如何在golang 中调用c的静态库或者动态库

Cgo 使得Go程序能够调用C代码. cgo读入一个用特别的格式写的Go语言源文件, 输出Go和C程序, 使得C程序能打包到Go语言的程序包中.

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举例说明一下. 下面是一个Go语言包, 包含了两个函数 -- Random 和 Seed -- 是C语言库中random和srandom函数的马甲.

package rand

/*

#include stdlib.h

*/ import "C" func Random() int { return int(C.random()) } func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

我们来看一下这里都有什么内容. 开始是一个包的导入语句.

rand包导入了"C"包, 但你会发现在Go的标准库里没有这个包. 那是因为C是一个"伪包", 一个为cgo引入的特殊的包名, 它是C命名空间的一个引用.

rand 包包含4个到C包的引用: 调用 C.random和C.srandom, 类型转换 C.uint(i)还有引用语句.

Random函数调用libc中的random函数, 然后回返结果. 在C中, random返回一个C类型的长整形值, cgo把它轮换为C.long. 这个值必需转换成Go的类型, 才能在Go程序中使用. 使用一个常见的Go类型转换:

func Random() int { return int(C.random()) }

这是一个等价的函数, 使用了一个临时变量来进行类型转换:

func Random() int { var r C.long = C.random() return int(r) }

Seed函数则相反. 它接受一个Go语言的int类型, 转换成C语言的unsigned int类型, 然后传递给C的srandom函数.

func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

需要注意的是, cgo中的unsigned int类型写为C.uint; cgo的文档中有完整的类型列表.

这个例子中还有一个细节我们没有说到, 那就是导入语句上面的注释.

/*

#include stdlib.h

*/ import "C"

Cgo可以识别这个注释, 并在编译C语言程序的时候将它当作一个头文件来处理. 在这个例子中, 它只是一个include语句, 然而其实它可以是使用有效的C语言代码. 这个注释必需紧靠在import "C"这个语句的上面, 不能有空行, 就像是文档注释一样.

Strings and things

与Go语言不同, C语言中没有显式的字符串类型. 字符串在C语言中是一个以0结尾的字符数组.

Go和C语言中的字符串转换是通过C.CString, C.GoString,和C.GoStringN这些函数进行的. 这些转换将得到字符串类型的一个副本.

下一个例子是实现一个Print函数, 它使用C标准库中的fputs函数把一个字符串写到标准输出上:

package print // #include stdio.h // #include stdlib.h import "C" import "unsafe" func Print(s string) { cs := C.CString(s) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) C.free(unsafe.Pointer(cs)) }

在C程序中进行的内存分配是不能被Go语言的内存管理器感知的. 当你使用C.CString创建一个C字符串时(或者其它类型的C语言内存分配), 你必需记得在使用完后用C.free来释放它.

调用C.CString将返回一个指向字符数组开始处的指错, 所以在函数退出前我们把它转换成一个unsafe.Pointer(Go中与C的void 等价的东西), 使用C.free来释放分配的内存. 一个惯用法是在分配内存后紧跟一个defer(特别是当这段代码比较复杂的时候), 这样我们就有了下面这个Print函数:

func Print(s string) { cs := C.CString(s) defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) }

构建 cgo 包

如果你使用goinstall, 构建cgo包就比较容易了, 只要调用像平常一样使用goinstall命令, 它就能自动识别这个特殊的import "C", 然后自动使用cgo来编译这些文件.

如果你想使用Go的Makefiles来构建, 那在CGOFILES变量中列出那些要用cgo处理的文件, 就像GOFILES变量包含一般的Go源文件一样.

rand包的Makefile可以写成下面这样:

include $(GOROOT)/src/Make.inc

TARG=goblog/rand

CGOFILES=\ rand.go\ include $(GOROOT)/src/Make.pkg

然后输入gomake开始构建.

更多 cgo 的资源

cgo的文档中包含了关于C伪包的更多详细的说明, 以及构建过程. Go代码树中的cgo的例子给出了更多更高级的用法.

一个简单而又符合Go惯用法的基于cgo的包是Russ Cox写的gosqlite. 而Go语言的网站上也列出了更多的的cgo包.

最后, 如果你对于cgo的内部是怎么运作这个事情感到好奇的话, 去看看运行时包的cgocall.c文件的注释吧.

