最簡單的CGO程序

//cgo.go
package main

import "C"

func main(){
?? ?println("hello cgo")
}

上述代碼是一個完整的CGO程序，通過import "C"語句啟動了CGO特性，go build命令會在編譯和鏈接階段啟動gcc編譯器

源碼方式調(diào)用C函數(shù)

cgoTest.h

void SayHello(const char* s);

cgoTest.c

#include <stdio.h>
#include "cgoTest.h"

void SayHello(const char* s) {
? ? puts(s);
}

main.go

package main

/*
#include <cgoTest.h>
?*/
import "C"

func main(){
?? ?C.SayHello(C.CString("Hello world\n"))
}

上述.c文件也可以是.cpp文件，前提是編譯時需要g++

cgoTest.cpp

#include <iostream>

extern "C" {
? ? #include "cgo01.h"
}

void SayHello(const char* s) {
? ? std::cout << s;
}

上述.c和.cpp的不同實現(xiàn)都實現(xiàn)了SayHello函數(shù)，說明解放了函數(shù)的實現(xiàn)者，那如果是這種情況，可不可以使用go實現(xiàn)SayHello函數(shù)呢？

答案是可以的，這種技術(shù)也稱為面向C語言接口(.h中的接口聲明)的編程技術(shù)，該技術(shù)不僅僅可以解放函數(shù)的實現(xiàn)者，同時也可以簡化函數(shù)的使用者。

cgoTest.go

package main

import "C"

import "fmt"

//export SayHello
func SayHello(s *C.char){
?? ?fmt.Print(C.GoString(s)) ?//注意：這里是C.GoString
}

注意：上述main.go文件在使用C函數(shù)CString后在程序退出前沒有釋放C.CString創(chuàng)建的字符串會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，但是對于這個小程序來說，這樣是沒有問題的，因為程序推出后操作系統(tǒng)會自動回收程序的所有資源

改進(jìn)后的main.go代碼

package main

/*
#include <cgoTest.h>
#include <stdlib.h>
?*/
import "C"
import "unsafe"

func main(){
?? ?cs := C.CString("CPP Hello world\n")
?? ?C.SayHello(cs)
?? ?C.free(unsafe.Pointer(cs))
}

當(dāng)然也有其他方法可以避免這種麻煩的情況出現(xiàn)，而且只需要一個go文件就可以實現(xiàn)面向C語言的編程

main.go (只有這一個文件)

//+build go1.10
package main

//void SayHello(_GoString_ s); //Go1.10中CGO新增的預(yù)定義C語言類型，用來表示Go語言字符串
import "C"
import "fmt"

//export SayHello
func SayHello(s string){ //注意這里變量類型為Go 中的string
?? ?fmt.Print(s)
}
func main(){
?? ?C.SayHello("Hello CGO\n")
}

上面代碼執(zhí)行時先從Go語言的main函數(shù)開始，到CGO自動生成的C語言版本SayHello橋接函數(shù)，最后到Go語言環(huán)境的SayHello函數(shù)，是不是有一種合久必分、分久必合的感覺，這也是CGO編程的精華所在。

內(nèi)部機(jī)制

如果在一個go文件中出現(xiàn)了import "C" 指令則表示將調(diào)用cgo命令生成的對應(yīng)的中間文件，下圖是cgo生成的中間文件的示意圖：

在保證go build 沒問題的情況下執(zhí)行如下命令就可以生成中間文件

go tool cgo main.go

生成的中間文件在_obj目錄下

為了在C語言中使用Go語言定義的函數(shù)，我們需要將Go代碼編譯為一個C靜態(tài)庫

go build -buildmode=c-archive -o SayHello.a  cgoTest.go

如果沒有錯誤的話，會生成一個SayHello.a靜態(tài)庫和SayHello.h頭文件

既然提到了靜態(tài)庫的生成，順便也說一下Go生成C動態(tài)庫

go build -buildmode=c-shared -o SayHello.so cgoTest.go

編譯和鏈接參數(shù)

編譯和鏈接參數(shù)是每一個C/C++程序員需要經(jīng)常面對的問題。構(gòu)建每一個C/C++應(yīng)用均需要經(jīng)過編譯和鏈接兩個步驟，CGO也是如此

