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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.
本教程介绍了使用 Godatabase/sql及其标准库中的包访问关系数据库的基础知识。
您将使用的database/sql包包括用于连接数据库、执行事务、取消正在进行的操作等的类型和函数。
在本教程中,您将创建一个数据库,然后编写代码来访问该数据库。您的示例项目将是有关老式爵士乐唱片的数据存储库。
首先,为您要编写的代码创建一个文件夹。
1、打开命令提示符并切换到您的主目录。
在 Linux 或 Mac 上:
在 Windows 上:
2、在命令提示符下,为您的代码创建一个名为 data-access 的目录。
3、创建一个模块,您可以在其中管理将在本教程中添加的依赖项。
运行go mod init命令,为其提供新代码的模块路径。
此命令创建一个 go.mod 文件,您添加的依赖项将在其中列出以供跟踪。
注意: 在实际开发中,您会指定一个更符合您自己需求的模块路径。有关更多信息,请参阅一下文章。
GO语言(二十五):管理依赖项(上)
GO语言(二十六):管理依赖项(中)
GO语言(二十七):管理依赖项(下)
接下来,您将创建一个数据库。
在此步骤中,您将创建要使用的数据库。您将使用 DBMS 本身的 CLI 创建数据库和表,以及添加数据。
您将创建一个数据库,其中包含有关黑胶唱片上的老式爵士乐录音的数据。
这里的代码使用MySQL CLI,但大多数 DBMS 都有自己的 CLI,具有类似的功能。
1、打开一个新的命令提示符。
在命令行,登录到您的 DBMS,如下面的 MySQL 示例所示。
2、在mysql命令提示符下,创建一个数据库。
3、切到您刚刚创建的数据库,以便您可以添加表。
4、在文本编辑器的 data-access 文件夹中,创建一个名为 create-tables.sql 的文件来保存用于添加表的 SQL 脚本。
将以下 SQL 代码粘贴到文件中,然后保存文件。
在此 SQL 代码中:
(1)删除名为album表。 首先执行此命令可以让您更轻松地稍后重新运行脚本。
(2)创建一个album包含四列的表:title、artist和price。每行的id值由 DBMS 自动创建。
(3)添加带有值的四行。
5、在mysql命令提示符下,运行您刚刚创建的脚本。
您将使用以下形式的source命令:
6、在 DBMS 命令提示符处,使用SELECT语句来验证您是否已成功创建包含数据的表。
接下来,您将编写一些 Go 代码进行连接,以便进行查询。
现在你已经有了一个包含一些数据的数据库,开始你的 Go 代码。
找到并导入一个数据库驱动程序,该驱动程序会将您通过database/sql包中的函数发出的请求转换为数据库可以理解的请求。
1、在您的浏览器中,访问SQLDrivers wiki 页面以识别您可以使用的驱动程序。
2、使用页面上的列表来识别您将使用的驱动程序。为了在本教程中访问 MySQL,您将使用 Go-MySQL-Driver。
3、请注意驱动程序的包名称 - 此处为github.com/go-sql-driver/mysql.
4、使用您的文本编辑器,创建一个用于编写 Go 代码的文件,并将该文件作为 main.go 保存在您之前创建的数据访问目录中。
5、进入main.go,粘贴以下代码导入驱动包。
在此代码中:
(1)将您的代码添加到main包中,以便您可以独立执行它。
(2)导入 MySQL 驱动程序github.com/go-sql-driver/mysql。
导入驱动程序后,您将开始编写代码以访问数据库。
现在编写一些 Go 代码,让您使用数据库句柄访问数据库。
您将使用指向结构的指针sql.DB,它表示对特定数据库的访问。
编写代码
1、进入 main.go,在import您刚刚添加的代码下方,粘贴以下 Go 代码以创建数据库句柄。
在此代码中:
(3)使用 MySQL 驱动程序Config和FormatDSN类型以收集连接属性并将它们格式化为连接字符串的 DSN。
该Config结构使代码比连接字符串更容易阅读。
(4)调用sql.Open 初始化db变量,传递 FormatDSN。
(5)检查来自 的错误sql.Open。例如,如果您的数据库连接细节格式不正确,它可能会失败。
为了简化代码,您调用log.Fatal结束执行并将错误打印到控制台。在生产代码中,您会希望以更优雅的方式处理错误。
(6)调用DB.Ping以确认连接到数据库有效。在运行时, sql.Open可能不会立即连接,具体取决于驱动程序。您在Ping此处使用以确认 database/sql包可以在需要时连接。
(7)检查来自Ping的错误,以防连接失败。
(8)Ping如果连接成功,则打印一条消息。
文件的顶部现在应该如下所示:
3、保存 main.go。
1、开始跟踪 MySQL 驱动程序模块作为依赖项。
使用go get 添加 github.com/go-sql-driver/mysql 模块作为您自己模块的依赖项。使用点参数表示“获取当前目录中代码的依赖项”。
2、在命令提示符下,设置Go 程序使用的DBUSER和DBPASS环境变量。
在 Linux 或 Mac 上:
在 Windows 上:
3、在包含 main.go 的目录中的命令行中,通过键入go run来运行代码。
连接成功了!