讲讲go语言的结构体

作为C语言家族的一员，go和c一样也支持结构体。可以类比于java的一个POJO。

在学习定义结构体之前，先学习下定义一个新类型。

新类型 T1 是基于 Go 原生类型 int 定义的新自定义类型，而新类型 T2 则是 基于刚刚定义的类型 T1，定义的新类型。

这里要引入一个底层类型的概念。

如果一个新类型是基于某个 Go 原生类型定义的， 那么我们就叫 Go 原生类型为新类型的底层类型

在上面的例子中，int就是T1的底层类型。

但是T1不是T2的底层类型，只有原生类型才可以作为底层类型，所以T2的底层类型还是int

底层类型是很重要的，因为对两个变量进行显式的类型转换，只有底层类型相同的变量间才能相互转换。底层类型是判断两个类型本质上是否相同的根本。

这种类型定义方式通常用在 项目的渐进式重构，还有对已有包的二次封装方面

类型别名表示新类型和原类型完全等价，实际上就是同一种类型。只不过名字不同而已。

一般我们都是定义一个有名的结构体。

字段名的大小写决定了字段是否包外可用。只有大写的字段可以被包外引用。

还有一个点提一下

如果换行来写

Age: 66,后面这个都好不能省略

还有一个点，观察e3的赋值

new返回的是一个指针。然后指针可以直接点号赋值。这说明go默认进行了取值操作

e3.Age 等价于 (*e3).Age

如上定义了一个空的结构体Empty。打印了元素e的内存大小是0。

有什么用呢？

基于空结构体类型内存零开销这样的特性，我们在日常 Go 开发中会经常使用空 结构体类型元素，作为一种“事件”信息进行 Goroutine 之间的通信

这种以空结构体为元素类建立的 channel，是目前能实现的、内存占用最小的 Goroutine 间通信方式。

这种形式需要说的是几个语法糖。

语法糖1：

对于结构体字段，可以省略字段名，只写结构体名。默认字段名就是结构体名

这种方式称为 嵌入字段

语法糖2：

如果是以嵌入字段形式写的结构体

可以省略嵌入的Reader字段，而直接访问ReaderName

此时book是一个各个属性全是对应类型零值的一个实例。不是nil。这种情况在Go中称为零值可用。不像java会导致npe

结构体定义时可以在字段后面追加标签说明。

tag的格式为反单引号

tag的作用是可以使用[反射]来检视字段的标签信息。

具体的作用还要看使用的场景。

比如这里的tag是为了帮助 encoding/json 标准包在解析对象时可以利用的规则。比如omitempty表示该字段没有值就不打印出来。

go语言如何调用c函数

直接嵌入c源代码到go代码里面

package main

/*

#include stdio.h

void myhello(int i) {

printf("Hello C: %d\n", i);

}

*/

import "C"

import "fmt"

func main() {

C.myhello(C.int(12))

fmt.Println("Hello Go");

}

需要注意的是C代码必须放在注释里面

import "C"语句和前面的C代码之间不能有空行

运行结果

$ go build main.go ./main

Hello C: 12

Hello Go

分开c代码到单独文件

嵌在一起代码结构不是很好看，很多人包括我，还是喜欢把两个分开，放在不同的文件里面，显得干净，go源文件里面是go的源代码，c源文件里面是c的源代码。

$ ls

hello.c hello.h main.go

$ cat hello.h

void hello(int);

$ cat hello.c

#include stdio.h

void hello(int i) {

printf("Hello C: %d\n", i);

}

$ cat main.go

package main

// #include "hello.h"

import "C"

import "fmt"

func main() {

C.hello(C.int(12))

fmt.Println("Hello Go");

}

编译运行

$ go build ./main

Hello C: 12

Hello Go

编译成库文件

如果c文件比较多，最好还是能够编译成一个独立的库文件，然后go来调用库。

$ find mylib main

mylib

mylib/hello.h

mylib/hello.c

main

main/main.go

编译库文件

$ cd mylib

# gcc -fPIC -shared -o libhello.so hello.c

编译go程序

$ cd main

$ cat main.go

package main

// #cgo CFLAGS: -I../mylib

// #cgo LDFLAGS: -L../mylib -lhello

// #include "hello.h"

import "C"

import "fmt"

func main() {

C.hello(C.int(12))

fmt.Println("Hello Go");

}

$ go build main.go

运行

$ export LD_LIBRARY_PATH=../mylib

$ ./main

Hello C: 12

Hello Go

在我们的例子中，库文件是编译成动态库的，main程序链接的时候也是采用的动态库

$ ldd main

linux-vdso.so.1 = (0x00007fffc7968000)

libhello.so = ../mylib/libhello.so (0x00007f513684c000)

libpthread.so.0 = /lib64/libpthread.so.0 (0x00007f5136614000)

libc.so.6 = /lib64/libc.so.6 (0x00007f5136253000)

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x000055d819227000)

理论上讲也是可以编译成整个一静态链接的可执行程序，由于我的机器上缺少静态链接的系统库，比如libc.a，所以只能编译成动态链接。

go和谁混合开发比较好

go和c语言混合开发比较好。根据查询相关信息资料显示，Go希望成为互联网时代的C语言。多数系统级语言的根本编程哲学来源于C语言，将C语言的面向对象进一步发扬光大，Go语言的设计者却有不同的看法，认为值得学习的是C语言，C语言经久不衰的根源是足够简单，因此，Go语言也是足够简单。

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