能被復制，所以它們不能作為 C++ 11 之前的標準庫容器中的值來使用。PersistentValueMap 和 PersistentValueVector 為它們提供了容器類，提供了類似于集合和向量的語義。

當然，每當你為了創建一個對象而創建一個本地句柄時，往往可能會導致創建了許多句柄。這就是句柄域所存在的意義。你可以將句柄域視作一個保存了許多句柄的容器。當句柄域的析構函數被調用時，所有它里面的句柄都會被從棧中移除。正如你所期望的，這些句柄做指向的對象隨后就可以被垃圾回收。

回到我們在上手指南中的例子，在下面的圖示中，你可以看到句柄棧和堆中的對象。值得注意的是，Context::New() 的返回值是一個本地句柄，然后我們基于它創建了一個新的持久句柄，用以闡述持久句柄的用途。

當 HandleScope::~HandleScope 析構函數被調用時，該句柄域便會被刪除。所有被句柄域中的句柄所引用的對象，都將可以在下次垃圾回收時被刪除，如果沒有其他對于它們的引用存在。垃圾回收器同樣還會刪除堆中的 source_obj 和 script_obj 對象，因為它們不被任何句柄所引用，并且也不可被 JavaScript 訪問。由于 context 對象是一個持久句柄，所以當句柄域退出時，它并不會被移除，唯一可以刪除它的辦法就是調用它的 Reset 方法。

注意：后文中的句柄如果不加注明，都指的是本地句柄。

在這個模型下，有一個非常常見的陷阱需要注意：你不可以直接地在一個聲明了句柄域的函數中返回一個本地句柄。如果你這么做了，那么你試圖返回的本地句柄，將會在函數返回之前，在句柄域的析構函數中被刪除。正確的做法是使用 EscapableHandleScope 來代替 HandleScope 創建句柄域，然后調用 Escape 方法，并且傳入你想要返回的句柄。例子：

// 這個函數會返回一個帶有 x，y 和 z 三個元素的新數組
Local NewPointArray(int x, int y, int z) {
  v8::Isolate* isolate = v8::Isolate::GetCurrent();

  // 我們將會創建一些臨時的句柄，所以我們先創建一個句柄域
  EscapableHandleScope handle_scope(isolate);

  // 創建一個空數組
  Local array = Array::New(isolate, 3);

  // 如果在創建數組時產生異常，則返回一個空數組
  if (array.IsEmpty())
    return Local();

  // 填充數組
  array->Set(0, Integer::New(isolate, x));
  array->Set(1, Integer::New(isolate, y));
  array->Set(2, Integer::New(isolate, z));

  // 通過 Escape 返回該數組
  return handle_scope.Escape(array);
}

Escape 方法復制參數中的值至一個封閉的域中，然后刪除其他本地句柄，最后返回這個可以被安全返回的新句柄副本。

在 V8 中，上下文是一個允許多個分別獨立的，不相關的 JavaScript 應用在一個多帶帶的 V8 實例中運行的執行環境。你必須為每一個你想要執行的 JavaScript 代碼指定一個上下文。

這樣做是必要的么？這么做的原因是，JavaScript 本身提供了一組內建的工具函數和對象，但它們又可以被 JavaScript 代碼所修改。例如，兩個完全沒有關聯的 JavaScript 函數同時修改了一個全局對象，那么可能就會造成不可預期的后果。

從 CPU 時間和內存的角度來看，創建一個擁有指定數量的內建對象的執行上下文似乎開銷很大。但是，V8 的緩存機制可以確保，雖然創建的第一個上下文開銷非常大，但后續的上下文創建的開銷都會小很多。這是因為第一次創建上下文時，需要創建內建對象和解析內建的 JavaScript 代碼，而后續的上下文創建則只需為它們的上下文創建內建對象即可。如果開啟了 V8 的快照特性（可通過選項 snapshot=yes 開啟，默認值即為開啟），第一次創建上下文的時間花銷也會被極大的優化，因為快照中包含了這些所需的內建 JavaScript 代碼已然被編譯后的版本。除了垃圾回收外，V8 的緩存也是 V8 性能表現的關鍵，更多詳情可參閱V8 設計概要文檔。

當你創建了一個上下文后，你可以隨意地進入和離開它，沒有次數的限制。當你已經在上下文 A 中時，你還可以再次進入另一個上下文 B ，這以為著當前的上下文環境變成了 B 。當你離開了 B 后，A 就再次成為了當前上下文。如圖示：

需要注意的是，JavaScript 內建工具函數和對象是相互獨立的。當你創建一個上下文時，你可以同時設置可選的安全標識（security token）。更多詳情請參閱下文的安全模型章節。

在 V8 中使用上下文的最初動機是，在一個瀏覽器中，每一個窗口和 iframe 都需要有各自獨立的 JavaScript 環境。

一個模板即為一個上下文中 JavaScript 函數和對象的藍圖。你可以在 JavaScript 對象內使用一個模板來包裹 C++ 函數和數據結構，致使它們可以被 JavaScript 腳本所操縱。例如，Google Chrome 使用模板來將 C++ DOM 節點包裹為 JavaScript 對象，然后在全局命名空間下注冊函數。你可以創建一個模板集合，然后在不同的上下文中使用它。模板的數量并沒有限制，但是在一個指定的上下文中，每一個模板都只允許有一個它的實例。