接下来,您将查询一些数据。
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。
是Go语言吗?
Go 编译过程 九个步骤
第一步. all.bash
% cd $GOROOT/src
% ./all.bash
第一步 all.bash 只是调用了另外两个 shell 脚本:make.bash 和run.bash。若使用 Windows 或 Plan9,其过程也基本类似,只是脚本分别以 .bat 或 .rc 结尾。在文章的其他部分,请用适当的操作系统对应的扩展来补全命令。
第二步. make.bash
. ./make.bash --no-banner
make.bash 作为 all.bash 内容的一部分,如果它退出也会中断构建过程
第三步. cmd/dist
gcc -O2 -Wall -Werror -ggdb -o cmd/dist/dist -Icmd/dist cmd/dist/*.c
当健全检查完成后,make.bash 开始编译 cmd/dist。
第四步. go_bootstrap
现在 go_bootstrap 已经构建完成,make.bash 的最后一步是使用 go_bootstrap 编译完整的 Go 标准库,包括一个完整的 go 工具用以替换。
echo "# Building packages and commands for $GOOS/$GOARCH."
"$GOTOOLDIR"/go_bootstrap install -gcflags "$GO_GCFLAGS" \
-ldflags "$GO_LDFLAGS" -v std
第五步. run.bash
现在 make.bash 已经完成,回到 all.bash 的执行,这会调用 run.bash。run.bash 的任务是编译和测试标准库、运行时以及语言测试集。
bash run.bash --no-rebuild
由于 make.bash 和 run.bash 都会调用 go install -a std,因此需要使用 –no-rebuild 标志来避免重复前面的步骤,–no-rebuild 跳过了第二个 go install。
# allow all.bash to avoid double-build of everythingrebuild=trueif [ "$1" = "--no-rebuild" ]; then shiftelse echo '# Building packages and commands.' time go install -a -v std echofi
第六步. go test -a std
echo '# Testing packages.'
time go test std -short -timeout=$(expr 120 \* $timeout_scale)s
echo
接下来 run.bash 会在标准库里所有的包上来运行用 testing 包编写的单元测试。由于 $GOPATH 和 $GOROOT 中有着相同的命名空间,所以不能直接使用 go test … 否则 $GOPATH 中的每个包也会被逐一测试,因此创建了一个用于标准库中的包的别名:std。由于一些测试需要比较长的时间,且会消耗大量内存,因此用 -short 标志对一些测试进行了过滤。
第七步. runtime 和 cgo 测试
run.bash 接下来的部分会运行平台对 cgo 支持的测试,执行一些性能测试,并且编译一些伴随 Go 发行版一起的杂项程序。随着时间的流逝,这些杂项程序的清单会越来越长,那么它们也就会不可避免的被从编译过程中悄悄剥离出去。
第八步. go run test
(xcd ../test
unset GOMAXPROCS
time go run run.go
) || exit $?
run.bash 的倒数第二步会调用在 $GOROOT 下的 test 目录里的编译器和运行时的测试。他们是对于编译器和运行时自身的,较为低级细节的测试。会执行语言规格测试,test/bugs 和 test/fixedbugs 子目录保存有那些已经被发现并被修复的问题的独立的测试。驱动测试的是一个小 Go 程序 $GOROOT/test/run.go,会执行 test 目录里的每个 .go 文件。一些 .go 文件的首行包含了指导 run.go 对结果作出判断的指令,例如,程序将会失败,或提供一个确定的输出队列。
第九步. go tool api
echo '# Checking API compatibility.'
go tool api -c $GOROOT/api/go1.txt,$GOROOT/api/go1.1.txt \
-next $GOROOT/api/next.txt -except $GOROOT/api/except.txt
run.bash 的最后一步调用了 api 工具。
先看一下目录结构,注意这里的src名称是必须的,go在设置了GOPATH后,默认会添加src去寻找package,暂未查询是否有方法不按照src查询
根据上面的描述,Go语言中通过包中函数的名称来区分公共函数和私有函数,我们在main函数中是无法调用myPrivateFunc的
此时如果执行通过go run方式执行,会看到如下的提示信息,这与大部分语言对于包管理方式相关,所以我们通过两种不同的方法来让代码执行起来
返回如下,这里面对我们后续执行有影响的两个参数GO111MODULE和GOPATH
如果要使用gopath模式引用包,则需要关闭mod模式
设置GOPATH为当前路径,即main.go所在的路径
此时再查看go env时,GOPATH已经发生改变
我们再次尝试执行代码
可以看到public函数被调用
直接调用so的函数cgo应该绕不开吧,我写过一个银行的应用程序调用其特色业务接口,因为接口只支持c和java,我就封装了一个c的so,然后用cgo调用后写了一个RPC供远程的go语言调用,因为RPC只负责信息交互不负责业务逻辑,所以写了不到百行,以后基本不用再改。记住虽然go语言自带gc,但cgo还是要手工释放内存哦。
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