編譯參數(shù)：CFLAGS/CPPFLAGS/CXXFLAGS

編譯參數(shù)主要是頭文件的檢索路徑，預(yù)定義的宏等參數(shù)。理論上來說C和C++是完全獨立的兩個編程語言，它們可以有著自己獨立的編譯參數(shù)。 但是因為C++語言對C語言做了深度兼容，甚至可以將C++理解為C語言的超集，因此C和C++語言之間又會共享很多編譯參數(shù)。 因此CGO提供了CFLAGS/CPPFLAGS/CXXFLAGS三種參數(shù)，其中CFLAGS對應(yīng)C語言編譯參數(shù)(以.c后綴名)、 CPPFLAGS對應(yīng)C/C++ 代碼編譯參數(shù)(.c,.cc,.cpp,.cxx)、CXXFLAGS對應(yīng)純C++編譯參數(shù)(.cc,.cpp,*.cxx)

鏈接參數(shù)：LDFLAGS

鏈接參數(shù)主要包含要鏈接庫的檢索目錄和要鏈接庫的名字。因為歷史遺留問題，鏈接庫不支持相對路徑，我們必須為鏈接庫指定絕對路徑。 cgo 中的 ${SRCDIR} 為當(dāng)前目錄的絕對路徑。經(jīng)過編譯后的C和C++目標(biāo)文件格式是一樣的，因此LDFLAGS對應(yīng)C/C++共同的鏈接參數(shù)

CGO在使用C/C++資源的時候一般有三種形式：直接使用源碼；鏈接靜態(tài)庫；鏈接動態(tài)庫。直接使用源碼就是在import "C"之前的注釋部分包含C代碼，或者在當(dāng)前包中包含C/C++源文件。鏈接靜態(tài)庫和動態(tài)庫的方式比較類似，都是通過在LDFLAGS選項指定要鏈接的庫方式鏈接

通過靜態(tài)庫的方式調(diào)用C函數(shù)

如果CGO中引入的C/C++資源有代碼而且代碼規(guī)模也比較小，直接使用源碼是最理想的方式，但很多時候我們并沒有源代碼，或者從C/C++源代碼開始構(gòu)建的過程異常復(fù)雜，這種時候使用C靜態(tài)庫也是一個不錯的選擇。靜態(tài)庫因為是靜態(tài)鏈接，最終的目標(biāo)程序并不會產(chǎn)生額外的運(yùn)行時依賴，也不會出現(xiàn)動態(tài)庫特有的跨運(yùn)行時資源管理的錯誤。不過靜態(tài)庫對鏈接階段會有一定要求：靜態(tài)庫一般包含了全部的代碼，里面會有大量的符號，如果不同靜態(tài)庫之間出現(xiàn)了符號沖突則會導(dǎo)致鏈接的失敗

假設(shè)dirname 下有filename.c文件和filename.h文件，則生成靜態(tài)庫的命令為

$ cd ./dirname
$ gcc -c -o filename.o filename.c
$ ar rcs libfilename.a filename.o

使用靜態(tài)庫中的C函數(shù)

package main

//#cgo CFLAGS: -I./dirname
//#cgo LDFLAGS: -L${SRCDIR}/dirname -lfilename
//
//#include "filename.h"
import "C"
import "fmt"

func main() {
? ? fmt.Println(C.filename_func())
}

通過動態(tài)庫的方式調(diào)用C函數(shù)

動態(tài)庫出現(xiàn)的初衷是對于相同的庫，多個進(jìn)程可以共享同一個，以節(jié)省內(nèi)存和磁盤資源。但是在磁盤和內(nèi)存已經(jīng)白菜價的今天，這兩個作用已經(jīng)顯得微不足道了，那么除此之外動態(tài)庫還有哪些存在的價值呢？從庫開發(fā)角度來說，動態(tài)庫可以隔離不同動態(tài)庫之間的關(guān)系，減少鏈接時出現(xiàn)符號沖突的風(fēng)險。而且對于windows等平臺，動態(tài)庫是跨越VC和GCC不同編譯器平臺的唯一的可行方式

動態(tài)庫的生成

gcc -shared -o libfinename.so filename.c

對于CGO 來說，使用動態(tài)庫和靜態(tài)庫是一樣的

package main

//#cgo CFLAGS: -I./dirname
//#cgo LDFLAGS: -L${SRCDIR}/dirname -lfilename
//
//#include "filename.h"
import "C"
import "fmt"

func main() {
? ? fmt.Println(C.filename_func())
}

到此這篇關(guān)于淺談go中cgo的幾種使用方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)go cgo使用內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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