在 JavaScript 中，函數和對象間有強烈的二元性。在 Java 或 C++ 中，如果要創建一個新類型的對象，你需要首先定義一個新的類。而在 JavaScript 中，你需要定義一個新的函數，然后把這個函數視作一個構造函數。一個 JavaScript 對象的外形和功能都與它的構造函數關系密切。這些也都反應在了 V8 模板的工作方式中。模板分為兩種類型：

函數模板
一個函數模板就是一個獨立函數的藍圖。在一個你想要實例化 JavaScript 函數的上下文中，你可以通過調用模板的 GetFunction 方法來創建一個模板的 JavaScript 實例。當 JavaScript 函數實例被調用時，你還可以為模板關聯一個 C++ 回調函數一同被調用。

對象模板
每一個函數模板都有一個與之關聯的對象模板。對象模板用來配置將這個函數作為構造函數而創建的對象。你可以為對象模板關聯兩種類型的 C++ 回調：

訪問器回調會在指定對象原型被腳本訪問時被調用。

攔截器回調會在任何對象原型被腳本訪問時被調用。

訪問器和攔截器的詳情會在后文中繼續討論。

下面的例子中，我們將創建一個關聯全局對象的模板，然后設置一些內建的全局函數。

// 創建一個關聯全局對象的模板，然后設置一些內建的全局函數。
Local global = ObjectTemplate::New(isolate);
global->Set(String::NewFromUtf8(isolate, "log"), FunctionTemplate::New(isolate, LogCallback));

Persistent context = Context::New(isolate, NULL, global);

該例子取自于 process.cc 中的 JsHttpProcessor::Initialiser。

訪問器為當一個 JavaScript 對象原型被腳本訪問時，執行的一個 C++ 回調函數，它計算并返回一個值。訪問器需要通過一個對象模板來配置，通過它的 SetAccessor 方法。這個方法的第一個參數為關聯的屬性，最后一個參數為當腳本試圖讀寫這個屬性時執行的回調。

訪問的復雜度取決于你想要其控制的數據類型：

訪問靜態全局變量

訪問動態變量

假設有兩個名為 x 和 y 的 C++ 整形變量，它們需要成為一個上下文的 JavaScript 中的全局變量。為了達成這個目的，當腳本讀或寫這些變量時，你需要調用 C++ 訪問器函數。這些訪問器函數使用 Integer::New 來把 C++ 整形數轉換為 JavaScript 整形數，并且使用 Int32Value 來把 JavaScript 整形數轉換為 C++ 整形數。例子：

  void XGetter(Local property,
                const PropertyCallbackInfo& info) {
    info.GetReturnValue().Set(x);
  }

  void XSetter(Local property, Local value,
               const PropertyCallbackInfo& info) {
    x = value->Int32Value();
  }

  // YGetter/YSetter 十分類似，這里就省略了

  Local global_templ = ObjectTemplate::New(isolate);
  global_templ->SetAccessor(String::NewFromUtf8(isolate, "x"), XGetter, XSetter);
  global_templ->SetAccessor(String::NewFromUtf8(isolate, "y"), YGetter, YSetter);
  Persistent context = Context::New(isolate, NULL, global_templ);

注意代碼中的對象模板和上下文幾乎在同時創建。模板可以提前創建好，然后在任意數量的上下文中使用它。

在上面的例子中，變量是靜態和全局的。那么，如果數據是動態的，像瀏覽器中的 DOM 樹這樣呢？假設我們有一個 C++ 類 Point，它有兩個屬性 x 和 y：

  class Point {
   public:
    Point(int x, int y) : x_(x), y_(y) { }
    int x_, y_;
  }

為了讓任意數量的 C++ point 實例可以通過 JavaScript 訪問，我們需要為每一個 C++ point 實例創建一個 JavaScript 對象。這可以通過外部（external）值和內部（internal）屬性共同辦到。

首先創建一個對象模板，用以包裹 point 實例：

  Local point_templ = ObjectTemplate::New(isolate);

每一個 JavaScript 中的 point 對象都保持了對 C++ 對象的引用，因為它以內部屬性的方式被包裹。這些屬性不可通過 JavaScript 訪問，只能通過 C++ 代碼訪問到。一個對象可以有任意數量的內部屬性，這個數量需通過以下方法來設置：

  point_templ->SetInternalFieldCount(1);

上面的例子中，內部屬性的數量被設置為了 1，表明這對象有一個內部屬性，索引值為 0。

向模板添加 x 和 y 訪問器：

  point_templ.SetAccessor(String::NewFromUtf8(isolate, "x"), GetPointX, SetPointX);
  point_templ.SetAccessor(String::NewFromUtf8(isolate, "y"), GetPointY, SetPointY);

接下來，我們通過創建一個新的模板實例來包裹 C++ point 實例，然后將內部屬性 0 設置為 p 的外部包裹。

  Point* p = ...;
  Local