鸿蒙高性能编程：使用 Napi (Node-API) 让 ArkTS 调用 C++ 算法库，计算速度提升 50 倍

🐢 前言：ArkTS 的性能边界在哪里？

ArkTS 虽然有 AOT 加持，但本质上还是基于对象的动态语言模型。
当涉及到：

海量循环（如：图像像素级遍历）。
指针操作（如：内存直接拷贝）。
复用现成库（如：FFmpeg, OpenCV, OpenSSL）。

这时候，强行用 ArkTS 写，不仅慢，还可能导致 UI 线程卡死（ANR）。
Napi就是鸿蒙系统提供的原生桥接接口，它基于标准的 Node-API 规范，让 JS/TS 与 C++ 的交互比当年的 JNI 更加优雅和高效。

🏗️ 一、架构原理：Napi 是如何工作的？

你可以把 Napi 看作是一个“翻译官”。

ArkTS 给它 JS 对象（napi_value）。
它将其转换为 C++ 数据类型（int,double,char*）。
C++ 算完后，它再把结果封装回 JS 对象。

调用链路图 (Mermaid):

🛠️ 二、环境准备

在 DevEco Studio 中，新建项目时不要选普通的 Empty Ability，而是选择“Native C++”模板。
系统会自动为你生成cpp目录和CMakeLists.txt。

💻 三、实战：斐波那契数列性能大比拼

为了直观感受性能差异，我们计算斐波那契数列的第 40 项（递归算法）。这是一个典型的指数级复杂度任务。

1. C++ 侧实现 (hello.cpp)

首先，编写纯 C++ 的算法逻辑，并用 Napi 包装。

#include"napi/native_api.h"// 1. 纯 C++ 算法：计算斐波那契// 没有任何 Napi 依赖，纯净的数学逻辑staticdoubleFibonacci(intn){if(n<=1)returnn;returnFibonacci(n-1)+Fibonacci(n-2);}// 2. Napi 接口：这是给 ArkTS 调用的“胶水代码”staticnapi_valueNativeFib(napi_env env,napi_callback_info info){size_t argc=1;napi_value args[1]={nullptr};// 获取 ArkTS 传来的参数napi_get_cb_info(env,info,&argc,args,nullptr,nullptr);// 将 ArkTS 的 Number 转为 C++ intintinputVal;napi_get_value_int32(env,args[0],&inputVal);// --- 执行核心计算 ---doubleresult=Fibonacci(inputVal);// ------------------// 将 C++ double 转回 ArkTS Numbernapi_value output;napi_create_double(env,result,&output);returnoutput;}// 3. 注册模块：告诉 ArkTS 我有哪些方法EXTERN_C_STARTstaticnapi_valueInit(napi_env env,napi_value exports){napi_property_descriptor desc[]={// "fibC" 是 ArkTS 调用的函数名，NativeFib 是上面的 C++ 函数{"fibC",nullptr,NativeFib,nullptr,nullptr,nullptr,napi_default,nullptr}};napi_define_properties(env,exports,sizeof(desc)/sizeof(desc[0]),desc);returnexports;}EXTERN_C_END// 模块描述staticnapi_module demoModule={.nm_version=1,.nm_flags=0,.nm_filename=nullptr,.nm_register_func=Init,.nm_modname="entry",// 对应 import 时的库名.nm_priv=((void*)0),.reserved={0},};// 自动注册extern"C"__attribute__((constructor))voidRegisterEntryModule(void){napi_module_register(&demoModule);}

2. 类型定义 (index.d.ts)

让 ArkTS 知道这个 C++ 库怎么用（提供代码补全）。

exportconstfibC:(n:number)=>number;

3. ArkTS 侧调用与对比 (Index.ets)

我们在 UI 线程分别跑 JS 版本和 C++ 版本。

importtestNapifrom'libentry.so';// 引入编译好的 .so 库@Entry@Componentstruct Index{@StatejsTime:number=0;@StatecppTime:number=0;@Stateresult:number=0;// ArkTS 版本的算法fibJS(n:number):number{if(n<=1)returnn;returnthis.fibJS(n-1)+this.fibJS(n-2);}build(){Column({space:20}){Button("1. 运行 ArkTS 版 (Fib 40)").onClick(()=>{letstart=newDate().getTime();this.result=this.fibJS(40);this.jsTime=newDate().getTime()-start;})Button("2. 运行 C++ Napi 版 (Fib 40)").onClick(()=>{letstart=newDate().getTime();// 调用 C++ 接口this.result=testNapi.fibC(40);this.cppTime=newDate().getTime()-start;})Text(`ArkTS 耗时:${this.jsTime}ms`).fontSize(20).fontColor(Color.Red)Text(`C++ 耗时:${this.cppTime}ms`).fontSize(20).fontColor(Color.Green)Text(`计算结果:${this.result}`)}}}