nodejs調(diào)用rust的完整代碼實(shí)例

更新時(shí)間：2025年08月13日 09:22:51 作者：起個(gè)名字不容易啊

Rust主要用在一些需要高性能效果的地方,這篇文章主要介紹了nodejs調(diào)用rust的相關(guān)資料,文中通過(guò)代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

nodejs調(diào)用rust

調(diào)用rust的方式目前分為打包dll庫(kù)調(diào)用和wasm

性能和跨平臺(tái)兼容性分別有不同優(yōu)缺點(diǎn)可根據(jù)各自需求

nodejs 調(diào)用rust的方式目前分為打包dll庫(kù)調(diào)用和wasm

1. 調(diào)用 Rust 打包的 DLL 庫(kù)

優(yōu)點(diǎn):
- 性能更高：DLL 是直接編譯為本地機(jī)器代碼的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，幾乎沒(méi)有額外的運(yùn)行時(shí)開(kāi)銷(xiāo)。
- 直接訪問(wèn)系統(tǒng)資源：可以使用操作系統(tǒng)的底層功能，調(diào)用成本低。
- 適用于高性能需求：如果需要頻繁調(diào)用復(fù)雜的計(jì)算邏輯，DLL 是更優(yōu)的選擇。
- 跨語(yǔ)言調(diào)用成熟：通過(guò) Node.js 的 ffi-napi 或 napi-rs 等庫(kù)，可以高效與 Rust 的 DLL 交互。
缺點(diǎn):
- 跨平臺(tái)兼容性復(fù)雜：需要為 Windows（DLL）、macOS（.dylib）和 Linux（.so）分別構(gòu)建對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫(kù)。
- 部署復(fù)雜：需要在目標(biāo)環(huán)境中正確配置動(dòng)態(tài)庫(kù)的路徑。
- 線程安全性：如果你的 DLL 代碼設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能導(dǎo)致線程沖突。

2. 調(diào)用 Rust 編譯的 WASM

優(yōu)點(diǎn):
- 跨平臺(tái)性：WASM 是平臺(tái)無(wú)關(guān)的，運(yùn)行時(shí)在所有支持 WebAssembly 的環(huán)境中都一致。
- 容易部署：Rust 編譯為 WASM 后，生成一個(gè) .wasm 文件，可以直接加載，不需要擔(dān)心動(dòng)態(tài)庫(kù)路徑。
- 安全性：WASM 在沙盒環(huán)境中運(yùn)行，不直接訪問(wèn)底層資源，隔離更好。
缺點(diǎn):
- 性能開(kāi)銷(xiāo)：
  - WebAssembly 的沙盒環(huán)境導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)性能稍遜于本地代碼。
  - 如果需要頻繁調(diào)用小粒度函數(shù)，調(diào)用開(kāi)銷(xiāo)可能顯著。
- 與 Node.js 的綁定層次較淺：通過(guò) @wasmer/wasi 或 @wasm-tool/wasm-pack-plugin 等工具加載后，可能需要額外處理復(fù)雜的內(nèi)存管理或數(shù)據(jù)交換問(wèn)題。

性能比較

執(zhí)行效率: DLL > WASM
DLL 是本地執(zhí)行的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，幾乎沒(méi)有額外開(kāi)銷(xiāo)；WASM 有一定的沙盒化運(yùn)行開(kāi)銷(xiāo)。
調(diào)用成本: DLL < WASM
調(diào)用 DLL 是直接的本地調(diào)用，而調(diào)用 WASM 涉及到序列化和反序列化。
部署復(fù)雜性: DLL > WASM
DLL 需要根據(jù)操作系統(tǒng)生成多個(gè)文件，WASM 只需一個(gè)文件即可運(yùn)行。

如果你的 Rust 邏輯以高密度計(jì)算為主，例如數(shù)據(jù)處理、壓縮等，推薦 DLL。如果是需要兼容多個(gè)環(huán)境，并且以一次性任務(wù)為主，推薦 WASM。

代碼示例

先寫(xiě)點(diǎn)rust代碼，并自動(dòng)開(kāi)啟多線程處理數(shù)據(jù)

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) };

    // 并行操作輸出數(shù)組
    output
        .par_iter_mut()
        .enumerate()
        .for_each(|(i, out)| {
            *out = slice[i] + num;
        });
}

Cargo.toml 文件

[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c(diǎn)dylib， windows 打包dll

如何將rust打包c(diǎn)dylib或者dll

// mac 指定架構(gòu)
cargo build --release --target x86_64-apple-darwin
// window
cargo build --release

打包后會(huì)在當(dāng)前目錄生成target文件夾

x86_64-apple-darwin這個(gè)文件夾就是打包后生成的指定架構(gòu)的包

node 調(diào)用cdylib，并執(zhí)行

node 調(diào)用cdylib需要使用到ffi-napi

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

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

// 動(dòng)態(tài)確定庫(kù)文件路徑 "/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);

// 加載 Rust 庫(kù)
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); // 每個(gè) i32 占 4 字節(jié)
  const outputBuffer = Buffer.alloc(arrayLength * 4);

  // 將 JavaScript 數(shù)組寫(xiě)入輸入緩沖區(qū)
  arr.forEach((value, index) => {
    inputBuffer.writeInt32LE(value, index * 4);
  });

  // 調(diào)用 Rust 函數(shù)
  rustLib.add_to_array(inputBuffer, arrayLength, num, outputBuffer);

  // 從輸出緩沖區(qū)讀取結(jié)果數(shù)組
  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 };