go語言與c語言的相互調用

最近因爲工做緣由，須要實現go語言與c語言的相互調用。因爲go語言與c語言有着千絲萬縷的曖昧關係，二者之間的調用能夠經過語言層面實現。下文是對此的總結。

go語言調用c語言

如下爲一個簡短的例子：

package main

// #include <stdio.h>
// #include <stdlib.h>
/*
void print(char *str) {
    printf("%s\n", str);
}
*/
import "C"

import "unsafe"

func main() {
    s := "Hello Cgo"
    cs := C.CString(s)
    C.print(cs)
    C.free(unsafe.pointer(cs))
}

與「正常」的go代碼相比，上述代碼有幾處「特殊」的地方：

1. 在開頭的註釋中出現了c語言頭文件的include字樣
2. 在註釋中定義了c語言函數print
3. import了一個名爲C的「包」
4. 在main函數中調用了上述定義的c語言函數print

首先，go源碼文件中的c語言代碼是須要用註釋包裹的，就像上面的include頭文件以及print函數定義；其次，import "C"這個語句是必須的，並且其與上面的c代碼之間不能用空行分隔，必須緊密相連。這裏的」C「不是包名，而是一種相似名字空間的概念，或能夠理解爲僞包，c語言全部語法元素均在該僞包下面；最後，訪問c語法元素時都要在其前面加上僞包前綴，好比C.uint和上面代碼中的C.print、C.free等。

更詳細的在go中調用c語言的用法能夠參考Go與C語言的互操做，本文再也不一一細述。

在上面的例子中，c語言是內嵌在go代碼中的，若是代碼量更大更復雜的話，這顯然是很不」專業「的。那麼，是否能夠將c語言代碼從go代碼中分離出去，單獨定義呢？答案是確定的，能夠經過共享庫的方式實現。

cgo提供了#cgo指示符能夠指定go源碼在編譯後與哪些共享庫進行連接。例子以下：

// hello.go
package main

// #cgo LDFLAGS: -L ./ -lhello
// #include <stdio.h>
// #include <stdlib.h>
// #include "hello.h"
import "C"

func main() {
    C.hello()
}

// hello.c
#include "hello.h"

void hello()
{
    printf("hello, go\n");
}

// hello.h
extern void hello();

其中在hello.go中，#cgo指示符後面添加LDFLAGS: -L ./ -lhello，做用是在go代碼編譯時，指定在當前目錄查找so庫並進行連接。

所以，只須要把hello.c編譯成動態庫，再編譯go代碼，便可在運行go代碼的時候調用共享庫中的c語言函數。指令以下：

1. gcc -fPIC -o libhello.so hello.c
2. go build -o hello
3. ./hello

c語言調用go語言

與在go中調用c源碼相比，在c中使用go函數的場合較少。由於通常來講，採用高級語言做爲粘合劑調用低級語言能充分發揮各自的特色，而用低級語言調用高級語言反而有可能下降低級語言的性能優點，在go中，可使用」export + 函數名「來導出go函數爲c代碼所用，看一個簡單的例子：

// hello.go
package main

import "C"

import "fmt"

// export Go2C
func Go2C() {
    fmt.Println("hello, C")
}

可經過go build的編譯選項，將go代碼編譯成共享庫以供c代碼調用。注意，編譯so庫時必須存在main及main函數（即便main函數爲空）。編譯指令以下：go build -v -x -buildmode=c-shared -o libhello.so hello.go。

編譯成功後，只需在c代碼中引入新生成的頭文件及編譯時連接動態庫便可實現go函數的調用。代碼以下：

// hello.c
#include <stdio.h>
#include "libhello.h"

int main()
{
    Go2C();
    return 0;
}

經過gcc -o hello -L. -lhello，便可編譯成可執行程序。注意，運行前必須肯定共享庫運行時查找路徑中存在須要連接的共享庫，可經過將so庫路徑放到/usr/lib或者修改環境變量LD_LIBRARY_PATH。

小結

go語言能夠經過內嵌c代碼的形式調用c語言，也能夠經過調用共享庫函數的方式實現；至於c語言調用go函數，則能夠經過go build將go代碼編譯成共享庫提供給c代碼使用。注意，本文中的共享庫均爲動態共享庫，至於靜態共享庫則不曾實驗，有興趣的能夠實現一下。